姚金濤

(中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司長(zhǎng)絲加彈中心，江蘇儀征 211900)

用高壓三甘醇處理滌綸長(zhǎng)絲紡絲裝置熔體管道堵塞

姚金濤

(中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司長(zhǎng)絲加彈中心，江蘇儀征 211900)

介紹了采用高溫、高壓三甘醇(TEG)在線清洗滌綸長(zhǎng)絲紡絲裝置熔體管道的具體方法、清洗設(shè)備設(shè)計(jì)連接及安全注意事項(xiàng)。裝置在進(jìn)行了TEG清洗后，運(yùn)行正常，紡絲的優(yōu)等品率提高。

三甘醇 高壓 清洗 熔體管道

滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)過(guò)程由于設(shè)備缺陷、開(kāi)停車(chē)不當(dāng)、熱控不勻等原因，不免造成局部熔體管路內(nèi)出現(xiàn)形式各異的碳化物，碳化的位置及其對(duì)熔體管路的堵塞程度不同，造成的影響和損失也各不相同，為了恢復(fù)正常生產(chǎn)，輕者需要局部停位、短時(shí)停車(chē)，重者需要整線停車(chē)拆設(shè)備、切割、焊接管道等，直接損失上萬(wàn)元。

目前處理碳化問(wèn)題的方法主要有鍛燒法、割管更換法、三甘醇清洗法等。煅燒法要求拆下可能堵塞的管道部件，高溫煅燒，但此方法工程量大，而且高溫煅燒后難以保證設(shè)備不變形，重新安裝后難以保證設(shè)備的性能不受影響。割管更換法嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行，且成本費(fèi)用更大。三甘醇(TEG)清洗聚酯熔體是目前國(guó)內(nèi)外滌綸生產(chǎn)廠家廣泛使用的清洗方法，但這種清洗技術(shù)基本為離線或低壓(＜0.5 MPa)清洗［1-4］。

筆者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)，介紹了利用高溫、高壓三甘醇在線清洗滌綸長(zhǎng)絲熔體管道堵塞的方法。

1 高壓三甘醇清洗熔體管道過(guò)程

1.1 堵塞情況介紹

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的要求，2008年初前紡103線停車(chē)，由于后續(xù)生產(chǎn)安排一時(shí)不明確，生產(chǎn)線未降溫，紡絲箱體295℃，保溫8天后全線降溫。時(shí)隔4個(gè)月后103線開(kāi)車(chē)，開(kāi)車(chē)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)螺桿擠壓機(jī)內(nèi)部有輕微堵料，部分生產(chǎn)位放流不暢，經(jīng)處理后大部分生產(chǎn)位放流正常開(kāi)始生產(chǎn)，只有9#位、10#位無(wú)熔體流出。通過(guò)采取改善保溫、提高熱媒溫度等措施，9#位和10#位仍無(wú)熔體流出，拆下計(jì)量泵，未見(jiàn)泵前有熔體進(jìn)入計(jì)量泵，因此可斷定9#位和10#位泵前熔體管道堵塞。

此外，9#位7頭自停車(chē)前兩年表現(xiàn)出絲纖度低、達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)等狀況，且這種情況逐漸加重，有時(shí)甚至影響整個(gè)位的生產(chǎn)，由此判斷9#位7頭計(jì)量泵后熔體管道附著高熔點(diǎn)的碳化物，造成管道部分堵塞。

1.2 高壓三甘醇清洗

設(shè)計(jì)的高溫、高壓三甘醇清洗設(shè)備及管道布置示意如圖1所示。

103線全線停車(chē)，紡絲箱體和熔體管道通過(guò)熱媒系統(tǒng)升溫加熱。系統(tǒng)抽真空，通過(guò)接口組件，用增壓泵將三甘醇從紡絲箱體的熔體出口加入紡絲箱體和熔體管道，開(kāi)啟計(jì)量泵處排氣閥，直至有三甘醇流出(流出的三甘醇用導(dǎo)管導(dǎo)入承接盆內(nèi))，說(shuō)明管道系統(tǒng)內(nèi)氣體已經(jīng)排出，關(guān)閉排氣閥，給系統(tǒng)加壓，每隔8 h關(guān)針閥1打開(kāi)針閥2，把系統(tǒng)內(nèi)的已經(jīng)變成黑褐色的三甘醇清洗劑連同溶解物盡量排放干凈，并重新加注更新。更新的目的是保證三甘醇的純度，保證清洗效果。每次重新加注三甘醇都要將管路內(nèi)的氣體排凈后再加壓，當(dāng)壓力降低1～2 MPa時(shí)或每1 h要往系統(tǒng)打三甘醇，保壓。如此反復(fù)直到整個(gè)管道疏通。疏通的特征是系統(tǒng)內(nèi)壓力突然降低為0，并有氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì)從信號(hào)組件或螺桿擠壓機(jī)測(cè)量頭處流出。

