PTA装置氧化干燥机BM302A结垢原因及对策

赵晓峰，陈兴伟

（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012）

生产与实践·

PTA装置氧化干燥机BM302A结垢原因及对策

赵晓峰，陈兴伟

（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012）

对洛阳石化分公司精对苯二甲酸（PTA）装置扩能后，氧化单元新增干燥机BM302A结垢严重，碱洗频次高的原因进行分析和探讨，提出了具体防范措施和对策，保证了干燥机安、稳、长周期运行。

PTA装置；蒸汽管回转干燥机；结垢；碱洗

PTA是生产聚酯切片的重要原料，在PTA装置中干燥机是生产PTA半成品和最终产品的重要设备之一。经氧化或加氢的浆料，通过离心过滤之后，最终进入干燥机进行干燥。

中石化洛阳分公司精对苯二甲酸（PTA）装置采用美国BP-AMOCO公司的专利技术，产能为22.5万t/a，2003年6月底，装置进行了扩能改造，产能增加至32.5万 t/a［1］，氧化单元干燥系统增加干燥机一台（BM302A），满足了产能增加的要求；但设备运行中，氧化干燥机出现了内压高、蒸汽列管结垢和入口堵塞等问题，干燥机的碱洗作业频率增加。氧化单元老干燥机BM302碱洗周期为5～6个月；BM302A碱洗周期为2～3个月，甚至1个月左右，严重影响PTA装置高负荷长周期运行。

1工艺简介

旋转蒸汽管式干燥机是一种采用蒸汽进行间接加热的大型干燥设备，该设备运行好坏直接影响产品质量和产量，也是影响整个装置运行成本的关键。

氧化干燥系统工艺流程见图1，从过滤机BM301C出来的含湿量为8%的湿滤饼，依次经过螺旋输送机 BP301C、BP302A、BP303A进入干燥机BM302A内，被干燥机内部的加热列管间接加热，除去残留在滤饼内的醋酸溶剂。物料在干燥机内部停留时间大约30min，干燥后的固体粉料经过出料螺旋输送机BP304A、出口旋转进料阀BP306C/D，用输送气（惰性气体）把TA粉料送往精制单元的中间料仓。

从滤饼内蒸发出来的溶剂由循环惰气从干燥机带走，经过干燥机烟囱进入载气洗涤塔BT301洗涤，富含醋酸气体由冷凝罐BD312冷凝成凝液后，醋酸液相被送出系统，气相经过鼓风机BC302A/B加压后进入载湿气加热器BE305中加热至135℃，此时的气体也称载湿气，约60%干燥的载湿气返回干燥机与其内部物料逆流，形成循环，多余的载湿气通过排气系统送入大气放空。

2干燥机BM302A频繁碱洗原因

造成干燥机BM302A系统频繁碱洗的原因主要有以下几个方面：

2.1装置扩能后的瓶颈现象

2003年PTA装置扩能改造，氧化单元过滤干燥系统增上了一台过滤机和一台干燥机，BM302/A两台干燥机并联操作，共用一套载气洗涤系统。载气洗涤系统远不能满足现状，主要表现在：

在装置负荷增大的情况下，载湿气洗涤塔BT301承受的负荷增大，达不到要求的洗涤、冷却载湿气的作用，载湿气带液（醋酸）、带料严重，载湿气输送风机BC302A/B故障率增加、载湿气系统积料、堵塞、腐蚀日趋严重，影响干燥机正常运行。

载气洗涤塔BT301压力设计值是 -1.5kPa（G），实际操作中，此压力只能维持在 -1.0kPa（G），主要原因是原载气系统风机BC302A/B不能满足扩能后的工艺要求。造成载湿气循环流量降低，干燥机内部富含醋酸介质的气体不能及时带走，滞留于干燥机，造成干燥机结垢，干燥机只能频繁碱洗才能维持正常运行。

