第３０卷第２期 聚酯工业 Ｖ０１．３０ Ｎｏ．２ ２０１７－０３ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｒ．２０１７ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—８２６１．２０１７．０２．０１０ ＰＢＡＴ项目缩聚真空系统改造设计 曾 庆 （扬州惠通化工科技股份有限公司，江苏扬州２２５００３） 摘要：介绍了某公司２万ｔ／ａ ＰＢＡＴ装置现有缩聚真空系统存在的问题，针对这～情况，提出了相应的改造方案，改造后真空 系统稳定，产品品质优良，生产稳定，负荷可调，满足市场变化需求。 关键词：聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯；缩聚真空系统；改造设计 中图分类号：ＴＱ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—８２６１（２０１７）０２４３０３１－０３ ０前言 聚反应釜服务。 在聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（ＰＢＡＴ）生产 １项目简介 中，真空系统是至关重要的一个系统，对产品品质及 某公司２万ｔ／ａ ＰＢＡＴ装置缩聚反应由３个反 生产安全有着至关重要的影响。如果真空系统达不 应釜构成，即缩聚一反应釜、缩聚二反应釜、终缩聚 到真空要求或真空系统不稳定，缩聚反应产生的低 反应釜，缩聚一和缩聚二共用１个真空系统，由１套 分子物将无法正常抽出，反应可能向逆反应方向进 四级ＢＤＯ蒸气喷射泵和２套液环真空泵及刮板喷 行，最终产品熔指达不到要求，成为废品¨ 。ＰＢＡＴ 淋系统构成，终缩聚单独１个真空系统，由１套三级 生产中真空系统分为酯化真空系统、缩聚真空系统， ＢＤＯ蒸气喷射泵和２套液环泵及刮板喷淋系统构 本文主要论述缩聚真空系统。缩聚真空系统为各缩 成。其流程简要如图１所示。 １．缩聚一反应釜；２．缩聚一刮板冷凝器；３．缩聚一热井；４．ＢＤＲ（回用１，４丁二醇）输送泵；５．ＢＤＲ冷却器；６．缩聚二反应釜；７．缩聚二刮板冷凝 器；８．缩聚二热井；９．ＢＤＲ输送泵；１０．ＢＤＲ冷却器；１１．五级ＢＤＯ蒸气喷射泵；ｌ２．真空液封罐；１３．ＢＤＲ输送泵；１４．ＢＤＲ冷却器；１５．液环真空 泵组；１６．终缩聚反应釜；１７．终缩聚刮板冷凝器；１８．终缩聚热井；１９．ＢＤＲ输送泵；２０，ＢＤＲ冷却器；２１．三级ＢＤＯ喷射泵；２２ 真空液封罐；２３， ＢＤＲ输送泵；２４．ＢＤＲ冷却器；２５．液环真空泵组；Ａ．新鲜ＢＤＯ；Ｂ．ＢＤＯ蒸气；ｃ．接淋洗系统 图１原缩聚真空流程简图 Ｆｉｇ．１ Ｏｒｉｇｉｎａｌ ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｖａｃｕｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｉａｇｒａｍ 收稿日期：２０１６—１２－０６。 作者简介：曾庆（１９８７一），男，江西丰城人，工程师，工学学士，从事化工工程设计和管理工作。 ３２ 聚 酯 工 业 第３０卷 ２现有真空系统的问题 （１）真空系统及其附属设备众多，投资成本高。 ２套ＢＤＯ蒸气喷射泵运行，各自配套真空液封 系统及ＢＤＯ蒸气系统。 大，原料损耗大，产品利润率低，项目成本回收难，现场 存在一定得安全隐患，为此，该项目进行停产改造。 结合该项目现场生产情况及设计图纸，经与该 公司沟通，打算进行针对性的改造设计。 （１）缩聚反应ＰＢＡＩ、黏度上涨，分子质量不断增 （２）占地空问大，设备布置困难，系统众多，现 场操作频繁，操作强度大，项目操作人员操作难度 加，小分子脱除主要在缩聚一反应釜 】。另外考虑 到缩聚一和缩聚二反应压力相差较大，且缩聚一反 大。 （３）项目运行过程中，发现缩聚反应产生的水， 进入真空系统，喷淋系统无法捕捉下来，ＢＤＯ蒸气 喷射泵抽气量要求大，原设计抽气量不足，现场真空 喷射泵只能满足６０％产能要求，产能操作弹性小。 （４）缩聚反应主要脱除小分子１，４一丁二醇，反 应温度在２２０～２３０℃，而１，４一丁二醇在这个温度下 会发生副反应，生成水和四氢呋喃。四氢呋喃属于 易燃易爆品，号称万能溶剂，几乎对所有橡胶都有溶 解性，其火灾危险性为甲类。 缩聚一反应压力为５—１０ ｋＰａ，缩聚二反应压力 为１００～１５０ Ｐａ，终缩反应压力为５０～８０ Ｐａ，在反应 压力下，四氢呋喃的沸点为一６５～１Ｏ℃，属于不凝 气，而用于喷淋的１，４一丁二醇温度一般在５０～６０ ＣＩ＝，这种情况下，四氢呋喃基本捕捉不下来。反应产 生的大量四氢呋喃会进入液环泵组。随着四氢呋喃 的积聚，存在于动力液中，液环泵组的动力会越来越 不足，最终导致整个系统的真空度不够，反应压力偏 高，反应产品达不到要求；为了保证真空系统达到要 求，液环泵组就要求不断的进行工作液的置换，置换 下来的工作液由于四氢呋喃含量偏高，同时因为四 氢呋喃的特性，不能回用进行浆料配制，这部分工作 液基本上成为废ＢＤＯ。 根据项目现场统计，液环泵组工作液３ ｈ需要 置换一次，每次置换量为２００ ｋｇ，一天１ ６００ ｋｇ，２套 液环泵组置换量为３ ２００ ｋｇ，目前１，４一丁二醇的成 本为８ ０００多ｊｖ＿／ｔ，一天仅这一项成本就达到近２．６ 万元。成本巨大。 （５）缩聚一和缩聚二真空要求差异大，为满足 缩聚二真空要求，真空系统整体真空度偏高，而缩聚 一真空要求低，不需要那么高的真空度，缩聚一处需 要不断的破真空，破真空介质采用的动力蒸汽，这样 的话，动力蒸汽耗量大，整体能耗高，增加了项目整 体运行成本，同时也加大了真空系统的总抽气量，增 加真空系统的负担。 ３ 改造方案 该公司生产一段时间，上述问题越来越突出，能耗 应压力为５～１０ ｋＰａ，真空要求低，不需要使用多级 真空泵来实现。基于此，将缩聚一真空系统和缩聚 二分开更好，一则真空泵组负荷可以减小，二则真空 泵的压力好控制。 （２）缩聚二真空要求和终缩聚真空要求较接 近，可以共用一套真空泵系统，真空调节也容易 ２］。 （３）缩聚反应生成大量水，通过现有ＢＤＯ蒸气 喷射泵，水蒸气不能冷下来，且温度偏高，造成后续 泵压力过大，进入气体不在后续泵的最佳曲线点，影 响后续泵的正常工作。针对这点，在进入后续泵前 增加一级冷凝器泵，冷凝液采用冷冻水，这样一则可 以降低进人后续泵的气体温度，二则可以有效地捕 捉水蒸气。 （４）缩聚反应１，４一丁二醇副产四氢呋喃，四氢 呋喃无法捕捉下来，进入液环泵组，造成液环泵组工 作液需不断置换。改造考虑四氢呋喃特性，在液环 泵组前捕捉下来几乎不可能，要解决工作液置换问 题，只能换泵，使用机械真空泵。四氢呋喃作为尾气 进入淋洗系统，不在真空系统内循环。 基于以上考虑，缩聚一真空系统采用的真空 泵组，即２台机械真空泵，一备一用。缩聚二和终缩 聚共用一套５级ＢＤＯ蒸气喷射泵组合３台机械真空 泵。５级ＢＤＯ蒸气喷射泵组在原缩聚一和缩聚二共 用ＢＤＯ蒸气喷射泵基础上改造，即在原第一级喷射 泵基础上增加一级泵，去掉二级半，增加最后一级冷 凝泵。改造后的缩聚真空流程简要如图２所示。 ４改造后的运行 该公司停产改造之后运行效果明显，现场减少 了一套ＢＤＯ蒸气喷射泵及喷淋系统，用于新上装 置，节省了投资。现场空出了一条操作通道，生产人 员操作更为便利。运行一年多，废ＢＤＯ不再产生， 不需要专门设置废ＢＤＯ储罐，减少投资。根据分析 结果，缩聚产生的水蒸气在进入机械泵前基本上都 捕捉下来了，四氢呋喃进入淋洗系统，后进入原有的 四氢呋喃回收系统进行提纯，增加了副产品的经济 效益。真空系统稳定，产品品质优良，而且生产稳 定，负荷可调，满足市场变化需求。 第２期 曾庆：ＰＢＡＴ项目缩聚真空系统改造设计 ３３ １．缩聚一反应釜；２．缩聚一刮板冷凝器；３．缩聚一热井；４．ＢＤＲ（回用１，４丁二醇）输送泵；５．ＢＤＲ冷却器；６．缩聚二反应釜；７．缩聚二刮板冷凝 器：８．缩聚二热井；９．ＢＤＲ输送泵；１０．ＢＤＲ冷却器；１１．机械真空泵组；１２．