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(jī)方案，并正式投用。使用效果表明該壓濾機(jī)基本解決了長(zhǎng)期橫亙?cè)诙』囘^濾系統(tǒng)的技術(shù)難題,為今后丁基鋰裝置產(chǎn)能的進(jìn)一步提高打下了良好的基礎(chǔ)。
丁基鋰生產(chǎn)及傳統(tǒng)過濾工藝簡(jiǎn)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(yīng),得到以烷煙為溶劑的丁基鋰混合溶液。
其反應(yīng)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?dú)狻⒀鯕獾确磻?yīng)
6Li+N2=2Li3N
2Li+02=2Li2O
反應(yīng)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(shè)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(jìn)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(xì)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(huì)堆積在過濾塔內(nèi)部，由于無(wú)法有效對(duì)過濾塔進(jìn)行充分洗滌，鋰渣將逐漸積累并填滿整個(gè)過濾塔內(nèi)部空間，導(dǎo)致過濾塔無(wú)法過濾，唯有對(duì)過濾塔進(jìn)行解體水解、更換素瓷管。而過濾塔解體、搬運(yùn)水解是危險(xiǎn)度較高，體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的工作。
3新型壓濾機(jī)的性能和應(yīng)用
3-1過濾機(jī)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了新型壓力設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，開發(fā)出過濾系統(tǒng)新設(shè)備一壓濾機(jī)。該設(shè)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(shè)計(jì)過程中，釆用獨(dú)到的技術(shù)，大幅度降低了濾芯拆卸解體的勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)內(nèi)部，由于壓濾機(jī)空間很大，大量的丁基鋰原液收入壓濾機(jī)后,氯化鋰顆粒由于比重較大多數(shù)沉降在壓濾機(jī)底部，原有過濾塔生產(chǎn)中導(dǎo)致濾餅過厚的因素不復(fù)存在。為了防止濾餅可能的堆積，壓濾機(jī)內(nèi)裝有攪拌,可沖刷設(shè)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(shí)間后，可將壓濾機(jī)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(jī)應(yīng)用于丁基鋰生產(chǎn)
3.2.1提高過濾速度
壓濾機(jī)投用后，在生產(chǎn)中釆用原液稍作沉降就進(jìn)入壓禮機(jī)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(biāo)變化情況如表1.
| 表1壓濾機(jī)與過濾塔使用情況對(duì)比 | ||
| sports event | 投用前 | 投用后 |
| 原液沉降時(shí)間/h | 8 | 4 |
| 原液過濾時(shí)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(jī)投用后，減少了原液沉降和過濾所需的時(shí)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(jī)和過濾塔使用過程中一些簡(jiǎn)單情況的比較。
表2壓濾機(jī)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(huì)堵塞 |
| 過濾塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反復(fù)反吹/洗滌 | 容易堵塞 |
| 過濾塔 | 8x2x2.4 | 8×6 | 反復(fù)反吹/洗滌 | 容易堵塞 |
從表2可以看出，壓濾機(jī)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(jī)的應(yīng)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(lái)提升過濾能力的問題。
3.2.2構(gòu)建二級(jí)過濾方式,提高產(chǎn)品質(zhì)量
為了進(jìn)一步縮小與國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量的差距，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的利用率,利用現(xiàn)有過濾塔與壓濾機(jī)構(gòu)成兩級(jí)過濾體系，其中一級(jí)過濾采用壓濾機(jī)，充分發(fā)揮壓濾機(jī)對(duì)料液固液處理量大的特點(diǎn)，過濾阻擋了99%以上的固體顆粒。二級(jí)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(jī)阻擋，過濾塔在固液量相當(dāng)?shù)偷那闆r下實(shí)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(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，為丁基鋰產(chǎn)品更好地參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)準(zhǔn) | |
| 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(jià)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(wú)色或微 | 無(wú)色或微 |
| 閉玻璃容器內(nèi)) | 有少許懸浮物 | 黃無(wú)懸浮物 | 黃無(wú)懸浮物 |
從表3可以看出，過濾新技術(shù)的應(yīng)用，使丁基鋰的產(chǎn)品質(zhì)量比新技術(shù)應(yīng)用前有明顯提高，相比國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供了質(zhì)量保證。
3.2.3減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，增加安全系數(shù)
由于壓濾機(jī)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(zhǎng)時(shí)間的多次反復(fù)清洗濾芯的操作，只需要以氮?dú)庵饌€(gè)進(jìn)行簡(jiǎn)單的反吹,整個(gè)反洗操作在5~6min即可完成，其勞動(dòng)強(qiáng)度新型壓濾機(jī)在安全方面的優(yōu)勢(shì)更為明顯。由于采用獨(dú)到技術(shù)使濾芯的更換和拆卸都變得十分簡(jiǎn)便、’安全，以往需要16人一天時(shí)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(shè)備及過濾新工藝的開發(fā)達(dá)到了提高裝置過濾能力的目標(biāo)，單位時(shí)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(shí)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(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。
Technology: 18851718517
E-mail: suton@su-ton.com