载湿气加热器BE305设计值是135℃，扩能后，载湿气流量增加，BE305换热能力不够，目前只有132℃，载湿气进入干燥机时的含湿量高，携带干燥机内部醋酸气体能力降低，干燥机内部湿气积聚，造成干燥机结垢、频繁碱洗。

其次，由于氧化单元过滤干燥系统中两台干燥机共用一套载湿气洗涤系统，载湿气流量相互之间无法精确匹配，相互干扰影响，致使干燥机内部湿气积聚，造成干燥机结垢，频繁碱洗。

2.2干燥机BM302A自身缺陷

干燥机BM302A入口端小填料材质是编织聚四氟乙烯，使用寿命为一年，干燥机运转过程中震动引起小填料压盖螺母松动，小填料偏移形成磨损。磨损的小填料密封不严密，致使低温空气进入干燥机入口端，干燥机入口处高温醋酸气体受冷空气影响冷凝成醋酸凝液，与干燥粉料混合结块。造成干燥机入口端物料局部堵塞，干燥机下料不畅，载湿气系统堵塞，长期以来就会造成干燥机效率降低，干燥机碱洗频率增加。

2.3过滤机BM301C下料含湿量高

过滤机BM301C是早期国产过滤机，密封有缺陷，投用后过滤机内部过度闪蒸，造成观察视镜积料，很难判断日常碱洗作业的效果及下料情况。经常会有部分液相进入过滤机下料干侧，然后进入干燥机。干燥机BM302A设计要求进料含湿量为8%。实际抽样分析过滤机BM301C下料含湿量是12%左右，超出干燥机BM302A的处理能力，增加了干燥机的负荷，产生结垢。

日常作业碱洗过滤机时，操作人员没有严格执行标准化操作程序，误操作或简化操作程序，造成部分浆料或者碱液进入干燥机，产生结垢。

过滤机BM301C下料含湿量高最直观的表现是载湿气洗涤塔BT301底部温度TIC314持续上升，BP303A电机电流上升，干燥机蒸汽用量明显增大等。轻者会因烟囱积料，导致螺杆BP303A跳停；重者会因螺杆BP303A承载过大造成断裂事故。同时，烟囱积料还会造成干燥机内湿蒸汽逸出不畅从而导致干燥机入口端冒料及蒸汽列管结垢，被迫碱洗。

2.4干燥机BM302A负荷调整滞后

由于设计缺陷，干燥机BM302A过载现象不能及时判断，调整产生滞后。日常碱洗BM301C，恢复下料后，干燥机加热蒸汽流量调整滞后，加热蒸汽流量与干燥机负荷不匹配，造成干燥机内部物料加热不充分，日积月累造成干燥机加热蒸汽列管结垢，干燥机换热效率降低。

干燥机BM302A结垢的现象主要表现在过滤机负荷不能调整，负荷很低，稍有调整，干燥机BM302A下料温度迅速下降，干燥机干燥效果严重恶化，必须进行碱洗干燥机才能恢复正常状态。

2.5CTA滤饼中的杂质含量

当氧化单元的生产出现异常时，如对二甲苯（PX）的纯度低、母液循环率高、深度氧化或者反应温度过高，反应过程中会生成许多副产物，造成滤饼中溶解的苯甲酸（BA）、对甲基苯甲酸（p-TA）和偏苯三酸（TMA）等杂质含量增加。由于BA、p-TA和TMA是非常强的黏性物质，黏附在干燥机列管上后，就会造成干燥机列管结垢，干燥机列管的传热系数减小，降低干燥机的处理能力，使干燥机的碱洗频率增加［1］。同时，Co、Mn、Fe、Cr等金属离子进入干燥机，不仅使CTA灰分增加还会造成氧化干燥机列管容易结垢，影响其长周期运行［2］。

