PTA尾气吸附系统的优化

第17卷第1期2O04．()2聚酯工业PolyesterIndustryVo1．17No．1Feb．2004PTA尾气吸附系统的优化林敏杰(中国石化上海石油化工股份有限公司涤纶事业部，上海200540)摘要：针对吸附系统内除湿剂硅胶频繁破碎现象进行优化。在找出硅胶破碎原因的基础上，通过吸附塔直径放大18．3％．引出部分尾气．使床层流速降低。在吸附塔进VI管处．安装雾沫分离器；在硅胶前沿填充部分耐水硅胶以减少液态水的冲击。再生蒸汽加热管上加调节阀防止硅胶过分干燥。使A塔硅胶使用了540d，B塔硅胶使用了630d。关键词：PTA；尾气吸附系统：硅胶中图分类号：rrQ245．12；TQ028．14文献标识码：B文章编号：1008-8261(2004)01-0035-03上海石化PTA装置的尾气吸附系统主要由2台尾气吸附塔组成，分别为A塔和B塔。2台尾气吸附塔内俱填装着活性炭、硅胶，用以脱除未反应的PX、反应副产物、醋酸、催化剂以及水分。干燥后的精制尾气露点达一30。尾气吸附塔为连续运转。运转时一台吸附；另一台再生，交替进行。再生又分成加热或冷却再生2种状态。加热再生是把一部分精制气体，经再生气体加热器加热后进行吸附的再生。冷却再生是由精制干燥后的气体来进行。近年来，尾气吸附塔屡屡发生硅胶粉碎的事故，导致PTA装置不得不减产更换硅胶。为此PTA装置蒙受了很大的直接经济损失。此外，PTA装置在降负荷更换硅胶时，只能使用罗茨风机用于产品输送。因为这些临时输送用风机难于承担长时间运行，故运行期间PTA装置时刻面临停车的危险。因此，如何优化吸附塔操作，延长硅胶使用寿命成了稳定PTA装置生产、提高企业经济效益的一个重要课题。1硅胶特点干燥用的硅胶是所谓“干凝胶”。它是胶态二氧化硅球型粒子，为一种亲水性的极性吸附剂。硅胶的分子式为SiO·nH：O。由于硅胶表面羟基产生一定的极性，使硅胶对极性分子和不饱和烃具有明显的选择性，并对芳香族的盯键有很强的选择性。当硅胶吸附气体中的水分时，可达其自身质量的50％。因此，常用于高湿含量气体的干燥。吸附水分时，硅胶的吸附热很大，并放出大量的热量，使硅胶的温度可达100oC，甚至可使硅胶破碎。硅胶难于吸附非极性的有机物质，如烷烃等气体，易于吸附极性物质，如甲醇、水分等。进入吸附塔前的烃类气体或天然气都要避免含氧气，因微量或痕量的氧能与烃反应生成CO：和水，从而降低吸附剂的吸附能力。硅胶在前200次使用循环中，吸附能力下降较快，吸附能力减少30％左右，以后继续再生，则吸水量下降减缓，一般使用为2000次以上⋯。现场实际使用过程中，考虑到检修周期，一般考虑1a更换1次。使用的再生温度要与吸附剂的耐热性相适应，硅胶等不应超过150oC。1．1影响硅胶吸附的几个因素1．1．1吸附剂的劣化吸附剂经过反复使用和再生之后，便产生劣化现象，吸附容量开始出现了下降的趋势。由于吸附剂被反复加热再生而引起劣化的原因主要有J：(1)吸附剂表面被碳、聚合物、化合物等所覆盖，这是相当普遍的，几乎所有的劣化都是由此而引．起的。(2)因为半熔融，而使细孔部分消失，如硅、铝类的吸附剂在320oC就有某些半熔融现象产生，一些微小的细孔就容易受到影响。(3)由于化学反应，使细孔的洁净受到破坏，例如稀盐酸或卤化物能与铝及合成沸石反应而生成无定型物质；碱类能与硅胶等起反应等。1．1．2吸附热在吸附塔内，基本上是在绝热条件下进行吸附的，故由于吸附热的产生，而使塔内温度升高，所以吸附量比等温条件下计算出的值要小，并且穿透时间也缩短了。进入吸附层内的被吸附气体(水分等)的量收稿日期：2003-04—28；修回日期：2003-06．29。作者简介：林敏杰(1965一)，男．上海人．高级工程师，硕士．从事PTA生产技术管理工作。维普资讯http://www.cqvip.com36聚酯工业第17卷越多，则在单位时间内产生的热量也越多。因而吸附量下降的也显著。如果吸附不完全，再生气含吸附组分，逆向冷却会严重影响下一循环的吸附过程。因为床层冷却时，冷的再生气中吸附组分会吸附下来，增加残余负荷，使吸附塔出口端的残余负荷达到最高，增加了吸附阶段时出料的浓度。在用硅胶吸附水分的系统中，当人口水含量提高时，由于吸附热而减少的吸附量占总吸附量的20％～50％。1．2硅胶破碎机理吸附过程中硅胶颗粒破碎必须同时满足以下条件：(1)颗粒外表面较之内部温度高。对于起始温度均一的硅胶颗粒供给热量，将使颗粒外层受热膨胀，但内部温度不能同步变化。因此，外层出现脱离内层的趋势。当此趋势增加到一定程度后，颗粒便出现破碎。反之，若外层温度较内层低，则外层产生收缩趋势，将紧密包裹内层，破碎的可能性则较前者小；(2)颗粒内部存在较大的温度梯度，以产生足够的应力，使硅胶破裂；(3)颗粒内部较大的温度梯度，