CN103424029B - 直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，在直纺涤纶长丝生产管路上，选取包含列管式换热器的熔体管道，该熔体管道的一端通过管路连接一个三甘醇储槽，在所述列管式换热器和三甘醇储槽之间设置将三甘醇泵入列管式换热器的屏蔽泵；该熔体管道的另一端通过管路与一个三甘醇排放槽的底部相连；将所述三甘醇储槽内的三甘醇通过所述屏蔽泵注入所述熔体管道内，在保持所述列管式换热器内充满三甘醇的情况下加热三甘醇至265℃～270℃并保温清洗10～14小时。本发明利用三甘醇可溶解聚酯熔体的特性，可以避免拆卸换热器，实现涤纶长丝列管式换热器的在线清洗，而且清洗效果好，清洗后列管式换热器前后压差能够小于3Mpa。

Description

直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法

技术领域

本发明属于涤纶长丝熔体直纺生产领域，具体涉及一种直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法。

背景技术

涤纶长丝直接纺生产由于熔体管道较长，普遍采用增压泵进行增压，以获取稳定的压力输出。由于增压后熔体温升较大，因此须在增压泵后增加熔体换热器，部分装置采用列管式熔体换热器，列管式熔体换热器由于其列管数量多，在长期运行过程中，尤其是系统开停车过程中，部分聚酯熔体碳化，集聚在内壁，堵塞列管，不仅影响换热效果，增加能耗，而且换热器前后压差会逐渐升高，影响生产、质量和设备的稳定运行。

针对直纺涤纶长丝列管式换热器堵塞问题，一般采用提高伴热温度，利用氮气进行吹扫，但此方法效果差，对于因长期使用，而集聚列管壁的碳化物，基本无法清除，清洗后其压差下降甚微。另外对于一些换热器压差超过设备使用范围的，一般进行将换热器拆卸后进行清洗，由于换热器较大较重，拆卸困难，此方法不仅费时耗力，而且成本高，是不得已而为之。

根据国内外查新检索情况，国内虽然有类似列管式换热器清洗的相关报道，但均存在一定缺陷，无法彻底清洗涤纶长丝直纺换热器中的PET熔体结垢和碳化物。比如中国专利200710031768.5公开了一种换热器在线清洗装置，其特征是在换热器上或换热器的流体进出管上设置了换向机构，在换热器的传热管内装有清洗机构，在换热器的端盖内装有阻拦构件，该专利只是针对油污类换热器清洗，无法清洗聚酯熔体换热器；再如，中国专利03227900.0公开了一种管外污垢三相流态化在线清洗型卧式列管换热器，也存在类似的清洗局限性问题。而张士长研究了用高压三甘醇法处理涤纶长丝熔体管路碳化以及梁优先研究了用三甘醇清洗涤纶熔体管道及熔体分配管道，清洗开车后螺杆机头压力由15.5MPa降至11MP，虽然提及三甘醇清洗聚酯熔体的建议，但也局限于纺丝箱体和螺杆，未能针对熔体换热器的特殊结构提出清洗建议。而且其采用开放式的清洗方式，对环境及人员的危害以及对环境设备的要求较高，易造成三甘醇的泄露；它还忽略了清洗过程中产生的各种有害气体的处理；另外其采用多点直接加注三甘醇，在增加了清洗液泄露机率的同时，还会造成清洗液在等清洗管路内分布不匀，清洗效果差；该方法在清洗后必须要对清洗液通过熔体等各种方法施加压力才能彻底排出。

三甘醇渗透性强，微毒，虽然其爆炸极限较小，但下限很小，较有泄漏则极易发生火灾爆炸，因此采用三甘醇作清洗剂时作业危险性极大，而现有的开方式或半开方式的清洗方法不可避免地存在三甘醇严重泄漏的问题，这给实际生产过程带来了严重的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，其特征在于在直纺涤纶长丝生产管路上，选取包含列管式换热器的熔体管道，该熔体管道的两端通过阀门和/或盲板与其他管路隔开；该熔体管道的一端通过管路连接一个三甘醇储槽，在所述列管式换热器和三甘醇储槽之间设置将三甘醇泵入列管式换热器的屏蔽泵；该该熔体管道的另一端通过管路与一个三甘醇排放槽的底部相连，所述三甘醇排放槽的上部设有通向户外的废气排放管；将所述三甘醇储槽内的三甘醇通过所述屏蔽泵注入所述熔体管道内，直至三甘醇经过列管式换热器流入到所述排放槽内，在保持所述列管式换热器内充满三甘醇的情况下加热三甘醇至265℃～270℃并保温清洗10～14小时；清洗后排出所述熔体管道内的三甘醇。

