PTA裝置載氣洗滌系統工藝優化

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(中國石油化工股份有限公司 洛陽分公司，河南 洛陽 471012)

PTA裝置載氣洗滌系統工藝優化

伊春，白江濤，王小波，司靖南

(中國石油化工股份有限公司 洛陽分公司，河南 洛陽 471012)

PTA氧化單元載氣洗滌系統是干燥機的重要輔助設備，其工況對干燥系統運行有直接影響。近期由于載氣洗滌系統工況較差，導致干燥系統工藝參數超標、酸耗異常增加、現場環境污染等。針對系統異常進行了一系列的工藝優化，效果顯著。

PTA；干燥機；載氣洗滌；優化

0 前言

中國石油化工股份有限公司洛陽分公司精對苯二甲酸(PTA)裝置采用BP-AMOCO工藝技術，2000年建成投產，原設計生產能力為225萬t，2003年裝置擴能改造后生產能力達到325萬t。氧化單元干燥機蒸發的醋酸溶劑通過循環載氣帶出，經過載氣洗滌系統洗去醋酸及夾帶的粉料。載氣洗滌系統是干燥機的重要輔助設備，近期載氣洗滌系統出現斜管積料堵塞、出口冷卻效果差、風機腐蝕嚴重等異常工況，引起干燥系統工藝參數超標、酸耗異常增加、現場環境污染等諸多問題。本文對造成系統異常的因素進行了深入地分析，通過一系列改進措施優化了工藝條件，效果顯著。

1 工藝概述

濾餅在干燥機M302中將殘存的醋酸進行蒸發，通過載氣加熱器加熱的惰性循環載濕氣從干燥機內帶出，經斜管進入載氣洗滌塔T301，冷卻至飽和冷凝，同時洗去夾帶的醋酸及少量粉料。多數塔底物料通過塔底泵G304在洗滌塔冷卻器E306中冷卻后循環至塔內作為噴淋，其余外送，以保持塔內溶劑平衡。洗滌后的氣相經分液罐D312分離后，由鼓風機C302抽出，與另補充的新鮮惰氣返回干燥機作為再循環氣體。

載氣洗滌系統工藝流程如圖1所示。

圖1 載氣洗滌系統工藝流程

2 異常工況分析

近期載氣洗滌系統出現斜管積料堵塞、出口冷卻效果差、風機腐蝕嚴重等異常工況，引起干燥系統工藝參數超標、酸耗異常增加、現場環境污染等諸多問題。造成系統異常的因素主要有以下幾個方面：①載濕氣夾帶粉料嚴重；②噴淋管線堵塞；③冷卻器結垢堵塞；④循環水溫度較高；⑤風機效果差；⑥系統堿洗不徹底；⑦生產異常系統進漿料等。載濕氣夾帶粉料是造成系統異常的主要原因，介質中含有一定量的粉料，在噴嘴、冷卻器等部位結垢，形成塊料之后更易造成管線的堵塞，造成冷卻效果差、噴淋失效，導致工藝指標異常。

3 工藝優化對策

針對造成系統異常的因素進行了深入地分析，提出了一系列改進措施對工藝條件進行優化。

3.1優化載氣流量

載氣的主要作用是帶走醋酸，載氣流量對干燥機的干燥效果影響很大。載氣流量過小，蒸發的醋酸不能被有效帶走，產品含濕量增大；載氣流量過大，則會增加抽氣系統負荷，甚至會影響內壓，并會夾帶大量的粉塵。正常的少量夾帶對生產的影響較小，定期的切換及系統堿洗即可。夾帶過多造成氣相斜管堵塞、塔內塊料聚集、堵塞等一系列影響。在保證負荷恒定的情況下對載氣量進行調整，觀察系統運行情況，通過實驗選取合適的載氣量。不同載氣流量對工藝指標的影響如表1所示。

表1 不同載氣流量對工藝指標的影響

如表1所示，通過在不同載氣量下對系統運行情況進行對比，對粉料夾帶情況、載酸效果、風機負荷、干燥機內壓等方面綜合考慮，在滿足生產的情況下，確定了較合理的載氣流量為120 kNm3/h。調整之后，粉料夾帶量明顯減少，由于傳質、傳熱的機理研究有限，僅從滿足載酸效果、減少粉料夾帶方面考慮，未能系統的分析調整載氣量對其他系統的影響綜合分析，例如干燥機列管結垢、產品質量的細微變化對精制單元反應的影響等。

