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对苯二甲酸干燥设备改造_PTA精对苯二甲酸回转干燥设备故障

时间:2013-06-29 14:14:01  来源:实验室  作者:易度

    对苯二甲酸的用途
    对苯二甲酸分为两个大类,即粗对苯二甲酸(CTA)以及精对苯二甲酸(PTA),分子式为COOHC6H4COOH。对苯二甲酸的用途较为广泛,是聚酯树脂、薄膜、纤维、绝缘漆和工程塑料生产制备的重要原料。通过对粗对苯二甲酸的精制和离心分离可制得精对苯二甲酸。国内对苯二甲酸生产工艺引自于日本。该工艺主要是将醋酸作为溶剂,醋酸钴、四溴乙烷作为催化剂,将对二甲苯氧化制成粗对苯二甲酸,在通过加氢精制、离心分离、真空过滤、干燥脱水等一系列加工工艺获得精对苯二甲酸。其中对粗对苯二甲酸干燥脱水是核心工艺,其干燥效果直接影响到最终PTA产量以及品质。
    粗对苯二甲酸干燥工艺
    用于对苯二甲酸烘干脱水的主要是回转式干燥设备。该设备主要有筒体、进料系统、出料系统、旋转接头、传动系统组成。主要部件有壳体、蒸汽输送管道、气锤、螺旋加料器、电机、减速机、齿轮、托轮等。设备结构简图如下所示:
对苯二甲酸回转干燥设备结构简图
    上图为对苯二甲酸回转干燥设备结构简图。其中1-蒸汽管道;2-壳体;3-列管支撑板;4-滚圈;5-蒸汽室;6-进气口;7-螺旋出料机;8-循环气管;9-汽轴;10-托轮;11-喷嘴;12-回凝液管道;
    CTA回转干燥机属于密闭间接加热干燥设备,与传统的回转干燥机不同的是,在筒体内部增设了一个蒸汽加热管道、进料端与出料端的密封结构进行了重新设计、加热管道排列采用同心圆结构排列成4圈。整个干燥过程中热量主要来与是蒸汽加热管,在传动装置的作用下筒体进行旋转将热量传递至CTA粗对苯二甲酸湿料中。在干燥的过程中,蒸汽列管与再气以及载气与湿料之间为对流换热的方式,大大提高了干燥效率。
    CTA粗对苯二甲酸湿料投入螺旋加料机内,从进料口进入回转干燥机筒体内,受热后内部的水分迅速蒸发。同时回转干燥机内部以氮气为载气,从出料口进入筒体内与湿物料呈反方向运动,带走物料蒸发的水分。干燥完成后,筒体的旋转推动PTA精对苯二甲酸不断向出料口方向移动,在螺旋出料器的作用下排出干燥设备外,进行后续工序。
    CTA粗对苯二甲酸回转干燥设备故障
    常州市易度干燥设备有限公司对目前服役的CTA粗对苯二甲酸回转干燥机的使用情况进行了市场调查,发现该设备在实际生产过程中存在一些问题,主要集中在以下几点:
    1 回转干燥设备内的列管粘附物料。在粗对苯二甲酸中含有一定量的甲基苯甲酸(PT酸)和羧基苯甲醛(4CBA)等物质,在进行干燥的过程中会粘附在列管上。粘壁情况的程度主要取决于物料杂质含量。当列管表面粘附物料达到一定厚度会降低干燥效率、设备能耗增大。
    2 设备的腐蚀情况严重。由于高温的强腐蚀醋酸与溴离子的存在,造成了设备发生腐蚀。
    3 列管与支撑板处发生磨损甚至断裂。在干燥的过程中,对苯二甲酸湿料不断在其内部转动,列管与支撑板不仅受到自身重力外还受到湿物料的冲击力。长此以往该部位磨损严重,甚至方式断裂的严重后果。
    4 托轮、滚圈表面脱落。某干燥设备厂家生产的对苯二甲酸干燥机在投入生产不到一年的时间,滚圈与托轮的表面发生大面积的脱落现象。这主要是该部件的材质选择错误、未进行热处理。
    5 设备焊缝的出现裂纹。主要在汽室的进气管、回凝液管和出料螺旋与汽轴部位等部位出现,影响生产。
    对苯二甲酸干燥设备改造
    针对上述的问题。我公司进行了数字建模、干燥试验等方式模拟干燥过程,寻找出现这些故障的原因并找出解决这些问题的方法。上述的几个问题经过我公司的多次讨论后,有了解决的方法。
    1 我公司进行模拟实验的过程中也发生了这样的问题。由于物料呈酸性,所以首先想到的就是对设备物料经过处进行碱洗。该方法短时间内可以有较好的效果,但是需要定期进行碱洗,在实际生产中并不适用。解决这一问题的方法除了改进生产工艺外,可适当调整出风温度,我公司发现当出风温度提高时会加速粘壁现象。在设计制造对苯二甲酸回转干燥机时,设备材质需要采用抗酸性板材。
    2 可对进入干燥段的湿物料的含水量进行控制,降低醋酸以及溴离子的含量以减缓腐蚀的速度。可降低干燥设备的温度,减少腐蚀所需要的热量。针对产量合理跳闸列管的数量,避免加热面积过剩。
    3 出现这样的情况主要是干燥设备设计不合理所致,没有合理考虑到物料的运动轨迹。解决方法是对设备进行结构改造,在同组列管支撑板上的支撑孔需要一次配钻成型(支撑孔同心度不得大于0.1mm),支撑孔上增加管托以增大列管支撑的面积。在增设管托的过程中需要注意管托与列管之间的距离,当空隙过大也会使得两者发生摩擦;由于列管会发生热膨胀,管托与列管间距也不宜过小。一般控制在0.5mm左右较为合理。
    4 在制造托轮、滚圈时一般选择42CrMo锻件,并且必须进行表面调质处理。当出现表面脱落的情况时,如影响生产则需要进行更换。
    5 当干燥设备出现了裂缝需要及时停机进行维修,汽室组件需要全部更换。可适当调整出料管道的面积,回凝液管则采用15mm经过锻造加工的管材,同时汽轴的壁厚也增加至10mm。
    由于在实际生产过程中出现的问题种类较多,我公司仅挑选其中最常见的几种。常州市易度干燥设备有限公司从事干燥机设计生产多年,为许多企业解决了干燥技术难题。如您的设备存在其他的故障欢迎与我们联系,共商解决方法。电话:13809072359!
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