暂停进料对聚酯生产线的影响
珠海裕华聚酯有限公司 邓柯
摘 要:介绍了因故暂停酯化釜进料对聚酯生产线的影响,包括即将面临的情势,控制办法和恢复生产的要领;并给出避免故障的一般措施。
关 键 词:聚酯 浆料 生产线 影响
0 引言
一般说来,一条聚酯生产线主要由以下几部分组成:
1)原料补给的浆料配制及输送糸统;
2)酯化反应釜及EG/H2O分离糸统;
3)缩聚反应釜及真空糸统;
4)向反应釜提供可控热交换的热媒循环糸统;
5)其它辅助糸统。
在生产线上,我们把EG/PTA按一定比例充分混合后的物料称之为浆料。配制好的浆料暂时储存在浆料罐中备用,单位时间内浆料的配制量与使用量是相当的,以维持浆料罐料位的稳定。物料在浆料泵和其它动力泵的推动下,依次进入酯化、缩聚反应釜,并在其中发生相应的酯化、缩合、聚合反应,待从反应釜中出来就变成了聚酯熔体。
当浆料泵和其它动力泵因故不能正常工作时,物料在生产线指定线路上的有序流动就会被破坏,即出现所为的“塞车”现象,此时,泵入口端的物料堆积,出口端的物料由于补给不足似无源之水而逐渐减少,这又迫使热媒炉对反应釜的供热量进行再分配,导致生产紊乱,如果处理不及时或者处理不当,会对生产造成严重影响,甚至于失去控制。
本文将讨论暂停进料对生产线的影响。
1 暂停进料的产生
1.1 停进料的原因
我公司所属第三条聚酯生产线为伊文达工艺的连续生产线,即配制好的浆料通过浆料泵均匀地、连续地泵入酯化釜,以维持各反应釜尤其是第一酯化釜料位的稳定,从而保证物料在反应釜中的停留时间使其充分反应。但当有下述情况发生时:
a.)浆料泵故障;
b.)异物堵塞浆料管通道或者卡住阀门;
c.)阀门或轴密封泄漏;
d.)浆料摩尔比波动;
e.)其它原因。
都有可能导致或者必须停止向酯化釜进料,即停止浆料泵运行以排除故障等异常现象,统计数据表明,绝大多数暂停进料是以上第a条所引起。
1.2 浆料泵的工作原理:
由于浆料泵本身故障是造成暂停向酯化釜进料的主要原因,我们有必要介绍一下此泵的工作原理,浆料配制及输送糸统简图如下:
如上图。浆料泵为容积泵(齿轮泵),为了把浆料连续、稳定地泵入第一酯化釜,浆料泵必须保持恒定的压力即输出速度,以保证充满浆料的管道压力恒大于酯化釜压力。否则,一旦出现相反的情况,酯化釜的混合蒸汽就有可能顺着浆料管线反冲出来损坏设备甚至危及人身安全。(釜内压力比大气压力高)为此,工艺要求在此设置一联锁装置,当管道压力PI-1107超出指定范围时,就会自动关闭浆料进入酯化釜的通道NV-1100,并联锁停泵,当浆料泵重新启动运行后,并不能直接向酯化釜入料,必须通过调节阀门PV-1107的开度,使管道压力到达指定范围后解除联锁,再才能向酯化釜进料。而进料速度则由LV-1106开度控制。不难看出,LV-1106与PV-1107两者阀门开度的互动是维持PI-1107稳定的关键。
从浆料罐到酯化釜之间的设备、仪表、阀门(通道)较多,由于各种原因,管道内的压力总会有所波动,一般情况下,这种波动不会影响设备的正常运行,但在某些特殊情况下,这种波动的瞬时值会超出相关联锁的压力范围而引发联锁。如果再启动浆料泵不及时或启动失败,在这情况下不及时清理管线内的浆料,甚至会造成浆料的沉积而堵塞管道,最后导致无法进料,即所谓停进料,造成暂时的生产中断。
2 故障后生产线的情势与处理办法
当暂停进料发生后,生产线先前的各种平衡被打破。生产情况发生了变化;为此必须采取相应的措施加以处理,使生产的波动减少到最低限度。否则,会对生产造成灾难性的后果。
2.1由于浆料配制仍然在进行,浆料罐的料位会迅速升高,其搅拌电流值EI-1106会持续攀升,必然会引起浆料外溢;浆料堵塞EG加料管;或者进一步触发联锁停止浆料配制等现象的发生。这些都会导致浆料摩尔比的更大波动。应视具体情况手动停止浆料配制,同时保持浆料罐的搅拌与冷却,以防止浆料沉积现象的发生。
2.2酯化釜的料位会逐步拉低(视过料速度而定),相应地,由于酯化釜中物料在不断地减少,酯化工艺塔的来料量也随之减少,其塔身温度会升高,将影响其EG/H2O分离效果。从塔中回流的EG量也会发生变化,这种变化会严重影响后续反应。为此,必须迅速恢复浆料泵的正常运行,一般说来,十分钟内停进料不会对生产造成大的影响,若两台浆料泵启动均告失败,应迅速召集专业人员检查处理故障;同时对泵及管道进行全面清理,并初步诂算处理时间,以选择对应的控制手段,使生产的波动减少到最低限度。
2.3对于用工艺蒸气(SPR)抽缩聚釜真空的装置来说,酯化釜料位拉低到一定的程度后,所输出的工艺蒸气(SPR)就不能满足工艺要求,缩聚部分的真空会大受影响,甚至会出现粘度过低而排废。此时应考虑改用锅炉蒸汽抽真空。适当而有序地减慢过料速度及催化剂等辅料的加入量,同时注意酯化釜应留有一定的物料余量,使因不能进料而引发的变化不至于太大,同时也为恢复生产作准备。
2.4由于浆料是在常温下进入酯化釜的,而酯化釜的温度为260℃以上,该釜的供热量占了热媒炉产生热量的大部分,一旦停进料,其物料温度会迅速升高,从而影响热媒炉的正常工作,如果处理不及时或处理不当,可能会引发联锁停热媒炉,使生产的情势进一步恶化。适当减少热媒炉的输出值,余下部分的供热改为手动控制。使其它部分不受此影响。视故障的处理情况,再考虑进一步的措施。
