PTA 氧化過濾干燥系統典型問題及措施

劉義平

（逸盛大化石化有限公司，遼寧大連 116600）

0 引言

PTA（Pure Terephthalic Acid，精對苯二甲酸）設施中氧化過濾干燥機是由日本某造船公司制造的列管式干燥機（圖1），其是烘干PTA 成品關鍵的構成部分。PTA 設備自購買開車以來，該PTA 裝置在氧化過濾干燥過程中經常出現筒體腐蝕、積料以及“R”管和中心管變形等問題，都會造成整個PTA 設備停機停產，影響企業單位的經濟效益。此外，日常維護檢修的過程中經常發現筒體、管束以及隔板局部出現點狀或者片狀的腐蝕問題，成為影響PTA 裝置穩定運行的安全隱患。結合PTA 裝置氧化過濾干燥機出現的典型問題，從設備結構以及操作工藝等方面進行探究，探尋問題發生的本質原因并有針對性地提出相應的解決措施，確保PTA 氧化過濾干燥機能夠長周期穩定運行，為整個裝置的連續生產奠定基礎。

圖1 氧化過濾干燥機結構

1 PTA 氧化過濾干燥系統存在的典型問題

（1）干燥機積料問題分析。影響PTA 干燥機積料問題的因素包括內部列管泄漏、蒸汽能力不足、下料口堵塞以及筒體結壁積料等。其中干燥機本體、物料分離的離心機以及旋轉真空過濾機對積料現象的影響明顯。因為干燥機列管加熱的介質主要成分是蒸汽，在加熱干燥的過程中如果蒸汽的壓力低于蒸汽壓力下限會影響加熱的效果，如果蒸汽壓力高于蒸汽上限不僅會造成蒸汽浪費的現象，也會因設備的長時間運行使蒸汽列管發生腐蝕，此外蒸汽壓力過高導致設備內部溫度過高，造成物料雜質不能及時蒸發被酸氣帶走而導致的在列管上迅速結壁的問題。此外，干燥機通過加熱干燥蒸發出的酸性溶劑是由循環的氮氣通過與物料逆向流動而帶走的，通過旋轉真空過濾機下料口去干燥機氮氣洗滌塔進行洗滌。循環的氮氣的容量越大，能夠帶走的酸性溶劑蒸汽就會越多，但是伴隨的直接結果就是夾帶的塔物料也就會越多，經過設備長時間的運轉就會形成掛壁積累的問題，導致真空過濾機下料方箱堵塞的情況，影響過濾系統的正常的運行。可是如果通過減小循環氮氣流量的方式進行處理，則不能達到運載酸性蒸汽的效果，造成干燥機下料濕含量增加，也會造成一定程度的物料凝結以及筒內積料的問題。所以，在處理積料問題時需要結合設備實際運行情況以及相關的技術要求進行處理，爭取達到最好的處理效果。

離心機也會對干燥系統產生一定的影響，總體來說相對較小。因為離心機的主要作用是進行固液分離，所以可以通過控制離心機本身的振動，在保障離心機能夠正常運行的狀態下達到物料分離的效果即可。但是一些副產物會隨著物料一起進入離心機進行分離，這些副產物的存在會嚴重影響物料的分離情況，如果不能及時進行堿洗，會造成離心機速度振幅偏高的情況，面對這種情況，需要經常停機對離心機進行檢修，間接造成干燥機進料間斷加劇濕含量波動。

（2）干燥機下料端進汽疏水“R”管變形和中心管變形。PTA氧化過濾干燥系統在正常運轉的過程中，一旦主體電機電流瞬間值超過額定電流值，需要立即停車并對干燥系統的相關參數進行逐一檢查。比如如果出現干燥機內壓迅速升高的狀況，可能是筒體下料部位的旋轉接頭有蒸汽泄漏的情況。倘若在退料期間干燥機風送的壓力較低，就會導致下料短節出現嚴重阻塞。此外一旦發現下料濕含量高的狀況，說明PTA 氧化過濾干燥機已經失去干燥能力。遇到這些情況，需要調取并結合實際運行的操作數據曲線、電流運行曲線以及現場故障現象進行詳細地分析，科學、準確判斷干燥機出現泄漏的具體部位。在研究過程中發現，“R”管以及中心管的變形問題是造成泄漏的重要因素，變形情況如圖2 所示。

圖2 干燥機下料端進汽疏水“R”管和中心管變形狀況

通常狀況下，“R”管和中心管只要產生變形問題，在很大程度上是因為PTA 氧化過濾干燥系統的干燥機出料端列管在短時間內產生泄漏問題，這就將導致中心軸扭矩擴大，使得下料不暢，從而引發一系列的物料“和泥”問題，這一軸扭矩驟然上升就會使得設備承受能力不足，從而引發變形問題。除此之外，在每次停車檢修的過程中缺乏對“R”管以及中心管等部位的檢測，對其沒有足夠重視，這種設備管理上的漏洞也造成“R”管以及中心管變形嚴重等問題的進一步發展。

