聚酯預(yù)聚真空系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題的處理

王建華，徐 松，王云華，賈曉新，馬金鳳

(江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇 吳江 215228)

我司2003年引進(jìn)15萬(wàn)t/a的杜邦三釜聚酯裝置，16條紡絲生產(chǎn)線(xiàn)。2009年進(jìn)行擴(kuò)容5萬(wàn)t/a的改造，總產(chǎn)量達(dá)到20萬(wàn)t/a。裝置在高負(fù)荷運(yùn)行下，長(zhǎng)時(shí)間未進(jìn)行檢修清理，造成真空管線(xiàn)局部堵塞，針對(duì)此，我司經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)管線(xiàn)加以改造，避免了因真空管線(xiàn)堵塞而造成裝置停車(chē)。本文介紹了聚酯預(yù)聚真空系統(tǒng)堵塞的處理方法。

1 預(yù)聚真空系統(tǒng)

杜邦三釜聚酯裝置主流程轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備少，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)技術(shù)條件要求高，正常生產(chǎn)比較穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定。其真空系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 預(yù)聚真空系統(tǒng)流程圖

預(yù)聚真空系統(tǒng)工作原理：EG在預(yù)聚反應(yīng)起到攪拌的作用，在預(yù)聚反應(yīng)中大量的EG(沸點(diǎn)：198 ℃)在285～289 ℃高溫加熱下被蒸發(fā)，利用低溫液態(tài)EG在預(yù)聚噴淋冷凝器中噴淋冷凝高溫EG蒸汽，冷卻后液態(tài)EG經(jīng)大氣腿回到預(yù)聚熱井經(jīng)泵(1252-P01)、過(guò)濾器(1252-F01)、冷卻器(1252-H01)冷卻EG后又到預(yù)聚噴淋冷凝器進(jìn)行噴淋冷凝高溫EG蒸汽，由于汽態(tài)EG蒸汽冷凝成液態(tài)，由汽態(tài)變成液態(tài)過(guò)程而形成真空(如此周而復(fù)始)[1]。為了達(dá)到所要求的真空度，預(yù)聚噴淋冷凝器無(wú)法冷凝多余的EG蒸汽和部分不凝氣，由預(yù)聚碟閥控制進(jìn)入真空系統(tǒng)繼續(xù)噴淋冷凝，還未冷凝下來(lái)的EG蒸汽由真空噴射泵1264-J02B、1264-J03進(jìn)行噴射抽出，最后由液環(huán)真空泵進(jìn)行抽真空使其達(dá)到預(yù)聚要求的真空度[2]。真空泵工作原理：蒸汽進(jìn)入噴嘴后，高速?lài)姵?，產(chǎn)生低壓，將氣體吸入并在混合腔室混合，經(jīng)擴(kuò)大管后，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)能，若氣體為容器內(nèi)物質(zhì)，容器內(nèi)壓力下降。

2 容易產(chǎn)生堵塞的管線(xiàn)和改造方案

2.1 炸大氣腿N2管線(xiàn)堵塞

2.1.1 現(xiàn)象

預(yù)聚真空系統(tǒng)如圖1，在預(yù)聚反應(yīng)過(guò)程中過(guò)量的EG汽化形成EG蒸汽，并夾帶些低分子物質(zhì)進(jìn)入預(yù)聚噴淋冷凝器冷卻，若N2管線(xiàn)堵塞，在每次炸大氣腿時(shí)達(dá)不到預(yù)期效果。長(zhǎng)時(shí)間炸大氣腿不通，在冷凝器底部或在大氣腿彎頭處極易堵塞，造成預(yù)聚真空碟閥持續(xù)開(kāi)大、預(yù)聚冷凝器視鏡積液、EG罐液位逐步下降等現(xiàn)象。炸大氣腿作用：利用N2在管道內(nèi)進(jìn)行鼓泡，使管道內(nèi)殘留物或堆積在拐角處的結(jié)垢物得到?jīng)_擊而隨著液體流動(dòng)掉入熱井中，最后通過(guò)清理殘?jiān)迣⑦@些結(jié)構(gòu)物排除出系統(tǒng)外。

2.1.2 改造

原管線(xiàn)炸大氣腿后極易積液，使用時(shí)間長(zhǎng)管線(xiàn)易結(jié)垢，N2量小或堵塞而不能向上反吹推動(dòng)堵塞的低聚物，無(wú)法使受阻于彎頭處的低聚物松動(dòng)落入熱井中。故我們將N2管線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，主要改變流程的走向，由原來(lái)的直管變成凸字上半部分形狀，在接近大氣腿處尾端加球閥，并制作捅針定期進(jìn)行清理，確保N2暢通。圖2、圖3分別是炸大氣腿氮?dú)夤芫€(xiàn)改造前后的示意圖。

圖2 原炸大氣腿氮?dú)夤芫€(xiàn)圖

圖3 改造后炸大氣腿氮?dú)夤芫€(xiàn)圖

2.2真空部分管線(xiàn)堵塞

2.2.1 現(xiàn)象

裝置在連續(xù)生產(chǎn)且高負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)夾帶部分物料進(jìn)入真空系統(tǒng)，隨著設(shè)備使用時(shí)間變長(zhǎng)，真空系統(tǒng)的部分設(shè)備及其管線(xiàn)上堆積的物料逐漸變多，導(dǎo)致真空度逐漸變差，影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)，需停車(chē)處理。

