延长熔体过滤器使用周期技术探讨

    熔体过滤器广泛应用于聚酯和纺丝生产线中,其主要目的是除去熔体中的有机熔体、炭化粒子和金属氧化物等固体杂质,提高产品质量,为下游工序提供合格的原料,保证下游工序的正常生产。洛阳石油化工总厂(以下简称洛阳石化) 20万t/a聚酯工程采用直纺长、短丝工艺,该装置在开工初期,熔体过滤器使用周期很短,切换频繁,严重影响了生产的正常进行,而且造成能耗增加。为此,对影响滤芯使用周期的因素进行分析并对该装置进行技术改造,从而延长了熔体过滤器的使用周期,提高了装置运行平稳率。
1、提高TiO2研磨效果
    聚酯生产所用的消光剂TiO2,俗称钛白粉,白色粉末,纯度99.5%以上。由于涤纶纤维表面光滑,具有一定透明度,在光线照射下,其反光强度很大,使纤维表面具有很强光泽,生产中加入TiO2可使纤维表面变暗。TiO2在存放过程中,易板结,使用时需配制研磨,洛阳聚酯装置的TiO2配制系统由于没有设计离心机分离系统,所以无法将研磨后TiO2溶液中的大分子分离出来。若研磨不充分,产生的凝聚粒子会进入后续系统,堵塞熔体过滤器滤芯,缩短滤芯使用周期。为此,需要严格控制研磨效果,随时掌握每台研磨机的运行工况;同时,为了增加研磨效果,又将原来的玻璃珠改为陶瓷珠,使得透过滤速由原来的240 mL/min提高到350 mL/min,效果非常显著。
2、过滤器材质选择
    聚酯装置的熔体过滤器采用烛芯式打褶过滤器,原材质为15μm的钢丝网布,过滤器在线寿命短,正常生产情况下,25~30天就需切换熔体过滤器,并且不易清洗。为此,将材质更换为过滤性能好的烧结金属纤维,通过对2种过滤材料的比较,可以发现,在相同过滤精度(15μm)下,烧结金属纤维比钢丝网布具有更优越的过滤性能,详见表1。

改变过滤器材质后,过滤器的使用周期显著变长,可达50~65天,在保证长短丝装置平稳、不断头的前提下,采用烧结金属纤维过滤器,将过滤精度变为20μm,过滤器的使用周期可达100天左右。
3、提高熔体过滤器的清洗效果
    熔体过滤器的清洗分为TEG清洗、高压水枪清洗和超声波清洗3个步骤。
  3.1　延长TEG蒸煮时间
    TEG即三甘醇,是一种无色透明的中性油状液体,沸点276℃,在加热情况下对聚酯有醇解及溶解作用。TEG清洗就是在TEG溶剂作用下,经加热蒸煮,溶解过滤器上的聚酯熔体。刚拆下的熔体滤芯,被聚酯熔体所包裹,必须整体在TEG蒸煮槽蒸煮,在285℃恒温4 h取出;拆下滤芯,发现仍有部分熔体未能完全溶解。为此,将恒温时间由4 h增加到6 h以上,使粘结在滤芯上的熔体全部溶解;同时,采取二次TEG蒸煮的方法,即将拆下的滤芯再装入吊筐,进行二次蒸煮,以进一步增加蒸煮清洗的效果。
  3.2　加强高压水枪冲洗
    TEG蒸煮过的滤芯,由于较脏,必须用高压水枪冲洗。而采用外滤式熔体过滤器,杂质留在滤网外层。为此,采用特制的高压水枪,由内向外冲洗,将杂质反冲出来。同时除去滤芯外保护罩,增强清洗效果。为了最大程度洗净滤芯,随机从一套滤芯中取出10根,再随机将其中5根外铁罩去掉,然后用高压水枪将滤芯打净,再用超声波清洗2 h,做泡点试验,对比结果见表2。

由表2可以看出,在高压水枪冲洗和超声波清洗阶段,将滤芯外铁罩取掉,更易于将滤芯清洗干净。
  3.3加强超声波清洗
由于小分子杂质在高压下,易挤进滤芯内部,用高压水枪,很难将其冲出,因此进行超声波清洗是必要的。为摸索最佳清洗时间,做了1组实验,结果见表3。

由表3可知,单靠增加超声波清洗时间,并不是最佳途径。因此,将超声波清洗时间定在2~3 h即可。
  3.4采用蒸汽反吹滤芯
经过超声波清洗后,一部分过滤杂质被除掉,但仍有一部分残留在滤网内部。为了除去这部分杂质,经过论证,增建了一条1.6 MPa蒸汽反吹生产线进行滤芯反吹,以最大限度地除去内部杂质。实践证明,其效果显著。
4、安装及使用中应注意的问题
    熔体过滤器滤芯取出后,由于内胆底部、内壁及进出口管线残留有部分聚酯熔体,若不清除,预热过程中极易炭化,切换时堵塞熔体过滤器,大大缩短过滤器使用周期。针对内胆温度高、空间狭小的特点,安装前每次都要将下封头拆开,先人工清理,后用气体反吹,效果十分理想。同时,在使用中应注意以下问题:若预热时间短,切换时因受热不均造成熔体通过滤芯的阻力增大,减少滤芯使用寿命,因此,最佳预热时间宜为48 h;应控制滤芯最大压差,及时切换,保护滤芯,最大压差为6.0 MPa。每次切换完毕后,要关严被切下的过滤器进出口阀门,以免阀门内漏。总之,影响熔体过滤器使用周期的因素复杂,但只要认真总结,及时采取措施,延长滤芯的使用周期是完全可能的。