熔体管道的三甘醇的进口选择以方便注入且完全充满三甘醇为宜，优选当熔体管道两端分为低点和高点时，所述低点为三甘醇进口处，其与所述屏蔽泵相连；所述高点为三甘醇出口处，其与所述三甘醇储槽相连。

本发明通过管路相连的三甘醇储槽、屏蔽泵、列管式换热器和三甘醇排放槽共同构成密闭的清洗单元，清洗过程中不易造成三甘醇的泄露。

屏蔽泵与列管式换热器相连的管路和屏蔽泵与三甘醇储槽相连的管路之间可以设有带旁通阀的循环管路，三甘醇在泵入列管式换热器之前先通过该循环管路在屏蔽泵处进行自循环，可以检查屏蔽泵的密闭性和运性情况。

三甘醇储槽上设有排气口和与排气口相连的气体排放管，用以从清洗体系中排出三甘醇时排出废气。

本发明的一种优选的清洗方案为：当三甘醇经过列管式换热器流入到所述排放槽内1/3～2/3液位时，闭合列管式换热器与屏蔽泵之间的管路，再对三甘醇进行加热清洗。

在清洗过程中，控制三甘醇排放槽上的废气排放管的开度，使从废气排放管以气体形式排出的三甘醇的蒸发量不超过清洗所用三甘醇的量的5％。

清洗并排出熔体管道内的三甘醇后，可根据据清洗情况再重复从加入至排出三甘醇的清洗步骤1～5遍。

本发明的有益效果：

本发明在密封的条件下对直纺涤纶长丝列管式换热器进行在线清洗，避免了三甘醇的泄漏。本发明利用三甘醇可溶解聚酯熔体的特性，可以避免拆卸换热器，实现涤纶长丝列管式换热器的在线清洗，而且清洗效果好，清洗后列管式换热器前后压差能够小于3Mpa，有助于提高直纺涤纶长丝的生产稳定性，同时能够提高换热效果，节约能源，便于工艺的调节。

通过此方法，实现直纺涤纶长丝列管式换热器的在线清洗，清洗后，换热器前后压差由7.8Mpa,下降到2.9Mpa；同时达到相同的换热效果(即熔体温度由289℃降低到274℃)，其所需的换热介质温度可以由264℃提高到270℃，清洗后换热器冷却热媒流量由72％降低到53％。

具体实施方式

以中国石化仪征化纤长丝生产中心62-63线换热器的清洗为例，具体如下：

I、清洗系统的建立

选择一段包含换热器的熔体管道，将其与其他熔体管道隔开，作为一单独可清洗的单元。通过对熔体输送管道的分析，从安全可靠、减少施工难度和对原管路破坏的角度考虑，我们决定将增压泵出口至熔体三通阀前这路管段作为独立清洗单元进行在线清洗。该管段包括换热器，长约28M，有效容积(包括换热器)约0.4立方米。以62/63线为例，具体说明如下：

关闭位于熔体换热器后熔体管道上的熔体三通阀81A05，切断到62、63线的通路，将熔体三通阀前的熔体低排阀VA-816作为清洗剂的出口(作清洗系统的高点)，将位于熔体换热器前端的增压泵出口与其相连的熔体管道法兰脱开，将露出的熔体管道口用盲板盲住，以靠近出口处熔体管道上的低排阀VA815作为清洗剂的进口(作清洗系统的低点)，从而形成一个清洗介质可进出的密闭清洗单元。

为保证清洗工作的顺利安全进行，我们的设计思路是：

在清洗剂进、出口处各设置一个容积为1立方米的圆形储槽。进口储槽用于添加和排放清洗介质，上设液位计和废气排放管，同时为保证管道能注满清洗介质，在进口处添置一小流量离心屏蔽泵。出口储槽用于液封、冷却蒸发的清洗介质和排放废气。其上设计一较长的废气排放管，伸出户外，既起冷凝作用也可排气。

II、清洗操作步骤：

⑴系统停车后，先打开熔体管道排放阀，排空熔体，关闭过滤器后和换热器后的熔体三通阀；

⑵熔体管道在275℃下保温40小时后，从清洗管段两个排放阀VA815、VA-816分别排放降解的熔体；(未降解的溶体粘度高，很难在一次排放时排尽，故需待其降解变成粘度低流动性好的稀溶液后再次排放，这样可大大减少三甘醇不必要的聚酯溶解量，起到好的清洗效果)

⑶在高点接入氮气吹扫管道中残留熔体。为防止冷气在换热器处造成列管内外温差过大，引起应力损伤，通入氮气时一定要缓慢加入，同时在中控室通过监控TE8141点，注意温度变化，当其降到220℃，停止充入氮气，待温度回升后，继续吹扫，直至没有熔体排出为止。

