徐澍，鞏樂(lè)

（天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

0 引言

在PTA裝置的運(yùn)行過(guò)程中，如果干燥機(jī)發(fā)生積料問(wèn)題或因干燥機(jī)出料端出現(xiàn)進(jìn)汽出水管變形等問(wèn)題，將對(duì)整個(gè)PTA裝置的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響[1]。筆者根據(jù)自身多年的干燥機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合PTA裝置上下游設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，尋找長(zhǎng)周期運(yùn)行對(duì)策，進(jìn)而保證干燥機(jī)能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

1 PTA裝置干燥機(jī)存在的問(wèn)題和原因

1.1 干燥機(jī)積料問(wèn)題及其原因

在干燥機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)積料原因較多，例如進(jìn)口物料參數(shù)不符合設(shè)計(jì)值，蒸汽能力較差，出現(xiàn)蒸汽列管泄漏，筒體載氣壓力不穩(wěn)定，或下料口堵塞等問(wèn)題，都會(huì)引起干燥機(jī)積料。在生產(chǎn)過(guò)程中，需要頻繁地進(jìn)行停機(jī)清理積料。

（1）上下游影響因素：①由于過(guò)濾機(jī)的下料含濕量較高，如果轉(zhuǎn)速提升，所需處理濕料較多，使得下料的含濕量逐漸增加。同時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在氧化操作時(shí)，要嚴(yán)格控制下料含濕量，一般不超過(guò)20%，經(jīng)常超過(guò)了23%。在精制操作中，含濕量不超過(guò)10%，但經(jīng)常超過(guò)了14%。由于下料含濕量的逐漸增加，影響了干燥機(jī)的干燥性能。通?！懊?xì)干燥”是比較理想的干燥過(guò)程，在物料濕含量達(dá)標(biāo)時(shí)，大部分液體在TA晶粒之間或在其表面上，隨著液體被吹掃氣帶走，液體中溶解的固體就留在TA晶粒之間或其表面上[2]。在這一歷程中干燥機(jī)會(huì)產(chǎn)生很輕微的結(jié)垢，并且干燥機(jī)可以在不需要堿洗的情況下運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間。如果過(guò)濾機(jī)處于一種低效運(yùn)行狀態(tài)，則濾餅濕度就會(huì)增大，處于該情況，因自由液體進(jìn)入至干燥機(jī)內(nèi)，與蒸汽列管進(jìn)行直接接觸，加上液體蒸發(fā)作用，使得液體溶解固體，在列管表面進(jìn)行附著，進(jìn)而形成較為堅(jiān)硬的外層，或者污垢，而這些污垢對(duì)干燥機(jī)熱傳遞具有嚴(yán)重影響，降低了干燥機(jī)處理性能。并隨著運(yùn)行時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，在干燥機(jī)列管表面所形成的污垢，會(huì)逐漸長(zhǎng)大，進(jìn)而形成一種塊狀料；②CTA濾餅中的雜質(zhì)含量較高，通過(guò)對(duì)干燥機(jī)排出的垢料進(jìn)行化學(xué)成分分析可以發(fā)現(xiàn)，干燥機(jī)垢料中的雜質(zhì)含量比正常CTA粉末中的雜質(zhì)含量要高很多， 通過(guò)對(duì)垢料研究發(fā)現(xiàn)，垢料中的雜質(zhì)含量比正常CTA要高。因偏苯三酸、甲基苯甲酸、苯甲酸在醋酸溶解過(guò)程中，溶解度比較高，超過(guò)60攝氏度，則苯甲酸就會(huì)全部溶解。所以，如果氧化單元生產(chǎn)發(fā)生異常情況，則會(huì)影響二甲苯純度，加上母液循環(huán)率較高，出現(xiàn)深度氧化過(guò)程后，使得反應(yīng)溫度增加，進(jìn)而產(chǎn)生諸多副產(chǎn)物，使得濾餅有機(jī)雜質(zhì)逐漸增多。如果濾餅內(nèi)濕氣被蒸發(fā)后，雜質(zhì)則附著于蒸汽列管表明，而偏苯三酸、甲基苯甲酸、苯甲酸具有較強(qiáng)黏性，極易產(chǎn)生列管結(jié)垢問(wèn)題，使得列管傳熱系數(shù)明顯下降，增加了停機(jī)堿洗的次數(shù)。其二，由于載氣流量影響原因，影響了干燥效果，使得醋酸蒸汽飽和度明顯下降，難以產(chǎn)生冷凝效果，進(jìn)而對(duì)干燥效果造成嚴(yán)重影響[3]。