终缩聚反应釜；１３．终缩聚刮板冷凝器；１４，终缩聚热井；１５．ＢＤＲ输送 泵；１６．ＢＤＲ冷却器；ｌ７．五级ＢＤＯ喷射泵；１８．真空液封罐；１９．ＢＤＲ输送泵；２０．ＢＤＲ冷却器；２１．机械真空泵组；Ａ．新鲜ＢＤＯ；Ｂ．ＢＤＯ蒸气；Ｃ． 接淋洗系统 图２改造后缩聚真空流程简图 Ｆｉｇ．２ Ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｖａｃｕｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｉａｇｒａｍ ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ５ 结语 ＰＢＡＴ装置缩聚真空系统的好坏是影响装置稳 定运行的至关重要的一个点。企业在生产过程中发 参考文献： ［１］张玉森．吉玛ＰＥＴ工艺真空系统常见问题分析及处理［Ｊ］．聚 酯工业，２０１３，２６（２）：３９－４２． ［２］ 高网兰，史定林．ＰＥＴ装置真空系统的改造与节能［Ｊ］．聚酯 工业，２０１３，２５（２）：４Ｏ－４２． 现问题与设计方紧密合作进行原因分析并积极寻求 相应对策，对该真空系统进行了更新改造，取得了明 ［３］ 马一萍，张乃文，杨军伟，等．ＰＢＡＴ的制备与性能［Ｊ］．塑料， ２０１０．３９（４）：９８．１０１． 显的效果。该系统改造在同行业中属于首次，经济 效益明显，使企业市场竞争力大为增强。 Ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｖａｃｕｕｍ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＰＢＡＴ ｐｒｏｊｅｃｔ ＺＥＮＧ Ｑｉｎｇ （Ｈｕｉｔｏｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉ０ｎ ｖａｃｕｕｍ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ２０ ０００ ｔ／ａ ＰＢＡＴ ｐｌａｎｔ ｉｎ ａ ｃｏｍｐａｎｙ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｏｄｉｉｃａｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ａｆｆｔｅｒ ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｖａｃｕｕｍ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｇｏｏｄ，ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅ ｌｏａｄ ｉｓ ａｄｊｕｓｔａ— ｂｌｅ．Ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｎｅｅｄｓ ｉｓ ｍｅｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｖａｃｕｕｍ ｓｙｓｔｅｍ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ 用于乙二醇制备的加氢反应釜 辽阳鑫字化工有限公司开发出一种用于乙二醇制备的加氢反应釜，它包括釜身、釜盖和搅拌器，所述釜身内壁设有加热层，釜身 外壁设有控制加热层温度的控制板；釜盖和釜身活动连接，釜盖上设有出气口，釜身底部设有进气口，出气口和进气口通过管道连接， 管道上设有单向阀门，出气口和单向阀门之间设置有压力表，进气口和单向阀门之间设置有氢气储罐；进气口的内端连接有螺旋向上 的喷气管，该喷气管上设有复数个喷气孔。该反应釜在釜身内设置螺旋向上的喷气管，并在喷气管上设置若干喷气方向不同的喷气 孔，能够保证釜身内部各个方向都有氢气喷洒，使氢气与物料充分混合，反应彻底，提高了生产效率。 （崔小明供稿）
