放空氣體收集罐殘留物料形成原因及預(yù)防措施

曹學(xué)豐

（大慶石化公司塑料廠，黑龍江大慶163714）

放空氣體收集罐殘留物料形成原因及預(yù)防措施

曹學(xué)豐

（大慶石化公司塑料廠，黑龍江大慶163714）

文中對某石化公司塑料廠一套高壓低密度聚乙烯裝置放空氣體收集罐殘留可燃物料的原因進(jìn)行了分析，提出了放空氣體收集罐底部增設(shè)電加熱網(wǎng)和罐體加保溫的預(yù)防措施。經(jīng)過多年的運(yùn)行，證明該措施有效、可靠。

乙烯裝置；放空氣體；收集罐；殘留物料

某石化公司塑料廠一套高壓低密度聚乙烯（簡稱LDPE）裝置引進(jìn)德國伊姆豪遜專利技術(shù)，采用本體法高壓管式聚合工藝，一熱三冷進(jìn)料，按自由基聚合原理，以乙烯為原料，氧氣為引發(fā)劑，丙烷、丙烯、1-丁烯等作為分子量調(diào)整劑，生產(chǎn)聚乙烯樹脂。反應(yīng)溫度為270～330℃，反應(yīng)壓力為210～270 MPa，最高單程轉(zhuǎn)化率達(dá)32%，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6.0×104t/a。工藝流程包括進(jìn)料、壓縮、聚合、高壓循環(huán)氣冷卻和凈化、低壓循環(huán)氣冷卻和凈化、熱水站、液壓油、造粒、產(chǎn)品料倉等10個(gè)系統(tǒng)。

放空氣體收集罐V-416接收裝置停工時(shí)一次壓縮機(jī)、二次壓縮機(jī)、輔助壓縮機(jī)、反應(yīng)器、高壓循環(huán)氣、低壓循環(huán)氣、調(diào)整劑系統(tǒng)等放空氣體，送往火炬，生產(chǎn)中放空氣體收集罐V-416中殘留可燃物料，裝置檢修時(shí)易竄入系統(tǒng)中帶來安全隱患［1］。

1 放空氣體收集罐工藝流程

LDPE裝置正常生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)中各放空閥均關(guān)閉，放空氣體收集罐V-416去火炬閥1打開，就地放空閥2關(guān)閉，氮?dú)忾y3打開，PCV64710設(shè)定值0.010 MPa，保持罐內(nèi)始終為正壓。裝置停工時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的乙烯、丙烷、丙烯、1-丁烯等氣體排放到放空氣體收集罐V-416中，再從罐頂部經(jīng)阻火器送往火炬焚燒。裝置檢修時(shí)，系統(tǒng)中的乙烯、丙烷、丙烯、1-丁烯等氣體排放到火炬后，放空氣體收集罐V-416與火炬隔離，就地放空閥2打開，對系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，排放的氮?dú)饨?jīng)就地放空閥2在高空排入大氣。置換合格后，就地放空閥2保持常開，氮?dú)忾y3常開，系統(tǒng)進(jìn)行檢修。工藝流程見圖1。

圖1 放空氣體收集罐工藝流程

2 問題分析及改進(jìn)措施

2.1 問題分析

2012年3月12 日（當(dāng)?shù)貧鉁?1～10℃）裝置停工搶修，已按要求完成系統(tǒng)泄壓、氮?dú)庵脫Q操作，14：10從正在檢修的二次壓縮機(jī)處有可燃?xì)怏w慢慢竄出。對系統(tǒng)全面檢查發(fā)現(xiàn)在放空氣體收集罐V-416底部倒淋處排放出大量易揮發(fā)液體，分別從V-416罐頂部和底部取樣分析，分析結(jié)果見表1，2。

表1 V-416底部排出物料（液體）分析

表2 V-416頂部（氣體）分析

從表1，2可以看出，從放空氣體收集罐V-416底部排放出易揮發(fā)液體主要是1-丁烯，在裝置搶修時(shí)竄入檢修部位的可燃?xì)怏w是放空氣體收集罐V-416底部殘留的1-丁烯氣化導(dǎo)致的［2］。通過放空氣體收集罐的物料的物性見表3。