3结果与讨论

根据10多年PTA生产经验及相关技术资料，我们主要从以下几个方面采取相应措施，确保氧化干燥机BM302A长周期运行。

3.1增上一套载气洗涤系统

建议新增一套载气洗涤系统（流程见下页图2），其设备主要有：干燥机载湿气洗涤塔BT301A，冷凝罐BD312A，载湿气鼓风机BC302C/D，载湿气加热器BE305A。从而形成两套独立的干燥机载气洗涤系统，彻底解决装置扩能后的干燥机系统的问题，消除两台干燥机载湿气相互干扰，确保携带固体颗粒的载湿气能被充分洗涤和充分加热，提高载湿气携带醋酸湿气的能力。

图2增加载气洗涤系统流程简图

同时，定期对干燥机载湿气风机进行切换，清洗，提高干燥机鼓风机的效率，保障载湿气系统正常运行。避免干燥机内部醋酸湿气积聚，湿含量过高造成的干燥机结垢现象，有效地减少干燥机的碱洗频率。

3.2入口端填料升级更换

利用停工检修时间，定期更换干燥机BM302A入口小填料，并对小填料压盖螺母进行定位处理，防止螺母松动，或选用性能更好填料，提高干燥机入口端的密封性能，阻止冷空气进入干燥机，降低局部载湿气被冷空气冷却积聚，避免干燥机结垢。

3.3优化工艺操作

严格控制进入氧化反应器内的PX纯度，防止由于PX纯度降低后，生成大量的副产物。同时优化氧化反应器BR106及真空过滤机BM301C操作，使CTA产品的控制指标由现在的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。

对氧化干燥机BM302A运行几个重要参数进行严格控制，降低碱洗频率。实际生产中，车间对干燥机进料螺杆电流 II303A、出料输送气体背压PI320A、载气洗涤塔BT301底部温度TIC314、干燥机出料温度TIC350A以及载湿气输送风机外排流量FI356、洗涤塔压力PIC341制定相应的控制范围（主要控制参数见表1），并把它们作为重要平稳率参数纳入监控和考核，出现异常及时发现处理。并每月对这些参数进行统计、分析、调整，通过不断分析修正，避免了各种作业对干燥机带来的结垢现象的发生。

表1氧化干燥机重要控制参数表

编制下发《氧化单元日常作业指导书》和《氧化单元标准化操作手册》，加强培训，规范现场作业，减少误操作。针对易影响BM302A系统正常运行的日常作业，如碱洗过滤机，烟囱定期掏料、敲击等，在日常作业指导书中加以规范，做到现场操作人员人手一册，携带方便，随时随地都可以查阅，再通过班后课堂等有效培训形式，提高了操作人员的水平和责任心，减少误操作，延长干燥机BM302A的使用周期。

车间制定具体措施降低干燥机碱洗频次，具体有：加强设备检修过程跟踪，设备检修质量检查力度，确保设备装配精度，及检修质量；加强日常设备维护，定期检查过滤机干侧下料情况；检查干燥机系统门锤敲击情况；定期烟囱掏料防止干燥机下料堵塞等等。

4结论

本文对影响干燥机频繁结垢的原因进行了认真分析，并从载气洗涤系统升级改造、入口端填料更换升级、优化工艺操作等几方面给出相应措施，以减少干燥机BM302A结垢，避免碱洗过程中升降装置负荷所造成的不必要的能耗和一次碱洗约300t碱性污水排放，保证PTA装置可以维持高负荷长周期运行，提高生产及环保效益。

［1］ 卢晓飞.提高氧化干燥剂运行周期的探讨［J］.聚酯工业，2003，16（1）：39-42.

［2］ 中国石油化工集团公司人事部，中国石油天然气集团公司人事部.精对苯二甲酸装置操作工［M］.北京：中国石化出版社，2008.

TQ051.892

B

1003-3467（2010）21-0044-03

2010-07-05

赵晓峰（1971-），男，助理工程师，从事PTA生产及工艺研究工作，电话：（0379）66951012。