在干燥機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，隨著過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾效果變差，進(jìn)入干燥機(jī)CTA濾餅的含濕量升高，會(huì)導(dǎo)致干燥機(jī)的負(fù)荷不斷增加，若無(wú)法及時(shí)有效提升載氣流量，則醋酸蒸汽則會(huì)明顯降低，待達(dá)到飽和度后，干燥機(jī)入口會(huì)呈現(xiàn)低溫凝結(jié)，引起入口堵塞問(wèn)題。使干燥機(jī)內(nèi)壓升高，當(dāng)干燥機(jī)的內(nèi)壓達(dá)到呼吸閥的設(shè)定壓力后便會(huì)動(dòng)作，大量的CTA粉末及醋酸蒸氣噴出，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行并且污染了環(huán)境。因此，干燥機(jī)載氣如果夾帶有固體顆粒，應(yīng)適度提升載氣流量，防止干燥機(jī)內(nèi)壓過(guò)高，進(jìn)而使得列管結(jié)垢時(shí)間有所延長(zhǎng)。

（2）干燥機(jī)的影響因素：①在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，蒸汽壓力會(huì)影響干燥效果，干燥機(jī)蒸汽壓力一般為0.6MPa左右，如果壓力較低，就會(huì)影響加熱效果，如果蒸汽壓力較高，會(huì)出現(xiàn)蒸汽浪費(fèi)，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，逐漸腐蝕蒸汽列管。同時(shí)，如果蒸汽壓力過(guò)高，會(huì)增加蒸汽溫度，物料雜質(zhì)尚未蒸發(fā)，而溶劑已經(jīng)被載氣帶走，從而雜質(zhì)殘留附著在蒸汽列管上；②干燥機(jī)填充率主要指干燥機(jī)內(nèi)，固體所占總體積的占比，填充料對(duì)濾餅濕TA覆蓋率具有直接決定作用，與停留時(shí)間關(guān)系，用公式表達(dá)：

式中，X為填充率；τ為停留時(shí)間，min；Q為體積進(jìn)料速度，m3/min；V為干燥機(jī)體積，m3。

填充率通常的范圍是0.10～0.20，在這個(gè)范圍內(nèi)，蒸汽列管可以充分覆蓋干燥機(jī)內(nèi)的濕TA濾餅。如果超出了這個(gè)范圍，就不能保證干燥機(jī)出口物料的揮發(fā)分，而使得物料不能被充分干燥，在干燥機(jī)內(nèi)形成結(jié)垢，增加干燥機(jī)的積料概率。

1.2 進(jìn)汽出水管和中心管的變形問(wèn)題及其原因

PTA干燥機(jī)處于正常進(jìn)料狀態(tài)時(shí)，主體電機(jī)曾經(jīng)出現(xiàn)電流瞬間超過(guò)額定電流的情況，于是立即檢查現(xiàn)相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)的內(nèi)部壓力呈迅速升高態(tài)勢(shì)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查，在下料位置旋轉(zhuǎn)接頭出現(xiàn)了蒸汽泄漏問(wèn)題。接著立即進(jìn)行退料，發(fā)現(xiàn)風(fēng)送壓力較低，通過(guò)進(jìn)一步檢測(cè)，存在下料短節(jié)堵塞問(wèn)題，在處理時(shí)，又因下料的含濕量過(guò)高，使得干燥機(jī)失去干燥性能。然后調(diào)取數(shù)據(jù)曲線(xiàn)和電流曲線(xiàn)，進(jìn)一步分析故障原因，確定出料位置列管發(fā)生泄漏。通過(guò)解體檢測(cè)，進(jìn)汽疏水管和中心管出現(xiàn)嚴(yán)重變形。