（3）干燥機筒體腐蝕現象。通常在設計期間，筒體水平面呈傾斜態。PTA 設備在進料過程中，濕物料通過進料螺旋輸送機送入筒體，然后按照一定的轉速沿某固定方向旋轉，在重力影響下，伴隨筒體的不斷轉動，而漸漸過渡至筒體較低的方位，直接碰觸到筒體內部蒸汽列管中，而部分溶劑也會漸漸地加熱蒸發，達到干燥的目的。筒體在設計的過程中為了加速干燥，出料端需要進行連續的排氣，這樣才能及時把蒸發的溶劑帶走。但是，在濕物料的加熱蒸發過程中，濕物料介質中含有溴醋酸，這種酸性物質會在干燥過程中對干燥機不銹鋼筒體內襯板造成比較嚴重的局部腐蝕。此外，在研究過程中發現筒體的其他部位也產生不同程度的腐蝕問題，在防治過程中需要根據不同的腐蝕機理進行詳細研究，有針對性地防治處理才能保證PTA 設備地長周期穩定運行。

2 PTA 氧化過濾干燥系統改進措施

（1）解決氧化干燥系統中干燥機積料問題的對策。通過強化對離心機的檢修以及維護的方式進行解決，嚴控檢修質量，保障轉鼓和螺旋在運行過程中能夠精密配合，在檢修過程中，施工人員要縮減機組的檢修頻次，適當地延長上游濕物料持續供給的時長，通過這種方式可以有效地避免干燥機積料的問題。此外，在PTA 設備堿洗的過程中要精細化管理漂洗酸的添加，使漂白劑的含量既能滿足PTA 堿洗工藝的要求又不過量使設備發生問題。所以針對干燥機出現的積料問題要結合實際的檢修情況進行詳細的分析，然后具有針對性地采取相應的治理措施，可以達到最有效的治理，實現資源的最優配置。

（2）升級PTA 氧化過濾干燥機下料端進汽疏水“R”管及中心管。“漏檢”是造成“R”管以及中心管變形的主因素，為了保障設備安全穩定運行，需要對設備運行過程中的風險進行全面的評估。例如在日常維護檢修過程中加強打壓PTA 設備氧化過濾干燥機的列管，著重列管測厚檢查，尤其對列管的薄弱部位要著重監測，避免列管出現泄漏。可以委托專業院所對干燥機列管腐蝕以及減薄進行調查以及監控，并根據檢測的結果及時進行科學、合理的維護工作，避免問題的進一步擴大，影響設備的運行。當然，在每次設備停車時要對干燥機內部進行深度的檢查，做好日常的檢修工作。此外，可以通過與設備制造商的技術交流進行積極的反饋，這樣可以有效協助制造商對干燥機下料端進行技術改造，有效消除設計缺陷。

（3）PTA 氧化過濾干燥機筒體防治腐蝕方法分析。對于PTA氧化過濾干燥機筒體局部漏點腐蝕的現象，常見的手段即替換、補修整機局部或者是添加襯板。但是整機更換一般投入的資金在千萬級以上，會給企業帶來比較大的經濟負擔，所以如果腐蝕程度不嚴重，不會采取整機更換的處理方式。局部挖補以及加襯板的處理措施在抽出列管進行檢查以及維護的過程成中會增加檢修周期、檢修費用大，對檢修的技術要求比較高。所以經過綜合考量以及比較分析，對于PTA 氧化過濾干燥系統中筒體腐蝕嚴重的部位一般采用的處理方式是局部提高溫度進而抑制腐蝕，這種方法的優點是速度快、費用低以及便于實施等。

此外，加熱熱源是PTA 氧化過濾干燥系統的重要組成部分，對于干燥機殼體溫度有著決定性的作用，所以設計加熱裝置過程中要加大對設計參數的重視程度，尤其要結合設備實際的運行情況以及國家規定的相關參數進行設計，保障設備有效運行。通過相關文獻研究以及調研情況發現，對于PTA 設備出現的腐蝕問題，化工企業或單位可以通過對殼體局部加熱方式，提高筒體局部溫度至高于物料溫度，避免物料形成露點凝結。但需要注意的是熱源溫度的設置不能過高，保證最高運行溫度低于筒體的設計溫度，這樣才能保證干燥機殼體材料的強度要求。

3 結束語

通過以上研究發現，影響PTA 氧化過濾干燥系統的因素有很多，通過對典型問題的分析以及系統治理以后，PTA 氧化過濾干燥系統的相關問題可以得到顯著的改善，為以后處理相關的問題提供借鑒經驗，希望在以后PTA 設備的運行過程中工作人員能夠做好日常的檢修和維護工作，要全面檢查設備的各項參數指標，對于細節部分不能忽略或者遺漏，否則將會為以后埋下隱患。而PTA 設備的腐蝕問題是化工企業煉化設備中普遍存在的問題，對此相關單位要加大研究力度，積極引入先進的設備以及科學技術，保證生產的效率以及企業的經濟效益。