乙烯制冷壓縮機(jī)冷箱流道堵塞原因分析及處理

鄒玉軍，白林，張志飛，王金柱，羅劍成

（獨(dú)山子石化公司乙烯廠乙烯二聯(lián)合車間，新疆 獨(dú)山子 833600）

1 乙烯制冷壓縮機(jī)工藝流程

乙烯制冷系統(tǒng)為工藝精制過程提供制冷介質(zhì)以滿足低溫冷量的要求，制冷溫度一般為－101℃、－75℃和－65℃，制冷劑為本裝置生產(chǎn)的聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品。各段冷劑用戶汽化的氣體通過壓縮機(jī)分三段壓縮至大約2.629MPaG，氣體先用10-E-601中的冷卻水冷卻，然后再用10-E-602中的丙烯冷劑冷卻，最后在乙烯精餾塔側(cè)線再沸器10-E-603中冷凝成液相乙烯，液體乙烯收集在乙烯冷劑收集器10-V-604中。部分液體在4#尾氣換熱器10-E-315X中復(fù)迭制冷至約－38℃后作為乙烯精餾塔尾氣冷凝器10-E-436的冷劑。在12#尾氣換熱器10-E-350X中復(fù)迭制冷到－38℃的液體為1#預(yù)切割塔冷凝器10-E-362提供冷劑。從10-E-350X來的部分物流在流量控制下進(jìn)入三段吸入罐10-V-603。由10-V-603出來的物流，進(jìn)入2#脫甲烷塔進(jìn)料激冷器10-E-308X，剩余的物流閃蒸進(jìn)入二段吸入罐10-V-602。10-E-315X和10-E-350X的剩余冷劑進(jìn)一步復(fù)迭制冷到－70℃。該復(fù)迭制冷后的液體在壓力控制下經(jīng)過10-E-315X，在流量控制下經(jīng)過10-E-350X與來自三段吸入罐的－64℃的冷劑混合后在液位控制下閃蒸進(jìn)入二段吸入罐10-V-602。10-V-602向脫甲烷塔3#進(jìn)料激冷器(10-E-309X)提供－75℃的冷劑。10-V-602中剩余的液體在液位控制下閃蒸進(jìn)入一段吸入罐10-V-601。來自三段用戶的氣體進(jìn)入三段吸入罐，氣液相進(jìn)行分離。來自三段吸入罐的頂部氣體作為三段進(jìn)料進(jìn)入乙烯制冷壓縮機(jī)。來自3#脫甲烷塔10-E-309X進(jìn)料激冷器的氣體進(jìn)入二段吸入罐。二段吸入罐頂部氣體直接進(jìn)入壓縮機(jī)二段入口。10-V-601中的液體冷劑為脫甲烷塔進(jìn)料頂部冷凝器10-E-310X提供進(jìn)料。來自10-E-310X的氣體進(jìn)入10-V-601然后進(jìn)入一段入口。

2 大檢修后開車異?，F(xiàn)象及原因分析

10-K-601出口壓力、溫度高，乙烯收集罐10-V-604罐液位和壓力高，初步判斷有不凝氣，通過排不凝氣后效果不明顯，且壓力持續(xù)上漲，為防止損壞機(jī)組及安全閥起跳，需要通過放火炬維持；乙烯收集罐10-V-604罐液位居高不降，而10-V-603罐在進(jìn)罐控制閥100%開度下仍然不進(jìn)液，液位只能靠補(bǔ)乙烯閥及現(xiàn)場(chǎng)旁路閥來維持，各用戶換熱效果較差；由于10-V-603罐無法進(jìn)液，液位持續(xù)降低，導(dǎo)致10-V-601和10-V-602液位空。

