聚酯熔体过滤器清理洗涤方法的优化

  孟庆吉管宗马金凤程计航桑平东,江苏盛虹科技股份有限公司,江苏吴江215228,

  摘要,熔体过滤器作为聚酯生产装置中重要的一个环节,起到了去除杂质,保证熔体质量,有利于纺丝的作用,因此熔体过滤器的清洗工作也是很重要的。本文介绍了PET装置熔体过滤器清理洗涤方法的改进措施,即增加了在线清洗、热碱超声波及其他改进措施。采用的新的清理洗涤方法后,不仅增加了使用周期和次数,同时使切换过程更加平稳。

  盛虹集团盛虹科技股份有限公司聚酯二期工程是盛虹集团的有一个熔体直纺项目,该项目采用中纺院五釜工艺,共建设了两套熔体直纺装置,该工程自2007年开车以来,取得了显著的经济效益。我们充分的利用现有的设备,借鉴其他公司的一些先进的技术,通过更换和调整部分设备,对熔体过滤器的清洗工艺流程等进行了调整和优化,将熔体过滤器的使用周期和使用次数明显延长,同时清洗的时间也大幅度减少,减少了过滤器清洗人员的劳动强度,清洗费用大大减少。

  制成的,过滤精度在20μm,具有耐高温度高压力、耐腐蚀、可反复清洗使用的特点。聚酯聚合装置熔体过滤器大多数都用在分离熔体中所含的凝聚粒子,以保证通过过滤器后的物料洁净[1]。然后将聚酯熔体送往切粒和直接纺丝。因此,熔体过滤器的工作状态必然的联系到切片、纺丝产品质量和单耗以及纺丝组件的使用周期等。延长纺丝组件寿命,提高设备利用率和提高产量方面都起着明显的作用。熔体过滤器的清洗成为聚酯装置生产中一项重要的日常工作,清洗的方法有很多,主要有煅烧法、盐浴法、三甘醇清洗法、水解法和氧化铝流化床法。大中型厂家一般都会采用三甘醇清洗法和水解清洗法。

  三甘醇清洗法清洗PET熔体过滤器是目前聚酯生产企业使用较为广泛的清洗熔体过滤器的方

  法。我公司第一套聚酯装置于2004年建成,目前第三期装置已经开启两套,至今一直采用水解清洗法进行熔体过滤器的清洗。

  2004年第一套聚酯装置建成后熔体过滤器从拆下到重新通用的主要过程有,切换、氮气排料、

  降温、拆卸、水解、碱洗、水洗、高压水枪、清水超声波、鼓泡、水洗、干燥、组装、空胆清洗、人工清理、安装、冷态气密、升温、热态气密共十九个步骤。其中清洗的步骤有水解、碱洗、水洗、高压水枪、清水超声波、鼓泡、水洗、干燥、组装。

  聚酯二期熔体过滤器滤芯共94根,根据原需要104.5小时,按照每天8小时工作日计算需有清洗车间清理洗涤设施情况计算每组滤芯从切换完要13天。

  聚酯二期工程沿用了第一套聚酯装置的清理洗涤方法,随着装置运行时间的增加,原第一套装置的清理洗涤设施逐渐老化,已经不能够满足正常生产清洗工作的需要。由于一期、二期装置距离较近,故通过聚酯二期的清洗间同时清洗三套聚酯装置的滤芯。在正常使用周期的情况下还能保证清洗工作有序的进行,保质保量的完成熔体过滤器的清洗工作,达到正常生产的要求。一旦出现异常情况,如装置负荷的提升、原辅料的更换、清洗设备或清洗环节出现问题等,将无法满足一般生产的需要,所以如何提高滤芯的清洗效果,提高滤芯的使用周期已经迫在眉睫。

  在利用原有设备的情况下开始对清洗工艺方法进行改进,通过借鉴其他公司和市场上关于清洗方面的一些好的方法和设备,开始有针对性对本装置的清洗工艺进行改造,通过改造可以达到提高清洗效果,延长使用周期和使用次数的目的。

  首先我们考虑的是在不增加清洗环节的同时,如何缩短清洗的时间。在此前提下开始设计和考虑设备的选用和改进。

  通过对清洗环节的梳理,开始对清洗环节中高压水枪清洗的情况进行改进。原清洗环节中高压水枪清洗,通过操作人员利用高压水枪对每一根滤芯进行清洗,每根滤芯的清洗时间按照30分钟计算,清洗一组滤芯需要47个小时,在整个清洗环节中用时最长。在此环节上有所改进将能大幅度地缩减清洗所用时间,通过一些信息的收集,选用了一种自动熔体过滤器专用高压水洗机。

  自动熔体过滤器专用高压水洗机清洗滤芯的方法是水通过增压泵增压后高压外清洗和内清洗内外冲洗的方式同时进行,滤芯高压冲洗喷头上下移动速度可调,同时滤芯进行360度的旋转。清洗能力能达到6根/次,1小时/批。清洗特点

  是外冲高压小流量, 内冲低压大流量。在保护滤芯的情况下达到很好的清洗效果。

  自动熔体过滤器专用高压水洗机选用后,开始对一组滤芯进行试用,试用过程中也存在一定的问题。通过观察对自动熔体过滤器专用高压水洗机的行程和限位开关进行了技改,技改后试用一段时间效果明显。利用自动熔体过滤器专用高压水洗机清洗6根滤芯一次用时1小时, 1组94根滤芯用时15.6小时,较以前的47小时减少了

