趙曉峰，陳興偉

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012）

生產(chǎn)與實(shí)踐·

PTA裝置氧化干燥機(jī)BM302A結(jié)垢原因及對策

趙曉峰，陳興偉

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012）

對洛陽石化分公司精對苯二甲酸（PTA）裝置擴(kuò)能后，氧化單元新增干燥機(jī)BM302A結(jié)垢嚴(yán)重，堿洗頻次高的原因進(jìn)行分析和探討，提出了具體防范措施和對策，保證了干燥機(jī)安、穩(wěn)、長周期運(yùn)行。

PTA裝置；蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)；結(jié)垢；堿洗

PTA是生產(chǎn)聚酯切片的重要原料，在PTA裝置中干燥機(jī)是生產(chǎn)PTA半成品和最終產(chǎn)品的重要設(shè)備之一。經(jīng)氧化或加氫的漿料，通過離心過濾之后，最終進(jìn)入干燥機(jī)進(jìn)行干燥。

中石化洛陽分公司精對苯二甲酸（PTA）裝置采用美國BP-AMOCO公司的專利技術(shù)，產(chǎn)能為22.5萬t/a，2003年6月底，裝置進(jìn)行了擴(kuò)能改造，產(chǎn)能增加至32.5萬 t/a［1］，氧化單元干燥系統(tǒng)增加干燥機(jī)一臺（BM302A），滿足了產(chǎn)能增加的要求；但設(shè)備運(yùn)行中，氧化干燥機(jī)出現(xiàn)了內(nèi)壓高、蒸汽列管結(jié)垢和入口堵塞等問題，干燥機(jī)的堿洗作業(yè)頻率增加。氧化單元老干燥機(jī)BM302堿洗周期為5～6個月；BM302A堿洗周期為2～3個月，甚至1個月左右，嚴(yán)重影響PTA裝置高負(fù)荷長周期運(yùn)行。

1工藝簡介

旋轉(zhuǎn)蒸汽管式干燥機(jī)是一種采用蒸汽進(jìn)行間接加熱的大型干燥設(shè)備，該設(shè)備運(yùn)行好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，也是影響整個裝置運(yùn)行成本的關(guān)鍵。

氧化干燥系統(tǒng)工藝流程見圖1，從過濾機(jī)BM301C出來的含濕量為8%的濕濾餅，依次經(jīng)過螺旋輸送機(jī) BP301C、BP302A、BP303A進(jìn)入干燥機(jī)BM302A內(nèi)，被干燥機(jī)內(nèi)部的加熱列管間接加熱，除去殘留在濾餅內(nèi)的醋酸溶劑。物料在干燥機(jī)內(nèi)部停留時(shí)間大約30min，干燥后的固體粉料經(jīng)過出料螺旋輸送機(jī)BP304A、出口旋轉(zhuǎn)進(jìn)料閥BP306C/D，用輸送氣（惰性氣體）把TA粉料送往精制單元的中間料倉。

從濾餅內(nèi)蒸發(fā)出來的溶劑由循環(huán)惰氣從干燥機(jī)帶走，經(jīng)過干燥機(jī)煙囪進(jìn)入載氣洗滌塔BT301洗滌，富含醋酸氣體由冷凝罐BD312冷凝成凝液后，醋酸液相被送出系統(tǒng)，氣相經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)BC302A/B加壓后進(jìn)入載濕氣加熱器BE305中加熱至135℃，此時(shí)的氣體也稱載濕氣，約60%干燥的載濕氣返回干燥機(jī)與其內(nèi)部物料逆流，形成循環(huán)，多余的載濕氣通過排氣系統(tǒng)送入大氣放空。

2干燥機(jī)BM302A頻繁堿洗原因

造成干燥機(jī)BM302A系統(tǒng)頻繁堿洗的原因主要有以下幾個方面：

2.1裝置擴(kuò)能后的瓶頸現(xiàn)象

2003年P(guān)TA裝置擴(kuò)能改造，氧化單元過濾干燥系統(tǒng)增上了一臺過濾機(jī)和一臺干燥機(jī)，BM302/A兩臺干燥機(jī)并聯(lián)操作，共用一套載氣洗滌系統(tǒng)。載氣洗滌系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)狀，主要表現(xiàn)在：