原因分析：①由于出料端列管發(fā)生直接泄漏問(wèn)題，導(dǎo)致下料不暢，引起中心軸扭矩不斷增大，而出水管強(qiáng)度較差，在傳遞扭矩過(guò)程中逐漸失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致進(jìn)汽出水管和中心管變形；②出水管存在沖刷減薄問(wèn)題，根據(jù)測(cè)量顯示，出水管厚度4mm，支撐強(qiáng)度較差，使得薄弱部位發(fā)生變形問(wèn)題，在傳遞扭矩過(guò)程中失穩(wěn)，進(jìn)而引起進(jìn)汽疏水管和中心管的變形；③下料中心管件設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)于PTA干燥機(jī)裝置，中心管由6根疏水管進(jìn)行扭力傳遞，如果發(fā)生下料不暢，使得支撐前度較低，進(jìn)而引起進(jìn)汽疏水管和中心管的變形；④設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)，性能逐漸降低[4]。由于設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，對(duì)于運(yùn)行狀況，尚未進(jìn)行整體評(píng)估，也未制定設(shè)備故障應(yīng)急預(yù)案。

1.3 干燥機(jī)筒體存在嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題及其原因

在含濕物料中，包含由大量溴離子、醋酸等化學(xué)元素，這些化學(xué)元素處于蒸汽和高溫狀態(tài)下，極易產(chǎn)生腐蝕性霧氣。如果這些霧氣隨著尾氣排出，在蒸汽列管、干燥機(jī)內(nèi)壁進(jìn)行附著，在劃痕處或者凹坑處大量聚集，漸漸腐蝕管壁后，引起蒸汽泄露，導(dǎo)致干燥機(jī)筒體遭受局部侵蝕。

原因分析：①由于進(jìn)口物料組分偏離設(shè)計(jì)值，使得腐蝕介質(zhì)較為集中，產(chǎn)生筒體腐蝕；②在筒體上附著有漿狀物料，為污垢腐蝕創(chuàng)造了腐蝕環(huán)境；③由于干燥機(jī)筒體壁溫比列管溫度要低，存在電位差，導(dǎo)致筒壁、連接件呈陽(yáng)極。

2 PTA裝置干燥機(jī)運(yùn)行優(yōu)化對(duì)策

2.1 干燥機(jī)積料的治理對(duì)策

（1）將過(guò)濾機(jī)下料含濕量控制在合理范圍內(nèi)，降低蒸發(fā)負(fù)荷。對(duì)于漂洗酸增加，需強(qiáng)化管理，在滿(mǎn)足工藝標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，又防止過(guò)量。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)濾機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，明確堿洗流程，嚴(yán)格控制過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)速，緩速均勻下降漿罐液位，以便于控制下料量。

（2）確保蒸汽壓力處于設(shè)計(jì)值內(nèi)，有效提升蒸發(fā)效果。（3）對(duì)循環(huán)氮?dú)饬窟M(jìn)行嚴(yán)格控制，在保證不夾帶料的同時(shí)，又能順利帶出酸氣，防止下料口發(fā)生堵塞問(wèn)題。

（4）對(duì)干燥機(jī)敲擊器進(jìn)行定期保養(yǎng)和檢測(cè)，確保其狀態(tài)完好，防止進(jìn)料端發(fā)生結(jié)壁問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)泄漏位置進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)，采取科學(xué)、合理的處理技術(shù)方案，方可減少檢修成本，有效縮短維修時(shí)間，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

