Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
巴陵石化公司合成橡膠事業(yè)部丁基鋰裝置隨著SBS產(chǎn)能的不斷提升，產(chǎn)量已由最初的5t/a提高到目前的180t/a。隨著裝置產(chǎn)能的提高，傳統(tǒng)的采用過濾塔過濾方式已成為制約裝置生產(chǎn)能力的瓶頸。為此于2001年提出丁基鋰過濾用新型壓濾機方案，并正式投用。使用效果表明該壓濾機基本解決了長期橫亙在丁基鋰過濾系統(tǒng)的技術(shù)難題,為今后丁基鋰裝置產(chǎn)能的進一步提高打下了良好的基礎。
丁基鋰生產(chǎn)及傳統(tǒng)過濾工藝簡介
2.1丁基鋰生產(chǎn)原理
丁基鋰的生產(chǎn)工藝采用金屬鋰熔融分散法制得金屬鋰砂，將鋰砂與氯丁烷反應,得到以烷煙為溶劑的丁基鋰混合溶液。
其反應式如下：2Li+BuCl=BuLi+LiCl
在生產(chǎn)過程中，高活性的金屬鋰砂能與系統(tǒng)中存在的微量氮氣、氧氣等反應
6Li+N2=2Li3N
2Li+02=2Li2O
反應完畢后的丁基鋰混合溶液中還混有氮化鋰、氧化鋰及少量的鋰砂等固體顆粒，經(jīng)沉降、過濾除去其中含有的固體雜質(zhì)。
2.2傳統(tǒng)過濾塔的結(jié)構(gòu)和存在的問題
過濾塔結(jié)構(gòu)(如圖1)。其采用兩截式法蘭連接，設備笨重。溶液自塔上部入，在過濾壓力的作用下，經(jīng)素瓷管濾去溶液中所含氯化鋰雜質(zhì)，從過濾塔底部出料管進入丁基鋰成品罐。
在過濾過程中，由于過濾塔塔體空間小,且丁基鋰原液中含有大量非常細微的粘度很高的氯化鋰膠泥。因此過濾過程中所形成的濾餅會堆積在過濾塔內(nèi)部，由于無法有效對過濾塔進行充分洗滌，鋰渣將逐漸積累并填滿整個過濾塔內(nèi)部空間，導致過濾塔無法過濾，唯有對過濾塔進行解體水解、更換素瓷管。而過濾塔解體、搬運水解是危險度較高，體力勞動強度很大的工作。
3新型壓濾機的性能和應用
3-1過濾機簡介
為解決現(xiàn)有過濾塔過濾效率低，維修拆卸不
方便以及多組過濾塔占地面積過大的問題,結(jié)合以往過濾器設計和使用經(jīng)驗進行了新型壓力設計和試驗工作，開發(fā)出過濾系統(tǒng)新設備一壓濾機。該設備的投用大大提高了過濾生產(chǎn)效率,解決了制約裝置生產(chǎn)能力提升和影響裝置安全生產(chǎn)的隱患。在設計過程中，釆用獨到的技術(shù)，大幅度降低了濾芯拆卸解體的勞動強度，使其拆裝及維修更加方便。
filter press釆用數(shù)根濾芯安裝在壓濾機內(nèi)部，由于壓濾機空間很大，大量的丁基鋰原液收入壓濾機后,氯化鋰顆粒由于比重較大多數(shù)沉降在壓濾機底部，原有過濾塔生產(chǎn)中導致濾餅過厚的因素不復存在。為了防止濾餅可能的堆積，壓濾機內(nèi)裝有攪拌,可沖刷設備內(nèi)過濾濾芯表面，防止濾渣粘附在濾芯表面使其失去過濾作用。過濾到一定時間后，可將壓濾機底部堆積的鋰渣倒往渣子罐。以上措施較好地解決了原過濾塔過濾速度慢，濾餅過厚，難以排渣的弊病。
3.2壓濾機應用于丁基鋰生產(chǎn)
3.2.1提高過濾速度
壓濾機投用后，在生產(chǎn)中釆用原液稍作沉降就進入壓禮機過濾的方式。與同樣是8組過濾塔過濾(約800L原液)比較，工藝指標變化情況如表1.