在裝置負(fù)荷增大的情況下，載濕氣洗滌塔BT301承受的負(fù)荷增大，達(dá)不到要求的洗滌、冷卻載濕氣的作用，載濕氣帶液（醋酸）、帶料嚴(yán)重，載濕氣輸送風(fēng)機(jī)BC302A/B故障率增加、載濕氣系統(tǒng)積料、堵塞、腐蝕日趨嚴(yán)重，影響干燥機(jī)正常運(yùn)行。

載氣洗滌塔BT301壓力設(shè)計(jì)值是 -1.5kPa（G），實(shí)際操作中，此壓力只能維持在 -1.0kPa（G），主要原因是原載氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)BC302A/B不能滿足擴(kuò)能后的工藝要求。造成載濕氣循環(huán)流量降低，干燥機(jī)內(nèi)部富含醋酸介質(zhì)的氣體不能及時(shí)帶走，滯留于干燥機(jī)，造成干燥機(jī)結(jié)垢，干燥機(jī)只能頻繁堿洗才能維持正常運(yùn)行。

載濕氣加熱器BE305設(shè)計(jì)值是135℃，擴(kuò)能后，載濕氣流量增加，BE305換熱能力不夠，目前只有132℃，載濕氣進(jìn)入干燥機(jī)時(shí)的含濕量高，攜帶干燥機(jī)內(nèi)部醋酸氣體能力降低，干燥機(jī)內(nèi)部濕氣積聚，造成干燥機(jī)結(jié)垢、頻繁堿洗。

其次，由于氧化單元過濾干燥系統(tǒng)中兩臺干燥機(jī)共用一套載濕氣洗滌系統(tǒng)，載濕氣流量相互之間無法精確匹配，相互干擾影響，致使干燥機(jī)內(nèi)部濕氣積聚，造成干燥機(jī)結(jié)垢，頻繁堿洗。

2.2干燥機(jī)BM302A自身缺陷

干燥機(jī)BM302A入口端小填料材質(zhì)是編織聚四氟乙烯，使用壽命為一年，干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中震動引起小填料壓蓋螺母松動，小填料偏移形成磨損。磨損的小填料密封不嚴(yán)密，致使低溫空氣進(jìn)入干燥機(jī)入口端，干燥機(jī)入口處高溫醋酸氣體受冷空氣影響冷凝成醋酸凝液，與干燥粉料混合結(jié)塊。造成干燥機(jī)入口端物料局部堵塞，干燥機(jī)下料不暢，載濕氣系統(tǒng)堵塞，長期以來就會造成干燥機(jī)效率降低，干燥機(jī)堿洗頻率增加。

2.3過濾機(jī)BM301C下料含濕量高

過濾機(jī)BM301C是早期國產(chǎn)過濾機(jī)，密封有缺陷，投用后過濾機(jī)內(nèi)部過度閃蒸，造成觀察視鏡積料，很難判斷日常堿洗作業(yè)的效果及下料情況。經(jīng)常會有部分液相進(jìn)入過濾機(jī)下料干側(cè)，然后進(jìn)入干燥機(jī)。干燥機(jī)BM302A設(shè)計(jì)要求進(jìn)料含濕量為8%。實(shí)際抽樣分析過濾機(jī)BM301C下料含濕量是12%左右，超出干燥機(jī)BM302A的處理能力，增加了干燥機(jī)的負(fù)荷，產(chǎn)生結(jié)垢。

日常作業(yè)堿洗過濾機(jī)時(shí)，操作人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作程序，誤操作或簡化操作程序，造成部分漿料或者堿液進(jìn)入干燥機(jī)，產(chǎn)生結(jié)垢。

過濾機(jī)BM301C下料含濕量高最直觀的表現(xiàn)是載濕氣洗滌塔BT301底部溫度TIC314持續(xù)上升，BP303A電機(jī)電流上升，干燥機(jī)蒸汽用量明顯增大等。輕者會因煙囪積料，導(dǎo)致螺桿BP303A跳停；重者會因螺桿BP303A承載過大造成斷裂事故。同時(shí)，煙囪積料還會造成干燥機(jī)內(nèi)濕蒸汽逸出不暢從而導(dǎo)致干燥機(jī)入口端冒料及蒸汽列管結(jié)垢，被迫堿洗。