2 結(jié)果與討論

2.1 清洗壓力溫度的選擇

三甘醇是一種無(wú)色、無(wú)臭、易燃、易爆、吸濕性和滲透性強(qiáng)的粘稠液體。純凈三甘醇的沸點(diǎn)為278.3℃(1.01×105Pa)，吸濕后或不純凈的三甘醇沸點(diǎn)降低;三甘醇燃爆極值為0.9%～9.2%(空氣中體積百分比)，爆炸極限較小，但下限很低，泄漏容易發(fā)生火災(zāi)爆炸。

圖1 三甘醇清洗熔體管道時(shí)清洗設(shè)備與管道布置示意

聚酯熔體管道和紡絲組件上粘附的結(jié)焦物為酯類(lèi)有機(jī)物及碳化物，酯類(lèi)有機(jī)物在一定條件下與醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即醇解反應(yīng)［1］。

RCOOR＇+R″OH → RCOOR″+R＇OH

醇解反應(yīng)為可逆反應(yīng)，只要保持足夠純度的三甘醇(TEG)，上述反應(yīng)即向正方向進(jìn)行，從而使結(jié)焦物中的酯類(lèi)物不斷得到醇解。另一方面，三甘醇(TEG)是較好的溶劑，可以使部分結(jié)焦物中的碳化物松動(dòng)而被清洗下來(lái)。結(jié)焦物在三甘醇(TEG)中的醇解和溶解與溫度有很大關(guān)系，溫度越高，越有利于提高清洗效果［3］。三甘醇常壓沸點(diǎn)為278.3℃，清洗溫度太高易造成大量三甘醇汽化蒸發(fā)，影響清洗效果，極有可能造成火災(zāi)爆炸等事故。壓力升高，沸點(diǎn)升高，不易汽化，因此在高壓狀態(tài)下，可以適當(dāng)提高清洗溫度，且高壓沖洗有利于提高清洗效果，但同時(shí)要考慮到設(shè)備的承受能力。綜合以上因素，設(shè)定清洗溫度為272～275℃，壓力4～6 MPa。

2.2 清洗管路設(shè)計(jì)及安全防護(hù)

設(shè)計(jì)制作接口組件4套，替換下原9#位和10#位的紡絲組件各2套，用于連接清洗設(shè)備和紡絲箱體，如圖1所示。設(shè)計(jì)制作信號(hào)組件一套，安裝在8#位紡絲組件位置，信號(hào)組件出口下放置容器，便于隨時(shí)觀察熔體管道是否已經(jīng)疏通并收集疏通后排放出來(lái)的三甘醇清洗劑。其它所有紡絲頭的出絲孔用組件和盲孔鋁墊盲死，以免管道疏通后三甘醇清洗劑污染現(xiàn)場(chǎng)。組件上口設(shè)計(jì)了排氣閥，定時(shí)排氣，排出三甘醇中混有的低沸點(diǎn)組分產(chǎn)生的氣體，既保證三甘醇清洗劑不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)管道內(nèi)的憋壓而接觸不到碳化物，阻礙清洗，也防止閃爆、燃燒等不安全現(xiàn)象的發(fā)生。

考慮到三甘醇的燃點(diǎn)、爆炸極限、爆炸條件及三甘醇清洗劑中含有輕組分物質(zhì)，為安全起見(jiàn)，在清洗設(shè)備排放口設(shè)計(jì)安裝了真空泵，在往系統(tǒng)加注三甘醇清洗劑前對(duì)系統(tǒng)抽真空，抽出管路中空氣。高溫三甘醇蒸汽滲漏到空氣中同樣會(huì)不安全，為防止高壓高溫三甘醇滲漏、爆管，管路中使用的無(wú)縫鋼管、排氣閥、截止閥、法蘭都按16～25 MPa等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、采購(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢后對(duì)所有焊縫按壓力管道等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，檢驗(yàn)合格后方可投入使用。此外，為防止?jié)B漏到空氣中TEG閃爆，開(kāi)啟現(xiàn)場(chǎng)所有回風(fēng)空調(diào)，并直接排空，加大現(xiàn)場(chǎng)空氣更新速度，增加通風(fēng)量;現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁動(dòng)火，并確認(rèn)各種電氣設(shè)備安全可靠，防止電火花和其它意外的電氣故障;現(xiàn)場(chǎng)采取圍護(hù)措施，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入等。

