PTA料漿真空過濾特性與工業(yè)試驗研究

徐江遠（逸盛大化石化有限公司 大連 116600）

纖維是天然、人工合成的絲狀物，紡織纖維是用來紡織布的纖維。化纖是纖維中的一大類。精對苯二甲酸是生產聚酯纖維、聚酯瓶片、聚脂薄膜的重要有機原料之一，廣泛的應用于化纖纖維、輕工、電子、建筑等國民經濟的各個方面，與人民生活水平的高低有著非常密切的關系。PTA生產工藝復雜，存在易燃、易爆物料，屬于甲類火災危險性區(qū)域，生產運行技術性強，操作難度大，自動化程度要求高。在PTA生產工藝中，過濾分離是非常重要的環(huán)節(jié)，當前，我國主要利用轉鼓式真空過濾機對其進行過濾分離精制，本文就PTA料將真空過濾特性及工業(yè)試驗進行了深入探討，希望對PTA的實際生產有一定的指導作用。

一、轉鼓真空過濾機簡介及使用中存在的問題

轉鼓真空過濾機是真空過濾機的一種，能夠對懸浮顆粒粗細不均勻的懸浮液進行過濾。轉鼓真空過濾機的過濾動力主要依靠真空壓力，此外還有一部分是借助物料沉降過程中產生的動力和固體顆粒自身的重力作用。在沉降過程中，直徑比較大的固體顆粒首先被停留在濾布上面，而較小的顆粒則依附在較大顆粒的表面，這樣可以保持濾布的通透性，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，并且對于濾布的清洗方面也比較方便。

在利用轉鼓式真空過濾機精制PTA的工藝中，存在一些問題。首先過濾機轉鼓容易出現(xiàn)彎曲變形、扁塌以及剪切扭曲變形等現(xiàn)象，其次濾布使用壽命不長，需要經常更換，造成了更換維修的工作量比較大。再次，過濾效率不高，并且能耗比較大。因此在很大程度上制約了PTA裝置成套設備國產化和擴容改造工作。

二、PTA漿料真空過濾特性

1.濾餅比阻的影響因素

濾餅比阻能夠代表過濾的難易程度，這是濾餅最基本的特征。如果物料性質確定，孔隙率則是濾餅比阻的重要參數(shù)。據(jù)濾葉試驗研究表明，影響濾餅比阻的因素主要有過濾壓差、料漿濃度、料漿粘度、料漿密度、過濾時間等。其中，對濾餅比阻影響最小的因素是過濾時間，這主要是因為在一定的過濾壓差之下，僅僅在過濾的開始階段，過濾時間對比阻產生一定的影響，隨著過濾過程的進行，濾餅的結構逐漸趨于穩(wěn)定，這是過濾時間對濾餅比阻的影響就很小了。當給定料漿時，料漿的密度、粘度等因素對濾餅的影響都包含在料漿的濃度之中，因此可以忽略過濾時間產生的微小影響。通常，濾餅比阻會隨著料漿濃度的增大而降低，隨著過濾壓差的增大而提高。這主要是因為料漿濃度增加之后，能夠使固體顆粒迅速在過濾介質上架橋而形成濾餅，顆粒不穩(wěn)定并且不能夠達到孔隙率最小的堆積狀態(tài)。料漿濃度越高，顆粒的不規(guī)則性也就越大，從而濾餅的孔隙率也就越大。而過濾壓差對濾餅比阻的影響主要體現(xiàn)在對破壞濾餅結構重組上，過濾壓差越大，漿料顆粒越容易發(fā)生滑動，從而增加濾餅的密度，降低孔隙率，提高比阻值。可見，過濾壓差和漿料濃度都是對濾餅孔隙率造成影響而影響濾餅比阻的。

2.濾餅脫水的影響因素

濾餅脫水過程又稱作脫液或者干燥，指通過對濾餅施加去飽和力置換濾餅孔隙中的濾液的過程。常見的脫水方法有機械壓榨法、離心法、氣體置換法、液體脫水法等等。氣體置換法在PTA生產工藝中最為常見，能夠減少濾餅中溶解的對甲基苯甲酸和對羧基苯甲醛等雜志的含量。

（1）脫水時間的影響

實驗研究表面，在脫水最初的幾秒中，以脫除孔隙水為主，因此含濕率會突降。之后以脫除薄膜水和毛細水位住，含濕率趨于平緩。脫水一定時間之后，濾餅含濕率不再改變，說明粘附在濾餅表面的水分很難再排出，毛細力與排液力達到了平衡。因此，通常在實際生產中，企業(yè)會將脫水時間控制在含濕率穩(wěn)定區(qū)之前，以降低能耗。

（2）脫水壓力的影響

通常在脫水初期，脫水壓力的影響并不大，但是在脫水的后半階段，脫水壓力與濾餅水分的脫除有很大的關系。脫水壓力高，就會產生比較大的脫水壓差，從而排出更多的薄膜水和毛細水，從而使濾餅含濕率更低，這樣不僅能夠為后續(xù)干燥過程節(jié)省能量，也能減少濾餅中的雜志含量，提高PTA產品質量。

（3）干燥相關因子的影響

干燥相關因子就是指單位面積上單位質量濾餅的脫水時間。不同濃度漿料形成的濾餅含濕率基本僅和干燥相關因子有關，與濃度關系不大。因此工業(yè)現(xiàn)場中濃度的波動對產品質量影響不大，但是一定要控制好濾餅的厚度，否則就會影響產品的質量，甚至出現(xiàn)產品不合格的現(xiàn)象。

三、工業(yè)試驗研究結果

通過階段性的現(xiàn)場試驗表明，優(yōu)化后的轉鼓式真空過濾機得到的產品均能符合標準要求，灰份含量在3-6mg/kg之間，其中干燥機出料口的產品灰分含量均在3mg/kg左右，取得了可喜的實驗成果，可以進行進一步開發(fā)和推廣。

結束語

近些年，我國國產真空過濾機技術逐漸走向成熟，為PTA裝置運用此項分離技術提供了很好的技術保證。通過對轉鼓真空過濾機的優(yōu)化，能夠得到純度更高的PTA產品，從而滿足市場對PTA的需求，推動PTA生產技術的進一步發(fā)展，為我國創(chuàng)造更多的經濟利益和社會利益。

[1]王瑛，候燕琴，林勇.PTA生產技術綜述[J].濟南紡織化纖科技，2005(4)：7-9.

[2]吳省安.真空過濾機國產化中技術問題的處理[J].揚子石油化工,1996,11(4):32～34.

[3]吳鑫干,何斌鴻,王艷輝,張旭東,陽衛(wèi)軍.高純度對苯二甲酸的生產技術進展.現(xiàn)代化工,2X()5,25(1):18-22.