2.4干燥機(jī)BM302A負(fù)荷調(diào)整滯后

由于設(shè)計(jì)缺陷，干燥機(jī)BM302A過載現(xiàn)象不能及時(shí)判斷，調(diào)整產(chǎn)生滯后。日常堿洗BM301C，恢復(fù)下料后，干燥機(jī)加熱蒸汽流量調(diào)整滯后，加熱蒸汽流量與干燥機(jī)負(fù)荷不匹配，造成干燥機(jī)內(nèi)部物料加熱不充分，日積月累造成干燥機(jī)加熱蒸汽列管結(jié)垢，干燥機(jī)換熱效率降低。

干燥機(jī)BM302A結(jié)垢的現(xiàn)象主要表現(xiàn)在過濾機(jī)負(fù)荷不能調(diào)整，負(fù)荷很低，稍有調(diào)整，干燥機(jī)BM302A下料溫度迅速下降，干燥機(jī)干燥效果嚴(yán)重惡化，必須進(jìn)行堿洗干燥機(jī)才能恢復(fù)正常狀態(tài)。

2.5CTA濾餅中的雜質(zhì)含量

當(dāng)氧化單元的生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，如對二甲苯（PX）的純度低、母液循環(huán)率高、深度氧化或者反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)過程中會生成許多副產(chǎn)物，造成濾餅中溶解的苯甲酸（BA）、對甲基苯甲酸（p-TA）和偏苯三酸（TMA）等雜質(zhì)含量增加。由于BA、p-TA和TMA是非常強(qiáng)的黏性物質(zhì)，黏附在干燥機(jī)列管上后，就會造成干燥機(jī)列管結(jié)垢，干燥機(jī)列管的傳熱系數(shù)減小，降低干燥機(jī)的處理能力，使干燥機(jī)的堿洗頻率增加［1］。同時(shí)，Co、Mn、Fe、Cr等金屬離子進(jìn)入干燥機(jī)，不僅使CTA灰分增加還會造成氧化干燥機(jī)列管容易結(jié)垢，影響其長周期運(yùn)行［2］。

3結(jié)果與討論

根據(jù)10多年P(guān)TA生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)資料，我們主要從以下幾個方面采取相應(yīng)措施，確保氧化干燥機(jī)BM302A長周期運(yùn)行。

3.1增上一套載氣洗滌系統(tǒng)

建議新增一套載氣洗滌系統(tǒng)（流程見下頁圖2），其設(shè)備主要有：干燥機(jī)載濕氣洗滌塔BT301A，冷凝罐BD312A，載濕氣鼓風(fēng)機(jī)BC302C/D，載濕氣加熱器BE305A。從而形成兩套獨(dú)立的干燥機(jī)載氣洗滌系統(tǒng)，徹底解決裝置擴(kuò)能后的干燥機(jī)系統(tǒng)的問題，消除兩臺干燥機(jī)載濕氣相互干擾，確保攜帶固體顆粒的載濕氣能被充分洗滌和充分加熱，提高載濕氣攜帶醋酸濕氣的能力。

圖2增加載氣洗滌系統(tǒng)流程簡圖

同時(shí)，定期對干燥機(jī)載濕氣風(fēng)機(jī)進(jìn)行切換，清洗，提高干燥機(jī)鼓風(fēng)機(jī)的效率，保障載濕氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。避免干燥機(jī)內(nèi)部醋酸濕氣積聚，濕含量過高造成的干燥機(jī)結(jié)垢現(xiàn)象，有效地減少干燥機(jī)的堿洗頻率。

3.2入口端填料升級更換

利用停工檢修時(shí)間，定期更換干燥機(jī)BM302A入口小填料，并對小填料壓蓋螺母進(jìn)行定位處理，防止螺母松動，或選用性能更好填料，提高干燥機(jī)入口端的密封性能，阻止冷空氣進(jìn)入干燥機(jī)，降低局部載濕氣被冷空氣冷卻積聚，避免干燥機(jī)結(jié)垢。