以下是發(fā)生堵塞前的一些現(xiàn)象。

(1)中控在調(diào)節(jié)預(yù)聚真空蝶閥時(shí)從0開(kāi)度到100%全開(kāi),預(yù)聚真空壓力無(wú)明顯變化，1264-J02B入口壓力及液環(huán)真空泵入口壓力會(huì)有所變化，但預(yù)聚真空還是持續(xù)走高，預(yù)聚碟閥對(duì)預(yù)聚真空度無(wú)調(diào)節(jié)功能。最后導(dǎo)致預(yù)聚失真空，但整個(gè)過(guò)程終聚真空度不受影響。

(2)切換預(yù)聚換熱器及預(yù)聚過(guò)濾器增加預(yù)聚噴淋冷凝器噴淋量，短時(shí)間內(nèi)可能預(yù)聚真空會(huì)有所下降，一段時(shí)間過(guò)后預(yù)聚碟閥還是持續(xù)開(kāi)大,但1264-J02B入口壓力會(huì)比以往高。

(3)檢查冷凝器視鏡無(wú)積液，炸大氣腿真空壓力變化明顯。

(4)檢查動(dòng)力蒸汽壓力正常，各真空噴射泵及液環(huán)真空泵運(yùn)行正常。

(5)物檢熱井水含量在3.5%～5%。各真空熱井的水含量也在正常范圍之內(nèi)。

(6)啟動(dòng)另外一臺(tái)液環(huán)真空泵，預(yù)聚真空能有小幅的下降，如果堵塞情況不很?chē)?yán)重能夠使預(yù)聚真空在可控范圍，但繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，仍存在上述的情況，不能從根本上解決問(wèn)題。

根據(jù)以上現(xiàn)象及檢查結(jié)果，判斷預(yù)聚碟閥至1264-J02B段極易堵塞，在二次噴淋冷凝后，EG蒸汽中還夾帶些低分子物，慢慢地堆積在1264-J02B入口管線(xiàn)上，當(dāng)堆積到一定程度，預(yù)聚真空碟閥為保證預(yù)聚真空度將逐步開(kāi)大直至100%，若不及時(shí)處理將會(huì)造成預(yù)聚失真空。剛開(kāi)始時(shí)可簡(jiǎn)單的用木錘對(duì)堵塞部位進(jìn)行敲擊，會(huì)有一定的效果，但是費(fèi)時(shí)費(fèi)工，每次可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，隨著管線(xiàn)結(jié)垢物的增厚，敲擊的效果會(huì)越來(lái)越差，真空能力會(huì)進(jìn)一步惡化，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致管線(xiàn)直接堵死，預(yù)聚完全失去真空。

2.2.2 改造

通過(guò)技術(shù)人員的分析和探討，經(jīng)過(guò)了多次的嘗試，決定在真空系統(tǒng)上添加在線(xiàn)沖洗。利用200 ℃左右的高溫EG對(duì)容易堵塞的真空管線(xiàn)進(jìn)行熱沖洗，并在碟閥處及彎頭各處增加乙二醇沖洗噴嘴并在外管環(huán)繞蒸汽伴熱管且全部加上保溫。圖4為預(yù)聚真空管線(xiàn)改造后的流程示意圖，實(shí)行定期用高溫EG對(duì)真空管線(xiàn)進(jìn)行沖洗，沖洗時(shí)只需注意控制預(yù)聚的真空度，少量多次，在預(yù)聚真空度能夠接受的范圍內(nèi)進(jìn)行沖洗，能夠取得很好的效果，沖洗周期可根據(jù)裝置堵塞情況靈活制定。這樣大大減少了低聚物在管線(xiàn)內(nèi)壁的殘留，減少了真空系統(tǒng)發(fā)生堵塞的幾率，并且對(duì)可能發(fā)生的堵塞事故也起了很好的預(yù)防作用，保障了裝置的長(zhǎng)久平穩(wěn)運(yùn)行。

圖4 預(yù)聚真空管線(xiàn)改造流程圖

3 結(jié) 論

本裝置在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行中均發(fā)生過(guò)上述兩種現(xiàn)象，在經(jīng)過(guò)上述改造后，運(yùn)行至今未發(fā)生同類(lèi)生產(chǎn)事故而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。真空系統(tǒng)故障類(lèi)型很多，且起因復(fù)雜，難于判斷，又影響很迅速，從而給實(shí)際生產(chǎn)控制帶來(lái)很大難度，因此以上2個(gè)改造項(xiàng)目?jī)H供大家參考。

[1] 莊克威，喻紅.聚酯裝置真空系統(tǒng)故障及處理方法[J].廣東化纖，2000(2)：50-52.

[2] 曾義成.聚酯縮聚真空的影響因素及故障處理[J].聚酯工業(yè),1997(1)：34-38.