| 表1壓濾機與過濾塔使用情況對比 | ||
| sports event | 投用前 | 投用后 |
| 原液沉降時間/h | 8 | 4 |
| 原液過濾時間/h | 8 | 4 |
| 過濾壓力/MPa | W0.4 | W0.4 |
從表1可以看岀，新型壓濾機投用后，減少了原液沉降和過濾所需的時間，丁基鋰溶液過濾速度提高一倍。以下為同等過濾面積下壓濾機和過濾塔使用過程中一些簡單情況的比較。
表2壓濾機和過濾塔使用過程中情況比較
| sports event | 占地面積 | 過濾閥門 | 洗滌方式 | 容渣情況 |
| filter press | 2x2x2.8 | 12 | 攪拌+反吹 | 不會堵塞 |
| 過濾塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反復反吹/洗滌 | 容易堵塞 |
| 過濾塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反復反吹/洗滌 | 容易堵塞 |
從表2可以看出，壓濾機占地面積只有過濾塔的1/4,操作閥門也只有過濾塔操作閥門的1/4,且濾芯不易堵塞。因此可以說，壓濾機的應用解決了在裝置空間有限的情況下，不能單純通過增加過濾塔的方式來提升過濾能力的問題。
3.2.2構(gòu)建二級過濾方式,提高產(chǎn)品質(zhì)量
為了進一步縮小與國外產(chǎn)品質(zhì)量的差距，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的利用率,利用現(xiàn)有過濾塔與壓濾機構(gòu)成兩級過濾體系，其中一級過濾采用壓濾機，充分發(fā)揮壓濾機對料液固液處理量大的特點，過濾阻擋了99%以上的固體顆粒。二級過濾則采用過濾塔過濾。由于99%以上的固體已經(jīng)被壓濾機阻擋，過濾塔在固液量相當?shù)偷那闆r下實現(xiàn)較高的過濾質(zhì)量，提高產(chǎn)品的活性和外觀質(zhì)量，使產(chǎn)品整體技術(shù)指標達到國外同類產(chǎn)品的水平，為丁基鋰產(chǎn)品更好地參與市場競爭提供質(zhì)量保證。
| sports event | 技術(shù)開發(fā)前 | 技術(shù)開發(fā)后 | FMC公司 |
| 質(zhì)量情況 | 質(zhì)量情況 | 標準 | |
| 總鋰,％(wt) | 20.25±0.2 | 20.25±0.2 | 20.25±0.2 |
| 活性丁基鋰濃度,%(wt) | 20±0.2 | 20±0.2 | 20±0.2 |
| 活性,％ | “97 | 、98 | N98 |
| 共價氯含量,％(wt) | W0.03 | W0.02 | W0.03 |
| 氯丁烷含量,％(wt) | W0.1 | W0.05 | W0.1 |
| 外觀(抽到密 | 微黃透明 | 無色或微 | 無色或微 |
| 閉玻璃容器內(nèi)) | 有少許懸浮物 | 黃無懸浮物 | 黃無懸浮物 |
從表3可以看出，過濾新技術(shù)的應用，使丁基鋰的產(chǎn)品質(zhì)量比新技術(shù)應用前有明顯提高，相比國外同類產(chǎn)品也毫不遜色。這為丁基鋰產(chǎn)品更好地參與市場競爭提供了質(zhì)量保證。
3.2.3減輕勞動強度，增加安全系數(shù)
由于壓濾機容渣量較過濾塔提高了數(shù)倍，過濾過程中不再需要傳統(tǒng)的長時間的多次反復清洗濾芯的操作，只需要以氮氣逐個進行簡單的反吹,整個反洗操作在5~6min即可完成，其勞動強度新型壓濾機在安全方面的優(yōu)勢更為明顯。由于采用獨到技術(shù)使濾芯的更換和拆卸都變得十分簡便、’安全，以往需要16人一天時間才能完成的拆卸水解工作，現(xiàn)在只需4人半天就可完成。
reach a verdict
(1)生產(chǎn)結(jié)果表明，丁基鋰溶液過濾新設備及過濾新工藝的開發(fā)達到了提高裝置過濾能力的目標，單位時間內(nèi)丁基鋰過濾產(chǎn)量提高一倍,并且能夠解決檢修過程中的安全隱患，同時使過濾操作和濾芯更換工作量大大減少。
(2)裝置技術(shù)開發(fā)后，在以后的一年生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量全部合格，并達到國外同類產(chǎn)品水平。
Technology: 18851718517
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