3.3優(yōu)化工藝操作

嚴(yán)格控制進(jìn)入氧化反應(yīng)器內(nèi)的PX純度，防止由于PX純度降低后，生成大量的副產(chǎn)物。同時(shí)優(yōu)化氧化反應(yīng)器BR106及真空過濾機(jī)BM301C操作，使CTA產(chǎn)品的控制指標(biāo)由現(xiàn)在的ω（4-CBA）≤3400× 10-6、ω（p-TA）≤360× 10-6、OD-340≤1.5降至ω（4-CBA）=（3000±200）×10-6、ω（p-TA）≤300×10-6和 OD-340≤1.2。

對氧化干燥機(jī)BM302A運(yùn)行幾個重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，降低堿洗頻率。實(shí)際生產(chǎn)中，車間對干燥機(jī)進(jìn)料螺桿電流 II303A、出料輸送氣體背壓PI320A、載氣洗滌塔BT301底部溫度TIC314、干燥機(jī)出料溫度TIC350A以及載濕氣輸送風(fēng)機(jī)外排流量FI356、洗滌塔壓力PIC341制定相應(yīng)的控制范圍（主要控制參數(shù)見表1），并把它們作為重要平穩(wěn)率參數(shù)納入監(jiān)控和考核，出現(xiàn)異常及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。并每月對這些參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、調(diào)整，通過不斷分析修正，避免了各種作業(yè)對干燥機(jī)帶來的結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。

表1氧化干燥機(jī)重要控制參數(shù)表

編制下發(fā)《氧化單元日常作業(yè)指導(dǎo)書》和《氧化單元標(biāo)準(zhǔn)化操作手冊》，加強(qiáng)培訓(xùn)，規(guī)范現(xiàn)場作業(yè)，減少誤操作。針對易影響B(tài)M302A系統(tǒng)正常運(yùn)行的日常作業(yè)，如堿洗過濾機(jī)，煙囪定期掏料、敲擊等，在日常作業(yè)指導(dǎo)書中加以規(guī)范，做到現(xiàn)場操作人員人手一冊，攜帶方便，隨時(shí)隨地都可以查閱，再通過班后課堂等有效培訓(xùn)形式，提高了操作人員的水平和責(zé)任心，減少誤操作，延長干燥機(jī)BM302A的使用周期。

車間制定具體措施降低干燥機(jī)堿洗頻次，具體有：加強(qiáng)設(shè)備檢修過程跟蹤，設(shè)備檢修質(zhì)量檢查力度，確保設(shè)備裝配精度，及檢修質(zhì)量；加強(qiáng)日常設(shè)備維護(hù)，定期檢查過濾機(jī)干側(cè)下料情況；檢查干燥機(jī)系統(tǒng)門錘敲擊情況；定期煙囪掏料防止干燥機(jī)下料堵塞等等。

4結(jié)論

本文對影響干燥機(jī)頻繁結(jié)垢的原因進(jìn)行了認(rèn)真分析，并從載氣洗滌系統(tǒng)升級改造、入口端填料更換升級、優(yōu)化工藝操作等幾方面給出相應(yīng)措施，以減少干燥機(jī)BM302A結(jié)垢，避免堿洗過程中升降裝置負(fù)荷所造成的不必要的能耗和一次堿洗約300t堿性污水排放，保證PTA裝置可以維持高負(fù)荷長周期運(yùn)行，提高生產(chǎn)及環(huán)保效益。

［1］ 盧曉飛.提高氧化干燥劑運(yùn)行周期的探討［J］.聚酯工業(yè)，2003，16（1）：39-42.

［2］ 中國石油化工集團(tuán)公司人事部，中國石油天然氣集團(tuán)公司人事部.精對苯二甲酸裝置操作工［M］.北京：中國石化出版社，2008.

TQ051.892

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1003-3467（2010）21-0044-03

2010-07-05

趙曉峰（1971-），男，助理工程師，從事PTA生產(chǎn)及工藝研究工作，電話：（0379）66951012。