3.2更新高效噴嘴

塔底液經過出口換熱器的冷卻回到塔內作為噴淋，降低塔內介質溫度，使氣相凝結。原噴淋噴嘴為封閉形式，介質中的粉料在此附著結垢，使流道變小影響噴淋量，塊料更容易將噴嘴堵塞。更新的新型高效噴嘴，為開放式結構，不易結垢堵塞，噴淋效果更好。

3.3提高冷卻器效率

塔底冷卻器作為冷卻塔內介質，降低系統溫度，從而有效回收醋酸的重要設備，其工況的好壞直接影響系統的正常運行。當其冷卻效果差，出口及塔頂溫度升高時，就需切換備臺運行。通過循環水改造、冷卻器清洗等手段，提高冷卻效率。

3.3.1 循環水系統改造

由于裝置循環水用量較大，曾對循環水系統進行技術改造，在滿足工藝要求的情況下，主設備使用新鮮循環水，部分設備使用串級循環水。由于近期裝置負荷較高，加之天氣炎熱，水溫較高，冷卻效果較差。對該換熱器循環水系統改造，從循環水總管引一根新鮮水管線。溫度較高，負荷較大時，使用新鮮循環水，串級循環水能夠滿足要求時改為串級循環水流程，既能夠有效降低系統溫度，又達到節水的目的。

3.3.2 管程打壓清洗

冷卻器的管程內徑較小，很容易堵塞，堵塞十分嚴重。介質中的粉料在此附著結垢，這些覆蓋垢層都表現為附加的熱阻,使傳熱系數減少,換熱器性能下降，還有可能造成垢下腐蝕。使用高壓射水流對管程進行打壓清洗，能夠有效去除堵塞及管內徑結垢，換熱效果明顯提高。

3.3.3 殼程化學清洗

冷卻器殼程使用循環水作為冷卻介質，由于水質較差，冷卻后水溫較高，運行一段時間后,換熱面上會積起水垢、污泥、油污等覆蓋物垢層。因此，換熱器的定期清洗是非常必要的。

用化學清洗法對殼程進行清洗，使用一定濃度的硝酸溶液作為清洗劑，另外適量添加表面活性劑、黏泥剝離劑、發泡劑等藥劑配置清洗液。采用循環方式清洗，清洗時，清洗液從泵站進入換熱器殼程后出來返回至泵站，水沖洗時切換進出口反沖洗。該法操作簡便，清洗后殼程表面清潔無垢，效果良好。

3.4更換風機組件

洗滌后的氣相經分液罐D312分離后，由鼓風機C302抽出，保證系統的微負壓環境。由于氣相中有一定濃度的醋酸，長期運行中風機葉片腐蝕穿孔，效率降低，系統內壓升高酸氣含量更大。更新風機轉子，對材質進行升級，同時更新了迷宮式軸封，防止含酸氣體外泄，有效提高風機效率，改善現場環境。

3.5強化生產管理

保持生產平穩是系統正常運行的必要條件，日常操作嚴格按照操作規程，現場作業環節確認到位，防止出現過濾機堵塞，漿料翻至下料側，造成系統積料、堵塞等情況。同時，規范定期作業環節，斜管清料作業時，將粉料推至干燥機一側，避免塔內積料；系統堿洗按照要求，將塔內積料塊料徹底排空，確認無塊料堵塞，保證達到堿洗效果。

4 結論

根據前期對系統異常的原因分析，提出了一系列的優化對策，通過優化載氣流量、更新高效噴嘴、冷卻器循環水改造、冷卻器管程殼程清洗、更新風機組件等，載氣洗滌系統工藝指標方面取得了明顯改善，效果顯著。

[1]吳 靜，王宏耀，李選友.PTA干燥工藝的研究和干燥設備的試制[J].通用機械,2006,(6):34-35.

[2]楊曉良.換熱器清洗技術[J].清洗世界,2010,26(8)：14-20.

2014-05-26

伊 春(1985-)，男，工程師，碩士，從事PTA生產管理工作，電話：15896668280。

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1003-3467(2014)09-0051-02