三甘醇加熱后表面張力降低，滲透性增強(qiáng)，在高壓下滲透性尤甚，為保證高壓下的密封性，所有接口需要加銅墊片密封。拆下所有計(jì)量泵，安裝放流板。管路系統(tǒng)增設(shè)了增壓泵，清洗時(shí)安排專(zhuān)人定時(shí)打壓增壓，為保證安全，加壓不允許超過(guò)6 MPa。

2.3 清洗過(guò)程故障處理

清洗初期升壓過(guò)程中，當(dāng)壓力＜1 MPa時(shí)，每個(gè)密封面都不漏;當(dāng)壓力升到1 MPa時(shí)，放流板部位有三甘醇?xì)饣療熿F滲漏。分流板和泵板的密封滿足不了密封要求，必須加密封環(huán)。加裝紫銅密封環(huán)后，繼續(xù)升壓至6 MPa，均未出現(xiàn)泄漏，問(wèn)題得到解決。

當(dāng)壓力達(dá)到6 MPa時(shí)保壓，壓力表突然由6 MPa升到10 MPa，但現(xiàn)場(chǎng)無(wú)泄露。檢查加熱溫度無(wú)異常變化，分析認(rèn)為可能是三甘醇純度不夠，其中低沸物造成了壓力波動(dòng)。通過(guò)更換較純的三甘醇解決了此問(wèn)題。如果現(xiàn)場(chǎng)無(wú)條件更換三甘醇，可以適當(dāng)降低紡絲箱體的溫度，延長(zhǎng)清洗時(shí)間。

2.4 清洗效果

清洗后開(kāi)車(chē)，103線9#位和10#位螺桿機(jī)頭壓力穩(wěn)定，計(jì)量泵泵供量恒定，紡絲纖度正常穩(wěn)定，尤其改善了9#位7頭原來(lái)的出絲纖度偏低為85%左右、持續(xù)降等的狀況，優(yōu)等品率由91%提高至95%。

3 結(jié)論

a)用高溫高壓三甘醇法在線清洗附著碳化物熔體管道有效、實(shí)用，清洗后原系統(tǒng)不受損傷，整個(gè)系統(tǒng)功能完全恢復(fù)到原始狀態(tài)。

b)為保證清洗效果和安全，系統(tǒng)熱媒溫度控制在272～275℃比較合適，壓力以4～6 MPa為宜，三甘醇要求新鮮度好，純度高。

c)用高溫高壓三甘醇清洗時(shí)，需注意密封及安全問(wèn)題。

［1］應(yīng)俊信.聚酯生產(chǎn)［M］.儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司檔案館，1997:538.

［2］梁優(yōu)先.用三甘醇清洗熔體管道及熔體分配管道［J］.合成纖維工業(yè)，1998，21(4):47-48.

［3］李仁海.熱態(tài)三甘醇清洗技術(shù)是在圓盤(pán)反應(yīng)器中的應(yīng)用［J］.合成技術(shù)及應(yīng)用，2000，15(3):42-43.

［4］成際峰.用三甘醇清洗終縮聚釜工藝的優(yōu)化［J］.聚酯工業(yè)，2010，23(3):38-40，47.

［5］張士長(zhǎng).用高壓三甘醇法處理滌綸長(zhǎng)絲熔體管路碳化［J］.廣東化纖，2002，(4):55-58.

Cleaning pluggged polyester melt pipe with high pressure triethylene glycol

Yao Jintao
(Sinopec Filament Texturing Center of Yizheng Chemical Fibre Co.，Ltd.，Yizheng Jiangsu 211900，China)

The method and attention points of cleaning plugged polyester melt pipe with high tempreture high pressure triethylene glycol was introduced in detail.The cleaning result has proved to be successful and efficient.

triethylene glycol;high pressure;cleaning;polyester melt pipe

TQ340.642

B

1006-334X(2012)03-0053-03

2012-07-09

姚金濤(1968—)，江蘇興化人，工程師，主要從事滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)設(shè)備管理工作。