乙二醇蒸氣噴射泵運(yùn)行的影響因素分析

況成承，劉新林，孫榮召

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽471012)

中國石油化工股份有限公司洛陽分公司聚酯裝置采用美國杜邦公司三釜流程工藝，其中，真空度是連續(xù)縮聚過程中的一個(gè)重要的反應(yīng)條件，一定的真空度可以保證縮聚反應(yīng)達(dá)到需要的平均相對(duì)分子質(zhì)量［1］。

真空蒸氣噴射泵是影響真空的關(guān)鍵設(shè)備，能否穩(wěn)定運(yùn)行將直接影響聚酯產(chǎn)品的質(zhì)量。洛陽分公司聚酯裝置原設(shè)計(jì)真空系統(tǒng)是采用1.6 MPa水蒸氣四級(jí)噴射，為了節(jié)能減排，降低裝置能耗，2008年5月份對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行了改造，用EG蒸氣噴射泵取代水蒸氣噴射泵［2］。EG蒸氣泵在節(jié)水減排方面起到了良好的效果。但在實(shí)際運(yùn)行中也存在一些問題，作者對(duì)影響乙二醇蒸氣噴射泵穩(wěn)定運(yùn)行的因素進(jìn)行了分析，并制定了相應(yīng)的措施。

1 EG蒸氣噴射泵

改造后的EG蒸氣噴射泵由EG蒸氣噴射泵系統(tǒng)、EG蒸氣發(fā)生系統(tǒng)及液環(huán)泵3個(gè)子系統(tǒng)組成。EG蒸氣發(fā)生系統(tǒng)為EG蒸氣噴射泵提供EG蒸氣，工作蒸氣進(jìn)入一級(jí)噴射主泵，將來自終縮聚噴淋冷凝器的尾氣攜帶并壓縮后混合排入一級(jí)冷凝器，混合氣體經(jīng)一級(jí)冷凝器循環(huán)EG冷凝后，少量未冷凝的氣體則進(jìn)入第二級(jí)噴射泵，而后依次通過二級(jí)冷凝器、第三級(jí)噴射泵及三級(jí)冷凝器，最后少量的不凝尾氣由液環(huán)泵抽出并由氣液分離器排出，預(yù)縮聚噴淋冷凝器接EG噴射輔泵，各冷凝器中的冷凝液一同被收集到熱井，經(jīng)過濾冷卻，EG重新返回冷凝器進(jìn)行噴淋［3－4］。EG蒸氣噴射泵系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 EG蒸氣噴射泵系統(tǒng)工藝流程示意Fig.1 Schematic diagram of EG steam ejector

2 EG蒸氣噴射泵運(yùn)行的影響因素

2.1 EG蒸發(fā)器壓力

從表1可看出，當(dāng)蒸發(fā)器壓力低或波動(dòng)時(shí)，真空蝶閥開度明顯增加，真空泵的抽氣能力受到明顯影響，使預(yù)聚釜和終聚釜的真空度下降，真空壓力上升。

表1 EG蒸發(fā)器壓力與溫度對(duì)真空壓力的影響Tab.1 Effect of EG evaporator pressure and temperature on vacuum pressure

EG蒸發(fā)器為EG蒸氣噴射真空泵提供動(dòng)力來源，EG蒸氣壓力、溫度的穩(wěn)定影響蒸氣噴射真空泵的效率。

2.2 循環(huán)冷卻水流量

EG蒸氣噴射泵系統(tǒng)中進(jìn)入一級(jí)冷凝器的EG需要經(jīng)過循環(huán)冷卻水冷卻，若循環(huán)冷卻水的流量供應(yīng)不足或水溫高，會(huì)使一級(jí)冷凝器的冷凝效率降低，進(jìn)入真空泵的可凝性氣體得不到有效冷凝，從而增加了真空泵的抽氣負(fù)荷，使真空泵的能力下降，甚至抽不起真空［1］。

2.3 EG噴淋冷凝流量

EG蒸氣噴射泵系統(tǒng)采用3個(gè)中間冷凝器分別冷卻各自的前級(jí)泵排出的可凝性氣體。如果EG噴淋冷凝流量低，來自預(yù)聚釜和終聚釜的大量可凝性氣體得不到有效冷凝，可凝性氣體聚集在噴射泵系統(tǒng)，將會(huì)使真空系統(tǒng)失真空，反應(yīng)無法正常進(jìn)行。

2.4 EG蒸氣噴射泵噴嘴

受工藝操作波動(dòng)等因素的影響，會(huì)使預(yù)聚、終聚反應(yīng)過程中生成的低聚物、齊聚物增多，這些低分子物質(zhì)進(jìn)入EG蒸氣噴射泵，加重了真空系統(tǒng)的負(fù)荷，嚴(yán)重的會(huì)在冷凝器中冷凝聚集，造成EG蒸氣噴射泵噴嘴堵塞或液封管管口堵塞。當(dāng)終聚釜真空壓力逐漸上升至780 Pa時(shí)，真空泵失真空，這是蒸氣噴射泵噴嘴堵塞所致，裝置被迫停工處理。

2.5 液環(huán)泵系統(tǒng)

液環(huán)泵系統(tǒng)為EG蒸氣噴射泵提供－(0.09 ～0.092)MPa穩(wěn)定真空條件;同時(shí)為 EG蒸氣發(fā)生系統(tǒng)的工作提供基本條件，只有液環(huán)泵將整個(gè)系統(tǒng)的真空度抽到－0.09 MPa左右，才能使蒸氣發(fā)生器投入工作。