通過以上幾點(diǎn)，初步判斷10-E-603至10-V-604，10-V-604至10-V-603之間流道不暢。

分析為以下幾點(diǎn)原因造成此異?，F(xiàn)象：開車前氮?dú)庵脫Q時(shí)，系統(tǒng)露點(diǎn)取樣分析不合格，檢查發(fā)現(xiàn)公用工程氮?dú)饴饵c(diǎn)不合格，進(jìn)而造成系統(tǒng)露點(diǎn)不合格，開車后系統(tǒng)溫度低，水份凝結(jié)造成系統(tǒng)凍堵；系統(tǒng)換熱器水壓試驗(yàn)，由于換熱器較大，吹掃時(shí)存在死點(diǎn)，導(dǎo)致干燥不徹底，開車后系統(tǒng)溫度低，水份凝結(jié)造成系統(tǒng)凍堵；為了趕開工進(jìn)度，系統(tǒng)干燥不徹底有部分位置露點(diǎn)不合格，經(jīng)評(píng)估，當(dāng)系統(tǒng)實(shí)氣乙烯置換時(shí)應(yīng)該可以露點(diǎn)合格。

3 凍堵部位的分析及處理

3.1 10-E-603處管線及流道凍堵分析及處理

10-E-603乙烯精餾塔側(cè)線進(jìn)料線孔板凍堵，導(dǎo)致冷凝效果下降，致使乙烯制冷壓縮機(jī)側(cè)乙烯冷不下來；10-K-601出口壓力和溫度高，由于10-K-601出口乙烯在乙烯精餾塔側(cè)線再沸器10-E-603中可以冷凝至－19.2℃，所以該換熱器管線或者流道凍堵，會(huì)導(dǎo)致10-K-601出口壓力和溫度升高。

首先對(duì)乙烯精餾塔側(cè)線進(jìn)料線孔板蒸汽加熱，效果不明顯。通過全開全關(guān)FV14021，升壓降壓，將流道打通，效果亦不明顯。通過打壓泵，在10-E-602進(jìn)10-E-603原甲醇注入線倒淋處注入甲醇，順流程甲醇沖洗凍堵部位，如圖1所示。在注甲醇時(shí)，首先10-V-603、10-E-362升高液位，通知分離裝置系統(tǒng)做相應(yīng)調(diào)整；DCS控制畫面上將L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B關(guān) 閉，10-V-603、10-E-362升高液位。通知分離裝置系統(tǒng)做相應(yīng)調(diào)整。

圖1 10-E-603甲醇沖洗注入點(diǎn)

3.2 10-E-350X處管線及流道凍堵分析及處理

F16617流量顯示逐漸下降，調(diào)節(jié)閥開至100%時(shí)，流量顯示在1000kg/h以下，波動(dòng)最低時(shí)0kg/h，與正常操作時(shí)的3700kg/h相差較大；10-V-604進(jìn)10-E-350管線現(xiàn)場(chǎng)安裝壓力表顯示2.6Mpa，出10-E-350X管線，F(xiàn)V16617控制閥前現(xiàn)場(chǎng)安裝壓力表顯示0.7Mpa，如圖2所示，壓差很大，說明流道不暢通，有節(jié)流；FV16004全開流量顯示偏低，現(xiàn)場(chǎng)開旁路后，流量才能達(dá)到要求，說明該流道亦不暢；10-E-362液位控制閥開度較大，且換熱效果較差，說明流道不暢通，有節(jié)流。

圖2 10-E-350X接壓力表及甲醇沖洗注入點(diǎn)

首先升高10-V-603、10-E-362液位，通知分離裝置系統(tǒng)做相應(yīng)調(diào)整，然后現(xiàn)場(chǎng)在10-V-604進(jìn)10-E-350X倒淋處通過打壓泵注入甲醇，同時(shí)在DCS控 制 畫 面 上 將 L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B關(guān)閉，讓甲醇充分溶解。全開調(diào)節(jié)閥F16617，流量上升至7300Kg/h左右，兩壓力表壓差降至100Kpa以內(nèi)，說明流道暢通，如反應(yīng)不明顯，繼續(xù)注入甲醇解凍。