（5）嚴(yán)格控制風(fēng)送風(fēng)壓，降低轉(zhuǎn)閥積料影響，防止由于下料不暢導(dǎo)致積料問(wèn)題。

（6）科學(xué)調(diào)節(jié)循環(huán)氮?dú)饬髁?，確保主體電流處于穩(wěn)定狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)洗滌塔、干燥機(jī)之間的連接狀態(tài)，若存在物料結(jié)壁問(wèn)題，采取人工敲打方式保持干燥機(jī)進(jìn)料通暢。按照實(shí)際狀況，對(duì)循環(huán)氮?dú)饬窟M(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保干燥機(jī)處于安全和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.2 進(jìn)汽出水管和中心管的變形處理

在干燥機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果進(jìn)汽出水管、中心管發(fā)生嚴(yán)重變形現(xiàn)象，主要是因?yàn)槁z原因，為確保設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，必須加強(qiáng)安全評(píng)估，將可能發(fā)生的部位，納入監(jiān)測(cè)范圍。進(jìn)汽出水管和中心管的變形處理措施：

（1）定期開(kāi)展檢修，檢查列管厚度，打壓干燥機(jī)列管，尤其要注意薄弱部位，防止發(fā)生列管泄漏問(wèn)題；

（2）在每次檢修過(guò)程中，必須開(kāi)展腐蝕檢測(cè)，主要包含列管腐蝕、中心管腐蝕、進(jìn)汽出水管腐蝕、列管減薄等問(wèn)題，按照檢測(cè)結(jié)果，科學(xué)安排檢修計(jì)劃；

（3）加強(qiáng)和設(shè)備制造商的交流，按照干燥機(jī)的相關(guān)問(wèn)題，改造設(shè)備進(jìn)汽出水結(jié)構(gòu)，進(jìn)而消除設(shè)計(jì)缺陷。

2.3 筒體腐蝕問(wèn)題處理

（1）對(duì)局部露點(diǎn)腐蝕進(jìn)行有效抑制，在筒體腐蝕處理中，一般是更換整機(jī)，或進(jìn)行局部挖補(bǔ)。若采取更換整機(jī)方式，所需采購(gòu)成本較高，會(huì)增加企業(yè)負(fù)擔(dān)。而采取局部挖補(bǔ)方式，需將列管抽出，延長(zhǎng)檢修時(shí)間，但施工標(biāo)準(zhǔn)較高，所花費(fèi)檢修費(fèi)用較大[5]。通過(guò)對(duì)比，針對(duì)筒體腐蝕較為嚴(yán)重的位置，可采取提升局部溫度的方式進(jìn)行腐蝕抑制，該方式操作簡(jiǎn)單，速度較快，且檢修費(fèi)用較低。

（2）逐漸提升筒體的局部溫度，降低露點(diǎn)腐蝕，通過(guò)加熱熱源特性，檢測(cè)設(shè)備殼體是否滿(mǎn)足所需溫度要求。通過(guò)腐蝕機(jī)理對(duì)比，采取局部加熱方式，把筒體溫度逐漸加熱至物料溫度相適應(yīng)，進(jìn)而不會(huì)產(chǎn)生露點(diǎn)凝結(jié)問(wèn)題。在使用該方法時(shí)，必須注意控制加熱熱源溫度，確保殼體材質(zhì)強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PTA裝置干燥機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，存在干燥機(jī)積料、進(jìn)汽出水管和中心管變形、筒體嚴(yán)重腐蝕等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)治理以后，能夠優(yōu)化干燥機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，降低維修和保養(yǎng)成本。同時(shí)，在PTA裝置干燥機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，還需加強(qiáng)腐蝕問(wèn)題處理，不斷研發(fā)新技術(shù)、新工藝，促進(jìn)設(shè)備能夠正常、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。