2.6 工藝條件

在裝置檢修后開工初期或生產(chǎn)工藝操作有較大波動(dòng)時(shí)，由于酯化反應(yīng)不充分，在預(yù)聚或終聚系統(tǒng)產(chǎn)生較多的水蒸氣，當(dāng)水蒸氣進(jìn)入真空系統(tǒng)時(shí)加重了蒸氣噴射泵的負(fù)荷造成失真空，這一現(xiàn)象具體表現(xiàn)為真空EG熱井中EG含水量高。裝置檢修后開工時(shí)曾發(fā)生失真空現(xiàn)象，具體真空EG熱井中含水量與真空壓力的關(guān)系見表2。由表2可知，當(dāng)熱井中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%左右時(shí)，真空壓力上升至773 Pa，真空度下降，基本處于失真空狀態(tài);隨著熱井中含水量下降，真空壓力下降，真空度上升，反應(yīng)可正常進(jìn)行。

表2 熱井中含水量對(duì)真空壓力的影響Tab.2 Effect of water content in heat well on vacuum pressure

3 EG蒸氣噴射泵平穩(wěn)運(yùn)行措施

3.1 減少EG蒸發(fā)器EG流量波動(dòng)

為了維持EG蒸發(fā)器壓力、溫度穩(wěn)定，要保持新鮮EG的穩(wěn)定供應(yīng)。由于聚酯裝置的新鮮EG用戶較多，有時(shí)會(huì)影響EG蒸發(fā)器的EG供應(yīng)，造成壓力波動(dòng)，通過采取切泵、錯(cuò)峰使用EG等措施使EG蒸發(fā)器的液位保持在500～600 mm。

3.2 確保公用工程系統(tǒng)穩(wěn)定

循環(huán)冷卻水流量不足時(shí)，及時(shí)聯(lián)系供水單位加大循環(huán)冷卻水出口壓力，確保循環(huán)水的流量;夏季由于受氣溫較高影響，循環(huán)冷卻水水溫往往與氣溫成一定的線性關(guān)系，要及時(shí)協(xié)調(diào)供水單位將水溫降下來，使EG蒸氣噴射泵一級(jí)冷凝器得到充分冷卻。一般生產(chǎn)中循環(huán)冷卻水溫度保持在25～32℃。

3.3 穩(wěn)定EG蒸氣噴射器噴淋流量

來自EG循環(huán)泵的EG通過一級(jí)、二級(jí)及三級(jí)冷凝器分別對(duì)可凝氣進(jìn)行冷凝，冷凝效果通過一級(jí)、二級(jí)及三級(jí)冷凝器的尾管溫度進(jìn)行判斷，并根據(jù)尾管溫度情況及時(shí)對(duì)EG噴射系統(tǒng)噴淋EG流量進(jìn)行調(diào)節(jié)(見表3)。當(dāng)EG噴射系統(tǒng)噴淋EG流量降低時(shí)，及時(shí)切換EG循環(huán)泵泵前過濾器。

表3 三級(jí)冷凝器噴淋EG流量和尾管溫度Tab.3 EG spray flow and tail pipe temperature of three-stage condensor

3.4 加強(qiáng)日常液環(huán)泵的操作

日常操作中一方面加強(qiáng)對(duì)液環(huán)泵的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理;另一方面制定液環(huán)泵切換標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書，注意在切換時(shí)不能讓空氣進(jìn)入正常工作的真空泵系統(tǒng)內(nèi)。

穩(wěn)定和優(yōu)化工藝條件:(1)加強(qiáng)對(duì)工藝參數(shù)的控制，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷及產(chǎn)品指標(biāo)及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，使預(yù)聚真空維持在2 666 Pa，終聚真空保持在293 Pa左右;(2)為避免EG蒸氣噴嘴器噴嘴堵塞，日常操作時(shí)對(duì)真空度的設(shè)定值及真空蝶閥開度要小幅度調(diào)整，同時(shí)在開停工時(shí)盡量避免聚合物較多地堆積在預(yù)聚釜和終聚釜，減少低聚物、齊聚物的霧沫夾帶;(3)每周用新鮮EG對(duì)EG蒸發(fā)器中的EG進(jìn)行置換，保持噴射EG的潔凈，以減少真空系統(tǒng)堵塞的機(jī)會(huì);(4)將真空熱井中EG適量排除，用新鮮EG置換，確保真空熱井中水量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%以下。

4 結(jié)論

a.EG蒸發(fā)器壓力低、EG蒸氣噴射泵噴嘴堵塞及工藝條件不平穩(wěn)等是影響聚酯EG蒸氣噴射泵平穩(wěn)運(yùn)行的主要因素。

b.優(yōu)化工藝操作條件、減少EG蒸發(fā)器EG流量波動(dòng)等是保證EG蒸氣噴射泵平穩(wěn)運(yùn)行的主要措施。

［1］李南，高剛.影響蒸汽噴射真空泵運(yùn)行因素及故障分析［J］.塑料制造，2008(7):82 －85.

［2］劉軼群.PET裝置真空系統(tǒng)的改造［J］.聚酯工業(yè)，2009，22(3):43－45.

［3］李爾民.聚酯車間抽真空系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造［J］.河南化工，2009，26(1):42 －43.

［4］李爾民.用乙二醇蒸汽噴射泵改造聚酯裝置真空系統(tǒng)［J］.化工生產(chǎn)與技術(shù)，2008，15(6):52 －54.