⑷分解增压泵，前后端加装盲板。盲板装好后，通氮气，进行保压气密性检查。

⑸将包括换热器的这部分清洗管道通过热媒降至120℃，现场管道连接好后，通过屏蔽泵向系统添加清洗剂。事先用桶泵先在进口储槽中注入清洗剂(约1吨)，打开循环泵的旁通阀进行自循环，再打开泵前的阀门，向熔体管道中注入清洗剂，当高点出口储槽有清洗剂注入后确认管路加满，再继续注入，直至出口储槽中建立约2/3的液位后，关闭两处低排阀，并停泵。

然后利用熔体管道坡度在高点处排出换热器上端至三通阀间这一段水平管路内的三甘醇，将水平熔体管段中的三甘醇排空。

然后利用金属软管做成一个倒“U”形，保证高点出口储槽中的三甘醇不倒流入熔体管道。这样，距熔体三通阀15.2米的管段中几乎没有三甘醇，极大地降低了三通阀关不死引起三甘醇向下游泄漏的可能性。同时保持高点的熔体低排阀打开，控制开度较小，把高点出口储槽作为三甘醇加热后体积膨胀的缓冲罐及废气的液封和冷凝器。

⑹逐步提高伴热热媒温度，将其温度控制在270℃时并保温12小时。在加热过程中，要密切注意熔体管道内压力的变化，关注高点蒸发情况，适时调节阀门VA-816开度，控制蒸发量，并控制储槽排气阀的开度(蒸发量通过在加热过程中不超过5％)，在压力变化不大的情况下，尽量减少废气排放。在高位储槽液位变化不大和清洗单元略高于常压下进行加热清洗。如果有异常，可通过停止升温处理。待异常排除后，再继续作业。

⑺清洗后，在低点通过低排阀VA815缓慢排放煮过的三甘醇，让其在储槽中冷却。待冷到常温后，排到收集桶。

⑻在清洗结束后，为进一步排尽管道中的清洗剂残液，在高点VA-816处接入氮气，吹扫管道中残留清洗剂。

III、清洗后效果

开车后，在保持熔体输送温度不变的情况下，我们对换热器压降和增压泵出口压力进行了跟踪观察，并与停车前的数值做了对比，详见下表：

项目	62/63线换热器
		清洗前压力降(Mpa)	9.4
清洗后压力降(Mpa)	2.9
		清洗前负荷(T/D)	29.9
清洗后负荷(T/D)	30.1
		清洗前换热器冷却热媒温度(℃)	264
清洗后换热器冷却热媒温度(℃)	270
		清洗前换热器冷却热媒流量(％)	72
清洗后换热器冷却热媒流量(％)	53

从上表看出，两台换热器经三甘醇清洗后，换热器的压降改善显著，在负荷略有增加的情况下，压降下降了60.6％，用于冷却的热媒流量由72％降低到53％。

Claims (4)

1.一种直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，其特征在于在直纺涤纶长丝生产管路上，选取包含列管式换热器的熔体管道，该熔体管道的两端通过阀门和/或盲板与其他管路隔开，所述熔体管道的两端分为低点和高点；该熔体管道的低点的一端为三甘醇进口处，其通过管路连接一个三甘醇储槽，在所述列管式换热器和三甘醇储槽之间设置将三甘醇泵入列管式换热器的屏蔽泵；该熔体管道的高点的一端为三甘醇出口处，它通过管路与一个三甘醇排放槽的底部相连，所述三甘醇排放槽的上部设有通向户外的废气排放管；通过管路相连的三甘醇储槽、屏蔽泵、列管式换热器和三甘醇排放槽共同构成密闭的清洗单元；将所述三甘醇储槽内的三甘醇通过所述屏蔽泵注入所述熔体管道内，直至三甘醇经过列管式换热器流入到所述排放槽内1/3～2/3液位时，闭合列管式换热器与屏蔽泵之间的管路，在保持所述列管式换热器内充满三甘醇的情况下加热三甘醇至265℃～270℃并保温清洗10～14小时；清洗后排出所述熔体管道内的三甘醇；控制三甘醇排放槽上的废气排放管的开度，使从废气排放管以气体形式排出的三甘醇的蒸发量不超过清洗所用三甘醇的量的5%。

2.根据权利要求1所述的直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，其特征在于屏蔽泵与列管式换热器相连的管路和屏蔽泵与三甘醇储槽相连的管路之间设有带旁通阀的循环管路，三甘醇在泵入列管式换热器之前先通过该循环管路在屏蔽泵处进行自循环。

3.根据权利要求1所述的直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，其特征在于所述三甘醇储槽上设有排气口和与排气口相连的气体排放管。

4.根据权利要求1所述的直纺涤纶长丝列管式换热器在线清洗方法，其特征在于清洗并排出熔体管道内的三甘醇后，再重复从加入至排出三甘醇的清洗步骤1～5遍。