3 恢复生产的要点
当故障消除后,可按下列思路逐步恢复正常生产:
3.1向酯化釜进料适当渐进加快,直到恢复波动前的物料平衡。但不宜太快,这是因为:
1)如果进料太快,泵出口阀的开度必然大,管内的压力肯定会因此而减少,有出现再次联锁停泵的可能,从而使恢复正常的时间滞后。
2)进料过快直接导致釜内物料温度下降,热量一时供应不足,反应速度变慢,使反应难以达到期望的转化率,造成波动产品的端羧基偏高。
3.2逐步增大热媒炉的输出值和酯化釜的供热量,以弥补因进料加快造成的供热量增加。从而保证反应温度的稳定和热媒炉的正常运行。
3.3严格保证物料在酯化釜中的停留时间,使其充分反应,再酌情调整过料速度及EG回流量/催化剂/二氧化钛的加入量。生产实践证明:波动造成的切片端羧基偏高绝大部分是由物料的停留时间不足所致。参加反应的EG量(从工艺塔中回流到反应釜中的EG)也应加以控制。
视生产的恢复情况逐步解除手动控制,检查调整相应的工艺参数,直到生产全面恢复。
3.4对于波动期间的产品,应实行隔离包装待检。定级时要考虑其内在质量的波动,也应向下游用户提供使用参考意见。
3.5 相关实例与检讨
下表列出了生产线上出现的几次典型事例:
序号
事例经过
检讨之处
1
某次浆料泵多次联锁中断进料近两小时,使酯化釜料位太低(零位左右),且持续时间过长,物料在酯化釜中停留时间太短,使缩聚反应难以发生而失去控制,粘度过低导致长时间排废。
1.故障处理应有相关程序操作 。
2.暂停进料后适当减慢过料和出料,以保证釜内有一定的存料。
3.恢复进料后,应待前一反应釜堆积起来后才往后一反应釜加速过料,且过料速度不能过快、提升速度要平稳。
2
某次更换PV-1107/LV-1106膜片后,从工艺塔回流的EG长时间未能恢复,导致此时段切片的端羧基偏高。
1故障处理完后,没有及时检查恢复正常的工艺参数。
2不论何时更改工艺参数,须告知操作人员,并
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在案以备查询。
3
某次异物堵塞浆料泵出口管道,停进料约一小时后恢复进料,能基本维持正常生产。
1.未将热媒炉回流阀开大,造成热媒炉温度过高而联锁停炉。
2.进料和过料的速度变化太快太多,造成此时段产品内在质量波动大,尽管质量未超标。
4
某次一个运行班(8h)内浆料泵联锁停9次,均能迅速启动运行,未对生产造成大的影响。
1.虽然未对产品质量造成明显波动,但内在质量波动不可忽视。 2.泵的运行参数太狭窄,应作相应修改。
4 结束语
实际生产中,在碰到浆料泵故障和暂停进料的情况时,都须综合考虑其对生产线的影响,按照既定的程序操作,则可以尽量减少生产的波动。但更重要的是防止事故的发生,这就必须事前做好如下工作:1) 注意备台浆料泵的维护,泵体要彻底清理干静,定期试运行正常;
2) 检查浆料泵至第一酯化釜之间管道、阀门、仪表及其运行参数是否正常,发现问题及时处理,使之处于正常状态;
3) 由于是某些牌号PTA中混有杂物;有时工人在投料时,也易将杂物如包装用PTA编织外袋残片、尼龙绳、纸屑、胶片等带入其中,对浆料泵以及管线通道上阀门膜片造成的磨损;对测量仪表的触点形成阻隔造成测量误差等,在定期清理和更换PV-1107/LV-1106之膜片时会不可避免地造成停泵和中断生产等情况,为此我们在PTA投料口加装了一个下料过滤筛,从而大大延长了浆料泵的不间断使用周期;同时,定期对PTA下料称出口进行清理(此处也可清理出一些随PTA风送过来的杂物),所有这些措施对加强浆料摩尔比的监控,都能取到了良好的辅助作用;
4) 有针对性地对操作工进行培训,使其准确、迅速、规范地进行操作。
通过以上措施的实施,一段时间以来,我们基本上消除了被动的暂停进料现象,为产品质量的稳定创造了必要的条件。
(全文完)
2001年9月28日The influence of feed-in break on polyester product line
Zhuhai Yuhua polyester limited company
Deng ke
Abstract: The influence of feed-in break that was caused by failure on polyester product line was introduced, including the state of affairs that is about to face, the control methods and the gist of resuming production, in addition, it present the general measures of avoiding failure.
Key words: polyester; slurry; product line; influence
Fig.1 Slurry adjustment and transportation system