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PTA装置氧化干燥烘干机BM302A结垢原因及对策
发布时间：2013-09-03 08:00 来源：未知
PTA是生产聚酯切片的重要原料，在PTA装置中干燥烘干机是生产PTA半成品和最终产品的重要设备之一。经氧化或加氧的浆料，通过离心过滤之后，最终进入干燥烘干机进行干燥。
中石化洛阳分公司精对苯二甲酸( PTA)装置采用美国BP - AMOCO公司的专利技术，产能为22.5万Ua，2003年6月底，装置进行了扩能改造，产能增加至32,5万t/a[11，氧化单元干燥系统增加干燥烘干机一台( BM302A)，满足了产能增加的要求；但设备运行中，氧化干燥烘干机出现了内压高、蒸汽列管结垢和入口堵塞等问题，干燥烘干机的碱洗作业频率增加。氧化单元老干燥烘干机BM302碱洗周期为5—6个月；BM302A碱洗周期为2—3个月，甚至1个月左右，严重影响PTA装置高负荷长周期运行。
1、工艺简介
旋转蒸汽管式干燥烘干机是一种采用蒸汽进行间接加热的大型干燥设备，该设备运行好坏直接影响产品质量和产量，也是影响整个装置运行成本的关键。
氧化干燥系统工艺流程见图1，从过滤机BM301C出来的含湿量为8%的湿滤饼，依次经过螺旋输送机BP301C、BP302A、BP303A进入干燥烘干机BM302A内，被干燥烘干机内部的加热列管间接加热，除去残留在滤饼内的醋酸溶剂。物料在干燥烘干机内部停留时间大约30min，干燥后的固体粉料经过出料螺旋输送机BP304A、出口旋转进料阀BP306C/D，用输送气（惰性气体）把TA粉料送往精制单元的中间料仓。
从滤饼内蒸发出来的溶剂由循环惰气从干燥烘干机带走，经过干燥烘干机烟囱进入载气洗涤塔BT301洗涤，富含醋酸气体由冷凝罐BD312冷凝成凝液后，醋酸液相被送出系统，气相经过鼓风机BC302A/B加压后进入载湿气加热器BE305中加热至135℃，此时的气体也称载湿气，约60%干燥的载湿气返回干燥烘干机与其内部物料逆流，形成循环，多余的载湿气通过排气系统送入大气放空。
2、干燥烘干机BM302A频繁碱洗原因
造成干燥烘干机BM302A系统频繁碱洗的原因主要有以下几个方面：
2.1 装置扩能后的瓶颈现象
2003年PTA装置扩能改造，氧化单元过滤干燥系统增上了一台过滤机和一台干燥烘干机，BM302/A两台干燥烘干机并联操作，共用一套载气洗涤系统。载气洗涤系统远不能满足现状，主要表现在：
在装置负荷增大的情况下，载湿气洗涤塔BT301承受的负荷增大，达不到要求的洗涤、冷却载湿气的作用，载湿气带液（醋酸）、带料严重，载湿气输送风机BC302 A/B故障率增加、载湿气系统积料、堵塞、腐蚀日趋严重，影响干燥烘干机正常运行。载气洗涤塔Brl301压力设计值是-1.5 kPa(G)，实际操作中，此压力只能维持在-1.0 kPa(G)，主要原因是原载气系统风机BC302 A/B不能满足扩能后的工艺要求。造成载湿气循环流量降低，干燥烘干机内部富含醋酸介质的气体不能及时带走，滞留于干燥烘干机，造成干燥烘干机结垢，干燥烘干机只能频繁碱洗才能维持正常运行。
载湿气加热器BE305设计值是135℃，扩能后，载湿气流量增加，BE305换热能力不够，目前只有132℃，载湿气进入干燥烘干机时的含湿量高，携带干燥烘干机内部醋酸气体能力降低，干燥烘干机内部湿气积聚，造成干燥烘干机结垢、频繁碱洗。
其次，由于氧化单元过滤干燥系统中两台干燥烘干机共用一套载湿气洗涤系统，载湿气流量相互之间无法精确匹配，相互干扰影响，致使干燥烘干机内部湿气积聚，造成干燥烘干机结垢，频繁碱洗。
2.2干燥烘干机BM302A自身缺陷
干燥烘干机BM302A入口端小填料材质是编织聚四氟乙烯，使用寿命为一年，干燥烘干机运转过程中震动引起小填料压盖螺母松动，小填料偏移形成磨损。磨损的小填料密封不严密，致使低温空气进入干燥烘干机入口端，干燥烘干机人口处高温醋酸气体受冷空气影响冷凝成醋酸凝液，与干燥粉料混合结块。造成干燥烘干机入口端物料局部堵塞，干燥烘干机下料不畅，载湿气系统堵塞，长期以来就会造成干燥烘干机效率降低，干燥烘干机碱洗频率增加。
2.3过滤机BM301C下料含湿量高
过滤机BM301C是早期国产过滤机，密封有缺陷，投用后过滤机内部过度闪蒸，造成观察视镜积料，很难判断日常碱洗作业的效果及下料情况。经�；嵊胁糠忠合嘟牍嘶铝细刹�，然后进入干燥烘干机。干燥烘干机BM302A设计要求进料含湿量为8%。实际抽样分析过滤机BM301C下料含湿量是12%左右，超出干燥烘干机BM302A的处理能力，增加了干燥烘干机的负荷，产生结垢。
日常作业碱洗过滤机时，操作人员没有严格执行标准化操作程序，误操作或简化操作程序，造成部分浆料或者碱液进入干燥烘干机，产生结垢。
