聚酯预聚真空系统常见问题的处理

2012-10-29王建华王云华贾晓新马金凤

化纤与纺织技术 2012年1期

王建华，徐松，王云华，贾晓新，马金凤

(江苏盛虹科技股份有限公司，江苏吴江 215228)

我司2003年引进15万t/a的杜邦三釜聚酯装置，16条纺丝生产线。2009年进行扩容5万t/a的改造，总产量达到20万t/a。装置在高负荷运行下，长时间未进行检修清理，造成真空管线局部堵塞，针对此，我司经过对相关管线加以改造，避免了因真空管线堵塞而造成装置停车。本文介绍了聚酯预聚真空系统堵塞的处理方法。

1 预聚真空系统

杜邦三釜聚酯装置主流程转动设备少，反应时间短，反应技术条件要求高，正常生产比较稳定，产品质量比较稳定。其真空系统流程如图1所示。

图1 预聚真空系统流程图

预聚真空系统工作原理：EG在预聚反应起到搅拌的作用，在预聚反应中大量的EG(沸点：198 ℃)在285～289 ℃高温加热下被蒸发，利用低温液态EG在预聚喷淋冷凝器中喷淋冷凝高温EG蒸汽，冷却后液态EG经大气腿回到预聚热井经泵(1252-P01)、过滤器(1252-F01)、冷却器(1252-H01)冷却EG后又到预聚喷淋冷凝器进行喷淋冷凝高温EG蒸汽，由于汽态EG蒸汽冷凝成液态，由汽态变成液态过程而形成真空(如此周而复始)[1]。为了达到所要求的真空度，预聚喷淋冷凝器无法冷凝多余的EG蒸汽和部分不凝气，由预聚碟阀控制进入真空系统继续喷淋冷凝，还未冷凝下来的EG蒸汽由真空喷射泵1264-J02B、1264-J03进行喷射抽出，最后由液环真空泵进行抽真空使其达到预聚要求的真空度[2]。真空泵工作原理：蒸汽进入喷嘴后，高速喷出，产生低压，将气体吸入并在混合腔室混合，经扩大管后，动能转变为压强能，若气体为容器内物质，容器内压力下降。

2 容易产生堵塞的管线和改造方案

2.1 炸大气腿N2管线堵塞

2.1.1 现象

预聚真空系统如图1，在预聚反应过程中过量的EG汽化形成EG蒸汽，并夹带些低分子物质进入预聚喷淋冷凝器冷却，若N2管线堵塞，在每次炸大气腿时达不到预期效果。长时间炸大气腿不通，在冷凝器底部或在大气腿弯头处极易堵塞，造成预聚真空碟阀持续开大、预聚冷凝器视镜积液、EG罐液位逐步下降等现象。炸大气腿作用：利用N2在管道内进行鼓泡，使管道内残留物或堆积在拐角处的结垢物得到冲击而随着液体流动掉入热井中，最后通过清理残渣罐将这些结构物排除出系统外。

2.1.2 改造

原管线炸大气腿后极易积液，使用时间长管线易结垢，N2量小或堵塞而不能向上反吹推动堵塞的低聚物，无法使受阻于弯头处的低聚物松动落入热井中。故我们将N2管线进行简单的改造，主要改变流程的走向，由原来的直管变成凸字上半部分形状，在接近大气腿处尾端加球阀，并制作捅针定期进行清理，确保N2畅通。图2、图3分别是炸大气腿氮气管线改造前后的示意图。

图2 原炸大气腿氮气管线图

图3 改造后炸大气腿氮气管线图

2.2真空部分管线堵塞

2.2.1 现象

装置在连续生产且高负荷运行的过程中会夹带部分物料进入真空系统，随着设备使用时间变长，真空系统的部分设备及其管线上堆积的物料逐渐变多，导致真空度逐渐变差，影响装置的平稳生产，严重时，需停车处理。

以下是发生堵塞前的一些现象。

(1)中控在调节预聚真空蝶阀时从0开度到100%全开,预聚真空压力无明显变化，1264-J02B入口压力及液环真空泵入口压力会有所变化，但预聚真空还是持续走高，预聚碟阀对预聚真空度无调节功能。最后导致预聚失真空，但整个过程终聚真空度不受影响。

(2)切换预聚换热器及预聚过滤器增加预聚喷淋冷凝器喷淋量，短时间内可能预聚真空会有所下降，一段时间过后预聚碟阀还是持续开大,但1264-J02B入口压力会比以往高。

(3)检查冷凝器视镜无积液，炸大气腿真空压力变化明显。

(4)检查动力蒸汽压力正常，各真空喷射泵及液环真空泵运行正常。

(5)物检热井水含量在3.5%～5%。各真空热井的水含量也在正常范围之内。

(6)启动另外一台液环真空泵，预聚真空能有小幅的下降，如果堵塞情况不很严重能够使预聚真空在可控范围，但继续运行一段时间后，仍存在上述的情况，不能从根本上解决问题。

根据以上现象及检查结果，判断预聚碟阀至1264-J02B段极易堵塞，在二次喷淋冷凝后，EG蒸汽中还夹带些低分子物，慢慢地堆积在1264-J02B入口管线上，当堆积到一定程度，预聚真空碟阀为保证预聚真空度将逐步开大直至100%，若不及时处理将会造成预聚失真空。刚开始时可简单的用木锤对堵塞部位进行敲击，会有一定的效果，但是费时费工，每次可能需要很长的时间，随着管线结垢物的增厚，敲击的效果会越来越差，真空能力会进一步恶化，严重的会导致管线直接堵死，预聚完全失去真空。

2.2.2 改造

通过技术人员的分析和探讨，经过了多次的尝试，决定在真空系统上添加在线冲洗。利用200 ℃左右的高温EG对容易堵塞的真空管线进行热冲洗，并在碟阀处及弯头各处增加乙二醇冲洗喷嘴并在外管环绕蒸汽伴热管且全部加上保温。图4为预聚真空管线改造后的流程示意图，实行定期用高温EG对真空管线进行冲洗，冲洗时只需注意控制预聚的真空度，少量多次，在预聚真空度能够接受的范围内进行冲洗，能够取得很好的效果，冲洗周期可根据装置堵塞情况灵活制定。这样大大减少了低聚物在管线内壁的残留，减少了真空系统发生堵塞的几率，并且对可能发生的堵塞事故也起了很好的预防作用，保障了装置的长久平稳运行。