PTA装置载气洗涤系统工艺优化

2014-09-01，，，

河南化工 2014年9期

关键词：夹带载气干燥机

，，，

(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012)

PTA装置载气洗涤系统工艺优化

伊春，白江涛，王小波，司靖南

(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012)

PTA氧化单元载气洗涤系统是干燥机的重要辅助设备，其工况对干燥系统运行有直接影响。近期由于载气洗涤系统工况较差，导致干燥系统工艺参数超标、酸耗异常增加、现场环境污染等。针对系统异常进行了一系列的工艺优化，效果显著。

PTA；干燥机；载气洗涤；优化

0 前言

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司精对苯二甲酸(PTA)装置采用BP-AMOCO工艺技术，2000年建成投产，原设计生产能力为225万t，2003年装置扩能改造后生产能力达到325万t。氧化单元干燥机蒸发的醋酸溶剂通过循环载气带出，经过载气洗涤系统洗去醋酸及夹带的粉料。载气洗涤系统是干燥机的重要辅助设备，近期载气洗涤系统出现斜管积料堵塞、出口冷却效果差、风机腐蚀严重等异常工况，引起干燥系统工艺参数超标、酸耗异常增加、现场环境污染等诸多问题。本文对造成系统异常的因素进行了深入地分析，通过一系列改进措施优化了工艺条件，效果显著。

1 工艺概述

滤饼在干燥机M302中将残存的醋酸进行蒸发，通过载气加热器加热的惰性循环载湿气从干燥机内带出，经斜管进入载气洗涤塔T301，冷却至饱和冷凝，同时洗去夹带的醋酸及少量粉料。多数塔底物料通过塔底泵G304在洗涤塔冷却器E306中冷却后循环至塔内作为喷淋，其余外送，以保持塔内溶剂平衡。洗涤后的气相经分液罐D312分离后，由鼓风机C302抽出，与另补充的新鲜惰气返回干燥机作为再循环气体。

载气洗涤系统工艺流程如图1所示。

图1 载气洗涤系统工艺流程

2 异常工况分析

近期载气洗涤系统出现斜管积料堵塞、出口冷却效果差、风机腐蚀严重等异常工况，引起干燥系统工艺参数超标、酸耗异常增加、现场环境污染等诸多问题。造成系统异常的因素主要有以下几个方面：①载湿气夹带粉料严重；②喷淋管线堵塞；③冷却器结垢堵塞；④循环水温度较高；⑤风机效果差；⑥系统碱洗不彻底；⑦生产异常系统进浆料等。载湿气夹带粉料是造成系统异常的主要原因，介质中含有一定量的粉料，在喷嘴、冷却器等部位结垢，形成块料之后更易造成管线的堵塞，造成冷却效果差、喷淋失效，导致工艺指标异常。

3 工艺优化对策

针对造成系统异常的因素进行了深入地分析，提出了一系列改进措施对工艺条件进行优化。

3.1优化载气流量

载气的主要作用是带走醋酸，载气流量对干燥机的干燥效果影响很大。载气流量过小，蒸发的醋酸不能被有效带走，产品含湿量增大；载气流量过大，则会增加抽气系统负荷，甚至会影响内压，并会夹带大量的粉尘。正常的少量夹带对生产的影响较小，定期的切换及系统碱洗即可。夹带过多造成气相斜管堵塞、塔内块料聚集、堵塞等一系列影响。在保证负荷恒定的情况下对载气量进行调整，观察系统运行情况，通过实验选取合适的载气量。不同载气流量对工艺指标的影响如表1所示。

表1 不同载气流量对工艺指标的影响

如表1所示，通过在不同载气量下对系统运行情况进行对比，对粉料夹带情况、载酸效果、风机负荷、干燥机内压等方面综合考虑，在满足生产的情况下，确定了较合理的载气流量为120 kNm3/h。调整之后，粉料夹带量明显减少，由于传质、传热的机理研究有限，仅从满足载酸效果、减少粉料夹带方面考虑，未能系统的分析调整载气量对其他系统的影响综合分析，例如干燥机列管结垢、产品质量的细微变化对精制单元反应的影响等。

3.2更新高效喷嘴

塔底液经过出口换热器的冷却回到塔内作为喷淋，降低塔内介质温度，使气相凝结。原喷淋喷嘴为封闭形式，介质中的粉料在此附着结垢，使流道变小影响喷淋量，块料更容易将喷嘴堵塞。更新的新型高效喷嘴，为开放式结构，不易结垢堵塞，喷淋效果更好。

3.3提高冷却器效率

塔底冷却器作为冷却塔内介质，降低系统温度，从而有效回收醋酸的重要设备，其工况的好坏直接影响系统的正常运行。当其冷却效果差，出口及塔顶温度升高时，就需切换备台运行。通过循环水改造、冷却器清洗等手段，提高冷却效率。

3.3.1 循环水系统改造

由于装置循环水用量较大，曾对循环水系统进行技术改造，在满足工艺要求的情况下，主设备使用新鲜循环水，部分设备使用串级循环水。由于近期装置负荷较高，加之天气炎热，水温较高，冷却效果较差。对该换热器循环水系统改造，从循环水总管引一根新鲜水管线。温度较高，负荷较大时，使用新鲜循环水，串级循环水能够满足要求时改为串级循环水流程，既能够有效降低系统温度，又达到节水的目的。

3.3.2 管程打压清洗

冷却器的管程内径较小，很容易堵塞，堵塞十分严重。介质中的粉料在此附着结垢，这些覆盖垢层都表现为附加的热阻,使传热系数减少,换热器性能下降，还有可能造成垢下腐蚀。使用高压射水流对管程进行打压清洗，能够有效去除堵塞及管内径结垢，换热效果明显提高。

3.3.3 壳程化学清洗

冷却器壳程使用循环水作为冷却介质，由于水质较差，冷却后水温较高，运行一段时间后,换热面上会积起水垢、污泥、油污等覆盖物垢层。因此，换热器的定期清洗是非常必要的。

用化学清洗法对壳程进行清洗，使用一定浓度的硝酸溶液作为清洗剂，另外适量添加表面活性剂、黏泥剥离剂、发泡剂等药剂配置清洗液。采用循环方式清洗，清洗时，清洗液从泵站进入换热器壳程后出来返回至泵站，水冲洗时切换进出口反冲洗。该法操作简便，清洗后壳程表面清洁无垢，效果良好。

3.4更换风机组件

洗涤后的气相经分液罐D312分离后，由鼓风机C302抽出，保证系统的微负压环境。由于气相中有一定浓度的醋酸，长期运行中风机叶片腐蚀穿孔，效率降低，系统内压升高酸气含量更大。更新风机转子，对材质进行升级，同时更新了迷宫式轴封，防止含酸气体外泄，有效提高风机效率，改善现场环境。

3.5强化生产管理

保持生产平稳是系统正常运行的必要条件，日常操作严格按照操作规程，现场作业环节确认到位，防止出现过滤机堵塞，浆料翻至下料侧，造成系统积料、堵塞等情况。同时，规范定期作业环节，斜管清料作业时，将粉料推至干燥机一侧，避免塔内积料；系统碱洗按照要求，将塔内积料块料彻底排空，确认无块料堵塞，保证达到碱洗效果。