聚酯預聚真空系統常見問題的處理

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15萬t/a的杜邦三釜聚酯裝置，16條紡絲生產線。2009年進行擴容5萬t/a的改造，總產量達到20萬t/a。裝置在高負荷運行下，長時間未進行檢修清理，造成真空管線局部堵塞，針對此，我司經過對相關管線加以改造，避免了因真空管線堵塞而造成裝置停車。本文介紹了聚酯預聚真空系統堵塞的處理方法。

1 預聚真空系統

杜邦三釜聚酯裝置主流程轉動設備少，反應時間短，反應技術條件要求高，正常生產比較穩定，產品質量比較穩定。其真空系統流程如圖1所示。

圖1 預聚真空系統流程圖

預聚真空系統工作原理：EG在預聚反應起到攪拌的作用，在預聚反應中大量的EG(沸點：198 ℃)在285～289 ℃高溫加熱下被蒸發，利用低溫液態EG在預聚噴淋冷凝器中噴淋冷凝高溫EG蒸汽，冷卻后液態EG經大氣腿回到預聚熱井經泵(1252-P01)、過濾器(1252-F01)、冷卻器(1252-H01)冷卻EG后又到預聚噴淋冷凝器進行噴淋冷凝高溫EG蒸汽，由于汽態EG蒸汽冷凝成液態，由汽態變成液態過程而形成真空(如此周而復始)[1]。為了達到所要求的真空度，預聚噴淋冷凝器無法冷凝多余的EG蒸汽和部分不凝氣，由預聚碟閥控制進入真空系統繼續噴淋冷凝，還未冷凝下來的EG蒸汽由真空噴射泵1264-J02B、1264-J03進行噴射抽出，最后由液環真空泵進行抽真空使其達到預聚要求的真空度[2]。真空泵工作原理：蒸汽進入噴嘴后，高速噴出，產生低壓，將氣體吸入并在混合腔室混合，經擴大管后，動能轉變為壓強能，若氣體為容器內物質，容器內壓力下降。

2 容易產生堵塞的管線和改造方案

2.1 炸大氣腿N2管線堵塞

2.1.1 現象

預聚真空系統如圖1，在預聚反應過程中過量的EG汽化形成EG蒸汽，并夾帶些低分子物質進入預聚噴淋冷凝器冷卻，若N2管線堵塞，在每次炸大氣腿時達不到預期效果。長時間炸大氣腿不通，在冷凝器底部或在大氣腿彎頭處極易堵塞，造成預聚真空碟閥持續開大、預聚冷凝器視鏡積液、EG罐液位逐步下降等現象。炸大氣腿作用：利用N2在管道內進行鼓泡，使管道內殘留物或堆積在拐角處的結垢物得到沖擊而隨著液體流動掉入熱井中，最后通過清理殘渣罐將這些結構物排除出系統外。

2.1.2 改造

原管線炸大氣腿后極易積液，使用時間長管線易結垢，N2量小或堵塞而不能向上反吹推動堵塞的低聚物，無法使受阻于彎頭處的低聚物松動落入熱井中。故我們將N2管線進行簡單的改造，主要改變流程的走向，由原來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，并制作捅針定期進行清理，確保N2暢通。圖2、圖3分別是炸大氣腿氮氣管線改造前后的示意圖。

圖2 原炸大氣腿氮氣管線圖

圖3 改造后炸大氣腿氮氣管線圖

2.2真空部分管線堵塞

2.2.1 現象

裝置在連續生產且高負荷運行的過程中會夾帶部分物料進入真空系統，隨著設備使用時間變長，真空系統的部分設備及其管線上堆積的物料逐漸變多，導致真空度逐漸變差，影響裝置的平穩生產，嚴重時，需停車處理。

以下是發生堵塞前的一些現象。

(1)中控在調節預聚真空蝶閥時從0開度到100%全開,預聚真空壓力無明顯變化，1264-J02B入口壓力及液環真空泵入口壓力會有所變化，但預聚真空還是持續走高，預聚碟閥對預聚真空度無調節功能。最后導致預聚失真空，但整個過程終聚真空度不受影響。

(2)切換預聚換熱器及預聚過濾器增加預聚噴淋冷凝器噴淋量，短時間內可能預聚真空會有所下降，一段時間過后預聚碟閥還是持續開大,但1264-J02B入口壓力會比以往高。

(3)檢查冷凝器視鏡無積液，炸大氣腿真空壓力變化明顯。

(4)檢查動力蒸汽壓力正常，各真空噴射泵及液環真空泵運行正常。

(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。

(6)啟動另外一臺液環真空泵，預聚真空能有小幅的下降，如果堵塞情況不很嚴重能夠使預聚真空在可控范圍，但繼續運行一段時間后，仍存在上述的情況，不能從根本上解決問題。

根據以上現象及檢查結果，判斷預聚碟閥至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入口管線上，當堆積到一定程度，預聚真空碟閥為保證預聚真空度將逐步開大直至100%，若不及時處理將會造成預聚失真空。剛開始時可簡單的用木錘對堵塞部位進行敲擊，會有一定的效果，但是費時費工，每次可能需要很長的時間，隨著管線結垢物的增厚，敲擊的效果會越來越差，真空能力會進一步惡化，嚴重的會導致管線直接堵死，預聚完全失去真空。

2.2.2 改造

通過技術人員的分析和探討，經過了多次的嘗試，決定在真空系統上添加在線沖洗。利用200 ℃左右的高溫EG對容易堵塞的真空管線進行熱沖洗，并在碟閥處及彎頭各處增加乙二醇沖洗噴嘴并在外管環繞蒸汽伴熱管且全部加上保溫。圖4為預聚真空管線改造后的流程示意圖，實行定期用高溫EG對真空管線進行沖洗，沖洗時只需注意控制預聚的真空度，少量多次，在預聚真空度能夠接受的范圍內進行沖洗，能夠取得很好的效果，沖洗周期可根據裝置堵塞情況靈活制定。這樣大大減少了低聚物在管線內壁的殘留，減少了真空系統發生堵塞的幾率，并且對可能發生的堵塞事故也起了很好的預防作用，保障了裝置的長久平穩運行。

圖4 預聚真空管線改造流程圖

3 結 論

本裝置在長時間高負荷運行中均發生過上述兩種現象，在經過上述改造后，運行至今未發生同類生產事故而導致產品質量波動。真空系統故障類型很多，且起因復雜，難于判斷，又影響很迅速，從而給實際生產控制帶來很大難度，因此以上2個改造項目僅供大家參考。

[1] 莊克威，喻紅.聚酯裝置真空系統故障及處理方法[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,1997(1)：34-38.