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3 工藝設計

3.1 一般規定

3.1.1 固相縮聚工廠的工藝設計范圍應符合下列規定:

1 連續固相縮聚裝置的工藝設計宜符合下列規定:

1)上游有聚酯裝置的聯合工廠,宜從原料聚酯基礎切片送料系統末端的切片接受槽開始,宜包括切片接受、預結晶、結晶、預熱、反應、冷卻除塵、產品輸送及儲存(包裝),以及輔助單元的氮氣循環處理系統和熱媒循環加熱系統;

2)外購聚酯基礎切片的工廠,宜從基礎切片包裝袋或槽車卸料開始,宜包括切片接受、振動篩分檢、金屬檢測、切片輸送、預結晶、結晶、預熱、反應、冷卻除塵、產品輸送及儲存(包裝),以及輔助單元的氮氣循環處理系統和熱媒循環加熱系統。

2 間歇固相縮聚裝置宜從原料聚酯基礎切片包裝袋或槽車卸料開始,宜包括切片接受、振動篩分檢、金屬檢測、稱量(非直接投料裝置采用)、真空反應器、產品輸送及儲存(包裝),以及輔助單元的真空系統和加熱系統。

本條規定了固相縮聚工廠的工藝設計界定范圍。由于固相縮聚產品用途眾多,技術來源各不相同,其生產工藝設備配置要求也不盡相同。因此,固相縮聚工廠設計宜按工藝實際需要增減其內部工序。

3.1.2 工藝設計應以物料平衡和熱量平衡為依據。

固相縮聚生產中產生的“三廢”一般為熱媒中的低沸物、少量低聚物、少量粉末和排氣中極微量的乙二醇、乙醛等。

3.1.3 固相縮聚工廠的設計能力應以100%負荷的產品切片產量為計算依據,并應以“t/d”作為單位表示。

目前國內外固相縮聚裝置都是采用按“t/d”計算裝置生產能力。

3.1.4 固相縮聚裝置設計生產能力的操作彈性宜為50%~110%。

3.1.5 固相縮聚工廠的設計年生產天數宜按350d(8400h)計算。

根據目前國內固相縮聚工廠的設備性能,以及實際運行狀況,年生產天數可達到350d/a。同時,其上游聚酯裝置和下游工業絲紡絲裝置的相關規范規定的年生產天數也為350d。因此,本規范確定固相縮聚裝置設計年生產時間宜按350d計算。

3.1.6 固相縮聚工廠應設置化驗室,并宜與廠區上游的聚酯裝置或下游的加工裝置合并設置。

由于國內固相縮聚工廠大多與聚酯工廠或滌綸工業絲工廠建設在同一廠區內,而固相縮聚工廠分析化驗項目與聚酯工廠或滌綸工業絲工廠的分析化驗項目相近,因此,應合并建設以節省人力和物力。

3.1.7 熱媒站應單獨設置。當上游設置有聚酯裝置的固相縮聚工廠,熱媒站宜與聚酯裝置合并設置;當下游設置有滌綸工業絲裝置的固相縮聚工廠,熱媒站宜各自單獨設置。

聚酯裝置和固相縮聚裝置都使用液相熱媒作為加熱源,且溫度也相近,合并建設有利于減少設備投資和占地面積,節約能源,方便管理,而工業絲裝置通常使用的是氣相熱媒,因此,宜各自單獨設置熱媒站。

3.1.8 與聚合物切片和循環氮氣直接接觸的設備和管道,應采用不銹鋼材質。

本條規定的目的主要是防止設備和管道產生銹蝕而影響產品質量。

3.1.9 連續固相縮聚裝置宜設置貨運電梯。

由于固相縮聚裝置樓層較高,設置貨運電梯是方便運送維修設施、消防設施和收集的切片粉塵。

3.1.10 固相縮聚裝置中無防雨設施的鋼平臺和鋼梯,應采取防滑和防銹處理。

進行防銹處理主要是為了保證操作人員的安全。

3.1.11 固相縮聚裝置的絕熱措施或防護結構,應能防止雨水或寒冷氣流對系統的影響。

如果雨水或寒冷氣流直接作用于切片經過的設備及管道表面,將造成相關設備及管道的溫度波動,從而對產品的質量均勻性造成影響。因此,固相縮聚裝置的絕熱措施或防護結構應能保證設備的溫度波動盡可能小。

3.1.12 設備和管道系統設置安全閥,應符合現行國家標準《石油化工企業設計防火規范》GB 50160和《工業金屬管道設計規范》GB 50316的相關規定。

本條規定是為了確保在不正常條件下可能超壓的加熱器、反應器、過濾器、換熱器設備和管道系統不存在危險和隱患。

3.1.13 連續固相縮聚裝置的循環氣體風機應采取減振措施。

大功率風機運行過程中振動較大,會給建筑結構帶來安全隱患。

3.1.14 采用導熱油加熱系統的導熱油溫度偏差應控制在±1℃以內。

本條規定是為了保證產品質量的均勻性。

3.1.15 固相縮聚熱媒加熱循環系統應設置高位膨脹槽。

固相縮聚的液相熱媒加熱循環系統運行時,由于熱媒在升溫過程中密度變化較大,需在系統最高點設置膨脹槽來解決熱媒升溫時其體積膨脹和整個系統的平衡以及排水、排汽、添加新鮮熱媒等的需要。

熱媒在升溫、脫水、脫氣結束后,應往熱媒膨脹槽注入氮氣,構成系統內的密閉狀態,防止高溫熱媒因接觸空氣而氧化,另外,施加一定壓力可保持液相運行。

3.1.16  固相縮聚裝置反應尾氣必須經過處理且符合國家排放標準后再排放。

本條為強制性條文,制定本條有利于環境保護。

目前國內某些工廠已采用水或EG噴淋及活性炭吸附方法除去廢氣中的乙二醇、乙醛等小分子物質后再排放,以凈化環境。國外某公司利用聚合反應后的回收乙二醇,通過噴淋洗塔進行凈化后輸送到聚酯生產線回用,估算回收率為1.5kg/t(600t/d規模的工廠,每天可回收EG0.9t),且最終的固相縮聚產品色澤要比氮氣催化氧化法好。

按照現行國家標準《大氣污染物綜合排放標準》GB 16297的規定:新建項目乙醛無組織排放監控濃度應低于40ppm;改、擴建項目乙醛排放量應低于50ppm。

3.1.17 固相縮聚裝置應設置將設備和管道內的熱媒緊急排放的接受設施。

本條規定是為了保證緊急狀態下的設備和人員安全。

3.1.18 固相縮聚裝置中的循環氮氣純化后的氧含量不宜大于20ppm,CO含量不宜大于50ppm,壓力露點不宜高于-40℃。

本條規定是為了保證產品質量。

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