[摘 要] 当前，由于国内环保要求的日益提高，传统的真空煅烧法和三甘醇醇解法已不适应PBT熔体滤芯的清洗，一种新型高效、节能的高温水解清洗技术正逐步取代传统的清洗方式。本文简要介绍了河南开祥精细化工有限公司PBT熔体滤芯清洗项目及其应用技术，希望能够进一步推动该技术的应用。
[关键词] PBT装置；滤芯；清洗；高温水解法；应用
河南开祥精细化工有限公司年产10万吨PBT装置是世界上单套产能最大的PBT装置，在生产过程中，为保证产品品质，需要在聚合物生产过程中对熔体进行过滤。PBT装置的过滤系统包括预聚与终聚两种滤芯，滤芯主要由筒体以及内部的圆管支架和外部烧结毡组成，熔体经过过滤后的滤渣主要有碳化粒子、二氧化钛以及其他无机粒子，清洗滤芯的目的是为了清除上述杂质，从而使滤芯可以重新使用。
河南开祥精细化工有限公司熔体滤芯的清洗采用三甘醇醇解法，具体清洗流程如下：三甘醇清洗—碱洗—水洗—高压水枪清洗—超声波清洗。三甘醇清洗工艺存在如下缺点：(1)清洗效果不佳，无法深层次清洗滤芯，50%负荷下滤芯使用周期和寿命分别是预聚6天、清洗7次和终聚15天、清洗8次，采购成本压力较大；(2)三甘醇蒸汽容易着火，易造成安全隐患；(3)三甘醇具有微毒性，对操作人员会产生轻微伤害，对车间环境造成污染，不利于操作人员的身心健康；(4)三甘醇回收困难，使用后的三甘醇无法处理；(5)清洗一组滤芯需要6天，每天5人共计30个人工，在高压水清洗时需要手持高压水枪冲洗，效率低下，浪费水电严重，保证不了清洗质量。由于滤芯使用周期较短、清洗效果不良、滤芯采购成本和清洗成本较大等多方面原因，在一定程度上限制了PBT装置的高负荷生产。鉴于此，公司决定对清洗车间进行改造，改变清洗方式。
1 高压水解法的清洗原理及过程
经考察得知，无锡南方声学工程有限公司有一种新型熔体滤芯清洗方法—高压水解法，其清洗原理为：滤芯上附着的聚合物在高温水蒸汽作用下会发生快速的水解，生成分子质量很小的化合物；再通过水解氧化使得高分子化合物失去高黏度和高附着力，使其从滤芯上分开，达到清洗的目的。高压水解法操作简便，对环境几乎无污染，是一种清洗滤芯的经济适用的方法，并且水解温度、水解时间可根据被清洗元件的重量及复杂程度调整清洗时间。
清洗过程如下：被清洗的熔体滤芯用电动葫芦吊入高温水解炉内，用0.3MPa表压的饱和蒸汽经过电加热的蒸汽过热器加热后，温度达到 320～360℃，将过热蒸汽通入高温水解炉，对滤芯中的聚合物进行高温水解，经过一段时间的水解，部分原料随着蒸汽通过水解炉出口进入气体洗涤塔，用生产水进行喷淋，将有害的气体吸收并排到废水槽。高温水解后的熔融聚合物残渣落入残渣收集槽。整个过程由S7-200德国西门子可编程控制器自动控制，并对关盖、低温开盖、高温过烧等影响滤芯清洗质量的操作有连锁保护，开车时如炉盖或残渣箱盖未盖紧则水解过程无法开始，冷却时当炉内温度低于90℃时，连锁断开，才能打开炉盖和残渣箱盖，炉内温度过高会引起过滤器表面物料碳化，则氮气会自动通入制止氧化反应的进行。开机前打开蒸汽、氮气、生产水总水阀，先将液封槽废水排清，打开进水阀直至有清水流出后关闭阀门，再打开蒸汽排水阀直到有蒸汽流出后关闭阀门。打开电控柜总电源用手动打开蒸汽、氮气、生产水气动球阀是否运行正常。再切换到自动。先启动氮气阀向炉膛内注入氮气五分钟后关闭，启动炉膛加热，等炉壁达到设定值时再自动打开蒸汽阀、水阀进行水解，水解运行到 18～20 小时（时间可调）后关闭炉膛及过热器加热器，等炉底温度低于设定值时关闭蒸汽阀，打开氮气阀直到水解运行结束。水解后的滤芯，经过冷却、拆卸后放入碱洗槽，用专用清洗液进行清洗，清洗液主要由碱及几种针对TiO2、碳化物、齐聚物、寡聚物的活性添加剂组成。洗去TiO2与聚合物结合成的团块等。碱洗后，用清水清洗2小时以除去过滤器芯上的TiO2和残留的碱液。这样能提高清洗效率，达到良好的清洗效果。
2 两种清洗方法的费用成本核算
对三甘醇醇解法和高压水解法的清洗费用分别进行了计算分析（以下计算按50%负荷计算，如满负荷下费用基本为2倍）。
(1)三甘醇每吨1 3 7 0 0元，每月使用3吨，按每年生产10个月计算，每年采购费用13700×3×10=411000元；
(2)高压水解法每天仅需2人进行滤芯清洗的工作，且比较轻松，每天可节约3个人工，一年节约3×365=1095个人工，每人工资按100元/天计算，每年节约工资支出109500元；
(3)经测算，三甘醇醇解法清洗一组滤芯的消耗：电400kWh，三甘醇0.5m3，脱盐水30m3，一次水25m3，碱0.2m3，人工5人×6天=30人工，耗费的材料约7500元+人工3000元=10500元；高温水解法清洗一组滤芯的损耗：电550kWh，脱盐水30m3，一次水25m3，氮气30m3，碱0.2m3，人工2人×4天=8人工，由于不使用三甘醇，耗费的材料仅约700元+人工800元=1500元；
(4)使用三甘醇法清洗，滤芯大约清洗8次后就不能使用，而高压水解法清洗的滤芯可循环使用15次，每年采购滤芯的费用可节省100万元。
3 结论
经过反复论证，我公司于2017年初采购了一整套高压水解滤芯清洗装置，并于当年6月安装完毕投入使用，现装置运行稳定，滤芯清洗效果喜人：未使用过的预聚新滤芯使用周期可达到10天，终聚滤芯使用周期可达到20天以上；车间环境得到改善；员工劳动强度大大降低，由5人轮班24小时作业改变为目前的2人8小时作业；清洗成本较之以前大幅下降，清洗一组滤芯的成本控制在2000元以内；不使用三甘醇一类的化学品，不会产生化学品处置费用；无其他不能直排的废水、废气产生，完全符合国家环保要求，履行了企业的环保责任和社会责任。目前，我公司PBT装置满负荷运行，由于清洗装置的高效运转，现有滤芯完全满足生产需要，熔体滤芯清洗工作已不再成为制约装置高负荷运行的因素。