  由于自动熔体过滤器专用高压水洗机的特有的清洗方式,不仅能过达到一次清洗6根滤芯的目的, 同时通过一段时间的观察,清洗效果明显优于高压水枪的人工清洗。

  通过对清洗环节的梳理,发现排料时间也较长,一般需要2天时间才能够将物料排净。原排料方式为切换完成后,将隔离出来的熔体过滤器下排放打开,并在上排放出接氮气进行加压排料,下排放处用自制的小型不锈钢槽接料。每槽物料大约60 kg,熔体过滤器的容积在670 kg左右,一次排料要排放12到13槽物料左右。 由于熔体过滤器中年度较高, 同时氮气温度低,下排放物料排除困难,排料空间又比较小,所有因素叠加造成排料时间长。

  熔体过滤器在线水解设备一共包括两部分。一部分为蒸汽加热装置,即将装置中的低压蒸汽加热成320℃的饱和蒸汽,另一部分为熔体排料装置,即熔体的排料收集装置,将排放出料的物料进行过滤收集, 同时将多余蒸汽冷凝下来的水通过管道排出。

  熔体过滤器在线水解设备是通过多方考证,利用熔体水解这一特性而制作的一种设备。熔体过滤器在线水解设备是利用装置中的蒸汽通过一套电加热设备加热到320℃,形成饱和蒸汽,加热后的饱和蒸汽通过熔体过滤器上排放处进入熔体过滤器,对熔体过滤器中熔体进行水解的同时加压,使熔体快速降解并排出过滤器外。

  另外,考虑到排料空间的问题,在过滤器下排放出口处楼板开了一个DN200的孔洞,并制作

  临时的排放管道,在楼下用相对较大的排料槽接料。这样不仅空间不够的问题, 同时也为在线水解提供了一定安全保障。

  熔体过滤器在线水解设备投入使用后,排料效果明显。一般熔体过滤器早上9:00开始切换,

  11:00左右切换完成,立即将熔体过滤器在线水解设备投上进行在线水解排料,在第二天早上8:00物料基本排放干净。通过熔体过滤器在线水解设备进行水解排料用时21小时,较原来的排料方式缩短了27个小时。

  熔体过滤器在线水解设备的应用不仅大大缩短了排料时间,而且因为增加了一道水解的步骤,在排料的同时起到了一定的清洗熔体过滤器滤芯作用,增加了后道清洗的效果。

  在清理洗涤设施优化的同时,考虑能否在清洗方法上进行改进,通过碱液减少液体表面张力,溶解和析出解聚合物后的残留物,在清水超声波过程中增加了一次热碱超声波工序,进一步加强清理洗涤效果。

  超声波清洗是将解聚后深度残留的碳化物添加剂和TiO2等清洗掉。热碱超声波增加在清水超声波后一道,热碱超声波后再进行一次清水超声波。通过试验发现,在第一次清水超声波过后在经历一次热碱超声波,还是有一些残留物被清洗出来,说明增加一步热碱超声波是能够达到一定的清理洗涤效果。

  热碱超声波90分钟一次,一次18根,一组滤芯94根全部热碱超万需要8小时。最后一次清水超声波5.5小时。故增加了一次热碱超声波和一次清水超声波,共增加了13.5小时。

  2008年聚酯装置熔体过滤器清洗方法优化后的步骤有,切换、在线水解并排料、降温、拆卸、水解、碱洗、水洗、 自动熔体过滤器专用高压水洗机、清水超声波、热碱超声波、清水超声波、鼓泡、水洗、干燥、组装、空胆清洗、人工清理、安装、冷态气密、升温、热态气密共二十一个步骤。现其中清洗的步骤有水解、碱洗、水洗、 自动熔体过滤器专用高压水洗机、清水超声波、热碱超声波、清水超声波、鼓泡、水洗、干燥、组装。

  聚酯二期对清洗工艺进行优化后,从原来的104.5小时降到了现在的87小时,共减少了

  操作 水解 碱洗 水洗 自动熔体过滤器用高压水洗机清水超声波 热碱超声波 清水超声波 鼓泡 水洗 干燥组装

  前期在排料上也进行了优化,排料时间从原来的两天缩短到现在的21小时,缩短了27小时。在整个下机到上机时间共缩短了44.5小时,按照每天8小时工作,共节省5.5天, 。前后时间对比见表3,

  由表4可以看出,通过清洗方法的改进滤芯的使用周期也得到了明显的延长。经过对四组滤芯的使用记录来看,每组滤芯的使用周期明显增加了9-15天不等,按照平均75天切换一次,每7次就可以减少清洗一次滤芯。清洗一组滤芯的费用大约8 000元,也就是每7次就能节省

  通过观察和记录,证明了对清洗工艺方法以上的技术改造和优化,不仅在时间上大大缩短了,同时对滤芯的清理洗涤效果起到了很到的提升,使每组滤芯的使用周期和次数都有了明显提高。

  另外, 由于清洗效果的提高,滤芯的清洗次数也逐渐减少,滤芯的使用次数也不断地增加。原来一组熔体过滤器滤芯在使用10-12次之后就无法正常满足生产的需要,需要报废,现在一组熔体过滤器滤芯可以使用18-20次才报废,使用次数增加一倍。

  以上的熔体过滤器清理洗涤方法的优化不仅达到了缩短清洗时间的目的, 同时还延长了滤芯的使用周期,增加了滤芯的使用次数,带来了一定的经济效益。