板框厢式隔膜压滤机
引言
巴陵石化公司合成橡胶事业部丁基锂装置随着SBS产能的不断提升，产量已由最初的5t/a提高到目前的180t/a。随着装置产能的提高，传统的采用过滤塔过滤方式已成为制约装置生产能力的瓶颈。为此于2001年提出丁基锂过滤用新型压滤机方案，并正式投用。使用效果表明该压滤机基本解决了长期横亘在丁基锂过滤系统的技术难题,为今后丁基锂装置产能的进一步提高打下了良好的基础。
丁基锂生产及传统过滤工艺简介
2.1丁基锂生产原理
丁基锂的生产工艺采用金属锂熔融分散法制得金属锂砂，将锂砂与氯丁烷反应,得到以烷煙为溶剂的丁基锂混合溶液。
其反应式如下：2Li+BuCl=BuLi+LiCl
在生产过程中，高活性的金属锂砂能与系统中存在的微量氮气、氧气等反应
6Li+N2=2Li3N
2Li+02=2Li2O
反应完毕后的丁基锂混合溶液中还混有氮化锂、氧化锂及少量的锂砂等固体颗粒，经沉降、过滤除去其中含有的固体杂质。
2.2传统过滤塔的结构和存在的问题
过滤塔结构(如图1)。其采用两截式法兰连接，设备笨重。溶液自塔上部入，在过滤压力的作用下，经素瓷管滤去溶液中所含氯化锂杂质，从过滤塔底部出料管进入丁基锂成品罐。
在过滤过程中，由于过滤塔塔体空间小,且丁基锂原液中含有大量非常细微的粘度很高的氯化锂胶泥。因此过滤过程中所形成的滤饼会堆积在过滤塔内部，由于无法有效对过滤塔进行充分洗涤，锂渣将逐渐积累并填满整个过滤塔内部空间，导致过滤塔无法过滤，唯有对过滤塔进行解体水解、更换素瓷管。而过滤塔解体、搬运水解是危险度较高，体力劳动强度很大的工作。
3新型压滤机的性能和应用
3-1过滤机简介
为解决现有过滤塔过滤效率低，维修拆卸不
方便以及多组过滤塔占地面积过大的问题,结合以往过滤器设计和使用经验进行了新型压力设计和试验工作，开发出过滤系统新设备一压滤机。该设备的投用大大提高了过滤生产效率,解决了制约装置生产能力提升和影响装置安全生产的隐患。在设计过程中，釆用独到的技术，大幅度降低了滤芯拆卸解体的劳动强度，使其拆装及维修更加方便。
压滤机釆用数根滤芯安装在压滤机内部，由于压滤机空间很大，大量的丁基锂原液收入压滤机后,氯化锂颗粒由于比重较大多数沉降在压滤机底部，原有过滤塔生产中导致滤饼过厚的因素不复存在。为了防止滤饼可能的堆积，压滤机内装有搅拌,可冲刷设备内过滤滤芯表面，防止滤渣粘附在滤芯表面使其失去过滤作用。过滤到一定时间后，可将压滤机底部堆积的锂渣倒往渣子罐。以上措施较好地解决了原过滤塔过滤速度慢，滤饼过厚，难以排渣的弊病。
3.2压滤机应用于丁基锂生产
3.2.1提高过滤速度
压滤机投用后，在生产中釆用原液稍作沉降就进入压禮机过滤的方式。与同样是8组过滤塔过滤(约800L原液)比较，工艺指标变化情况如表1。
| 表1压滤机与过滤塔使用情况对比 | ||
| 项目 | 投用前 | 投用后 |
| 原液沉降时间/h | 8 | 4 |
| 原液过滤时间/h | 8 | 4 |
| 过滤压力/MPa | W0.4 | W0.4 |
从表1可以看岀，新型压滤机投用后，减少了原液沉降和过滤所需的时间，丁基锂溶液过滤速度提高一倍。以下为同等过滤面积下压滤机和过滤塔使用过程中一些简单情况的比较。
表2压滤机和过滤塔使用过程中情况比较
| 项目 | 占地面积 | 过滤阀门 | 洗涤方式 | 容渣情况 |
| 压滤机 | 2x2x2.8 | 12 | 搅拌+反吹 | 不会堵塞 |
| 过滤塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反复反吹/洗涤 | 容易堵塞 |
| 过滤塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反复反吹/洗涤 | 容易堵塞 |
从表2可以看出，压滤机占地面积只有过滤塔的1/4,操作阀门也只有过滤塔操作阀门的1/4,且滤芯不易堵塞。因此可以说，压滤机的应用解决了在装置空间有限的情况下，不能单纯通过增加过滤塔的方式来提升过滤能力的问题。
3.2.2构建二级过滤方式,提高产品质量
为了进一步缩小与国外产品质量的差距，充分发挥现有设备的利用率,利用现有过滤塔与压滤机构成两级过滤体系，其中一级过滤采用压滤机，充分发挥压滤机对料液固液处理量大的特点，过滤阻挡了99%以上的固体颗粒。二级过滤则采用过滤塔过滤。由于99%以上的固体已经被压滤机阻挡，过滤塔在固液量相当低的情况下实现较高的过滤质量，提高产品的活性和外观质量，使产品整体技术指标达到国外同类产品的水平，为丁基锂产品更好地参与市场竞争提供质量保证。
| 项目 | 技术开发前 | 技术开发后 | FMC公司 |
| 质量情况 | 质量情况 | 标准 | |
| 总锂,％(wt) | 20.25±0.2 | 20.25±0.2 | 20.25±0.2 |
| 活性丁基锂浓度,%(wt) | 20±0.2 | 20±0.2 | 20±0.2 |
| 活性,％ | “97 | 、98 | N98 |
| 共价氯含量,％(wt) | W0.03 | W0.02 | W0.03 |
| 氯丁烷含量,％(wt) | W0.1 | W0.05 | W0.1 |
| 外观(抽到密 | 微黄透明 | 无色或微 | 无色或微 |
| 闭玻璃容器内) | 有少许悬浮物 | 黄无悬浮物 | 黄无悬浮物 |
从表3可以看出，过滤新技术的应用，使丁基锂的产品质量比新技术应用前有明显提高，相比国外同类产品也毫不逊色。这为丁基锂产品更好地参与市场竞争提供了质量保证。
3.2.3减轻劳动强度，增加安全系数
由于压滤机容渣量较过滤塔提高了数倍，过滤过程中不再需要传统的长时间的多次反复清洗滤芯的操作，只需要以氮气逐个进行简单的反吹,整个反洗操作在5~6min即可完成，其劳动强度新型压滤机在安全方面的优势更为明显。由于采用独到技术使滤芯的更换和拆卸都变得十分简便、’安全，以往需要16人一天时间才能完成的拆卸水解工作，现在只需4人半天就可完成。
结论
(1)生产结果表明，丁基锂溶液过滤新设备及过滤新工艺的开发达到了提高装置过滤能力的目标，单位时间内丁基锂过滤产量提高一倍,并且能够解决检修过程中的安全隐患，同时使过滤操作和滤芯更换工作量大大减少。
(2)装置技术开发后，在以后的一年生产中，产品质量全部合格，并达到国外同类产品水平。
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