过滤机BM301CT料含湿量高最直观的表现是载湿气洗涤塔BT301底部温度TIC314持续上升，BP303A电机电流上升，干燥烘干机蒸汽用量明显增大等。轻者会因烟囱积料，导致螺杆BP303A跳停；重者会因螺杆BP303A承载过大造成断裂事故。同时，烟囱积料还会造成干燥烘干机内湿蒸汽逸出不畅从而导致干燥烘干机入口端冒料及蒸汽列管结垢，被迫碱洗。
2.4干燥烘干机BM302A负荷调整滞后
由于设计缺陷，干燥烘干机BM302A过载现象不能及时判断，调整产生滞后。日常碱洗BM301C，恢复下料后，干燥烘干机加热蒸汽流量调整滞后，加热蒸汽流量与干燥烘干机负荷不匹配，造成干燥烘干机内部物料加热不充分，日积月累造成干燥烘干机加热蒸汽列管结垢，干燥烘干机换热效率降低。
干燥烘干机BM302A结垢的现象主要表现在过滤机负荷不能调整，负荷很低，稍有调整，干燥烘干机BM302A下料温度迅速下降，干燥烘干机干燥效果严重恶化，必须进行碱洗干燥烘干机才能恢复正常状态。
2.5 CTA滤饼中的杂质含量
当氧化单元的生产出现异常时，如对二甲苯( PX)的纯度低、母液循环率高、深度氧化或者反应温度过高，反应过程中会生成许多副产物，造成滤饼中溶解的苯甲酸(BA)、对甲基苯甲酸(p- TA)和偏苯三酸( TMA)等杂质含量增加。由于BA、p -TA和TMA是非常强的黏性物质，黏附在干燥烘干机列管上后，就会造成干燥烘干机列管结垢，干燥烘干机列管的传热系数减小，降低干燥烘干机的处理能力，使干燥烘干机的碱洗频率增加。同时，Co、Mn、Fe、Cr等金属离子进入干燥烘干机，不仅使CTA灰分增加还会造成氧化干燥烘干机列管容易结垢，影响其长周期运行。
3、结果与讨论
根据10多年PTA生产经验及相关技术资料，我们主要从以下几个方面采取相应措施，确保氧化干燥烘干机BM302A长周期运行。
3.1增上一套载气洗涤系统
建议新增一套载气洗涤系统，其设备主要有：干燥烘干机载湿气洗涤塔Brl301A，冷凝罐BD312A，载湿气鼓风机BC302C/D，载湿气加热器BE305A。从而形成两套独立的干燥烘干机载气洗涤系统，彻底解决装置扩能后的干燥烘干机系统的问题，消除两台干燥烘干机载湿气相互干扰，确保携带固体颗粒的载湿气能被充分洗涤和充分加热，提高载湿气携带醋酸湿气的能力。
同时，定期对干燥烘干机载湿气风机进行切换，清洗，提高干燥烘干机鼓风机的效率，保障载湿气系统正常运行。避免干燥烘干机内部醋酸湿气积聚，湿含量过高造成的干燥烘干机结垢现象，有效地减少干燥烘干机的碱洗频率。
3.2入口端填料升级更换
利用停工检修时间，定期更换干燥烘干机BM302A入口小填料，并对小填料压盖螺母进行定位处理，防止螺母松动，或选用性能更好填料，提高干燥烘干机入口端的密封性能，阻止冷空气进入干燥烘干机，降低局部载湿气被冷空气冷却积聚，避免干燥烘干机结垢。
3.3优化工艺操作
严格控制进入氧化反应器内的PX纯度，防止由于PX纯度降低后，生成大量的副产物。同时优化氧化反应器BR106及真空过滤机BM301C操作，使CTA产品的控制指标由现在的。
对氧化干燥烘干机BM302A运行几个重要参数进行严格控制，降低碱洗频率。实际生产中，车间对干燥烘干机进料螺杆电流IB03A、出料输送气体背压PB20A、载气洗涤塔BT301底部温度TIC314、干燥烘干机出料温度TIC350A以及载湿气输送风机外排流量FB56、洗涤塔压力PIC341制定相应的控制范围（主要控制参数见表1），并把它们作为重要平稳率参数纳入监控和考核，出现异常及时发现处理。并每月对这些参数进行统计、分析、调整，通过不断分析修正，避免了各种作业对干燥烘干机带来的结垢现象的发生。
编制下发《氧化单元日常作业指导书》和《氧化单元标准化操作手册》，加强培训，规范现场作业，减少误操作。针对易影响BM302A系统正常运行的日常作业，如碱洗过滤机，烟囱定期掏料、敲击等，在日常作业指导书中加以规范，做到现场操作人员人手一册，携带方便，随时随地都可以查阅，再通过班后课堂等有效培训形式，提高了操作人员的水平和责任心，减少误操作，延长干燥烘干机BM302A的使用周期。
车间制定具体措施降低干燥烘干机碱洗频次，具体有：加强设备检修过程跟踪，设备检修质量检查力度，确保设备装配精度，及检修质量；加强日常设备维护，定期检查过滤机干侧下料情况；检查干燥烘干机系统门锤敲击情况；定期烟囱掏料防止干燥烘干机下料堵塞等等。
4、结论
本文对影响干燥烘干机频繁结垢的原因进行了认真分析，并从载气洗涤系统升级改造、入口端填料更换升级、优化工艺操作等几方面给出相应措施，以减少干燥烘干机BM302A结垢，避免碱洗过程中升降装置负荷所造成的不必要的能耗和一次碱洗约300 t碱性污水排放，保证PTA装置可以维持高负荷长周期运行，提高生产及环保效益。