表3 通過V-416放空物料的物性

由表3可見，由于大慶地區(qū)冬季室外氣溫達(dá)到-20℃以下，高于放空物料中乙烯、丙烷、丙烯的沸點(diǎn)，低于物料中的1-丁烯沸點(diǎn)，放空氣體收集罐V-416設(shè)在室外，冬季裝置停車時(shí)每次放空過程都會有部分1-丁烯被冷凝成液體到罐下部，部分1-丁烯隨放空物料中乙烯、丙烷、丙烯去往火炬，2012年3月12日，由于當(dāng)?shù)厥彝庾罡邭鉁剡_(dá)到-1℃，高于1-丁烯沸點(diǎn)，放空氣體收集罐V-416底部液體1-丁烯會慢慢氣化成氣體充滿整個(gè)收集罐，此時(shí)裝置停工檢修，部分1-丁烯氣體經(jīng)放空氣體收集罐V-416就地放空閥2在高空排放到大氣中，部分從放空管線反竄到系統(tǒng)中。而在夏季當(dāng)?shù)厥彝鉁囟仍?5℃以上，遠(yuǎn)高于1-丁烯的沸點(diǎn)，裝置停工過程中放空氣體中的1-丁烯不會被冷凝下來，并且冬季已被冷凝下來的1-丁烯也會隨著氣溫的升高全部氣化送到火炬中，夏季放空氣體收集罐V-416中沒有殘留的1-丁烯［3］。

2.2 改進(jìn)措施

（1）在放空氣體收集罐V-416底部球體部分加裝電伴熱網(wǎng)，溫度設(shè)定在30～50℃；

（2）在放空氣體收集罐V-416外增加厚度為100 mm的保溫［4～7］。

采取以上措施使放空氣體收集罐V-416內(nèi)的溫度在最寒冷的冬季也能保持在10℃以上，高于1-丁烯的沸點(diǎn)，一年中不論裝置在什么季節(jié)停工，放空氣體中的1-丁烯氣體都不會被冷凝下來，全部通過火炬管網(wǎng)實(shí)時(shí)送入火炬焚燒，放空氣體收集罐V-416底部不會再殘留1-丁烯可燃物料。改造后的工藝流程見圖2［8～14］。

圖2 改造后的收集罐工藝流程

3 運(yùn)行效果

2012年7 月按照以上技術(shù)方案完成改造，應(yīng)用至今，LDPE裝置經(jīng)歷了大小幾十次檢修再也沒有發(fā)生過1-丁烯通過放空管線倒竄到設(shè)備或管線內(nèi)的現(xiàn)象。其中2012年12月6日（當(dāng)?shù)厥彝鈿鉁貫?17～-24℃）和2013年1月13日（當(dāng)?shù)厥彝鈿鉁?16～-27℃）2次裝置停工，在放空氣體收集罐V-416與火炬隔離（去火炬切斷閥1關(guān)閉），就地放空閥2打開，罐頂?shù)獨(dú)忾y3打開，氮?dú)庵脫Q合格后，V-416底部倒淋閥打開沒有排出物料。在放空氣體收集罐V-416頂部取樣分析，結(jié)果見表4，5。

表4 V-416頂部分析（2012年）

表5 V-416頂部分析（2013年）

從表4，5可以看出，放空氣體收集罐V-416內(nèi)沒有殘留1-丁烯等可燃物料。2015年7月裝置大檢修，打開放空氣體收集罐V-416入孔檢查，只發(fā)現(xiàn)罐底部有微量的油、蠟，沒有其他物料存在。

4 結(jié)束語

通過對現(xiàn)有裝置的放空氣體收集罐V-416的技術(shù)改造，在收集罐底部增設(shè)電加熱網(wǎng)，同時(shí)在罐體加保溫，經(jīng)連續(xù)幾年生產(chǎn)運(yùn)行，效果顯著，從根本上解決了高壓裝置放空氣體收集罐液態(tài)1-丁烯殘留的重大安全隱患。

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Analysis of forming reason of residual material in yent gas collecting yessel and preyentiye measure

Cao Xuefeng
（Plastics Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

This paper made analysis to the residual flammable material in the vent gas collecting vessel of the First LDPE plant of Plastics Plant of a petrochemical company,and proposed preventive measure of adding electrical heating network at bottom of the vent gas collecting vessel and adding insulation to the vessel body.After many years of operation,it was proved that this measure is effective and reliable.

ethylene plant;vent gas;colleting vessel;residual material

TE687

B

1671-4962（2017）01-0029-03

2016-12-09

曹學(xué)豐，男，工程師，2001年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)管理工作。