3.3 10-E-315X處管線及流道凍堵分析及處理

開工時(shí)10-E-315X后溫度高，PV16001B閥開，全開此閥10-V-603液位變化不大；現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制P16001A閥全開，10-V-602罐液位變化不大，且去10-V-602罐溫度顯示T16519在-65℃左右，比正常溫度低很多，說明流道不暢通；全開10-E-436控制閥FV16005流量低于800kg/h，相當(dāng)于正常時(shí)40%閥開度流量，說明該流道亦不暢；

圖3 10-E-315X接壓力表及甲醇沖洗注入點(diǎn)

首先升高10-V-603、10-E-362液位，通知分離裝置系統(tǒng)做相應(yīng)調(diào)整，然后在10-V-604進(jìn)10-E-315X罐線倒淋處注入甲醇，如圖3所示，在 DCS控 制 畫 面 上 將 L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B關(guān)閉，讓甲醇充分溶解；將P16001A/B開大或關(guān)小，10-V-603/602罐液位變化明顯。去10-V-602罐溫度顯示 T16519有明顯的上升趨勢(shì)，升高至-43℃左右，如反應(yīng)不明顯，繼續(xù)注入甲醇解凍。

4 處理措施

4.1 壓縮操作處理

在 10-V-603、10-E-308，10-V-602、10-E-309、10-V-601、10-E-310、10-E-362、10-E-358LD排放甲醇；由于排放，各罐液位降低，防止10-K-601喘振，F(xiàn)16002開18-22%開度左右，確保一段吸入量F16002在7500Kg/h以上，F(xiàn)16001開25%開度左右，確保三段出口量F16001B在30000Kg/h以上；10-V-601罐溫度不低于-95℃，防止溫度低于-98℃，甲醇凍堵。

4.2 分離操作處理

在甲醇注入及排放時(shí)，分離乙烯冷劑用戶的冷凝效果較差，10-V-352罐液位下降，脫甲烷塔（10-C-301）頂溫上升，冷箱溫度上升；在甲醇注入和排放前，升高10-V-352罐液位，以便注甲醇時(shí)，關(guān)閉冷凝器10-E-362液位控制閥LV16602，不會(huì)出現(xiàn)10-V-352罐液位過低；同時(shí)，適當(dāng)減小10-C-350塔的回流量，緩解液位下降幅度；如液位過低，及時(shí)聯(lián)系壓縮停止甲醇注入和排放，開大L16602建立10-E-362液位；由于受10-E-310/315的影響，注意10-K-302出口壓力，及時(shí)調(diào)整防止超壓。脫甲烷塔（10-C-301）頂溫上升至120℃時(shí)，聯(lián)系調(diào)度停止乙二醇的甲烷外送，停止再生氮?dú)?；冷箱溫度上升，F(xiàn)13010、T13002和T13302做適當(dāng)調(diào)整，注意10-R-301溫度變化，及時(shí)調(diào)整入口溫度。根據(jù)反應(yīng)器的床層溫度適當(dāng)調(diào)整配氣量。

4.3 操作管理

由于10-K-601一段吸入溫度較低，正常應(yīng)在-101℃，注入甲醇后，極易造成該罐假液位，因此要求每班當(dāng)班班組對(duì)10-V-601、10-E-358做標(biāo)準(zhǔn)管試驗(yàn)，檢查是否通暢；目前10-K-601段間罐液位聯(lián)鎖開關(guān)摘除，各班組嚴(yán)格執(zhí)行聯(lián)鎖開關(guān)預(yù)案，避免壓縮機(jī)進(jìn)液損壞機(jī)組；同時(shí)根據(jù)乙烯中甲醇含量，對(duì)液位聯(lián)鎖開關(guān)進(jìn)行排放，以免造成誤判；當(dāng)班期間對(duì)10-V-601、10-E-310、10-E-358LD排放甲醇并取樣，分析乙烯中甲醇含量，根據(jù)分析結(jié)果，減少排放時(shí)間及頻次；內(nèi)操、外操認(rèn)真核對(duì)段間罐液位，檢查強(qiáng)制伴熱的運(yùn)行情況，注意各參數(shù)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)處理。

5 應(yīng)用效果

通過注入甲醇，實(shí)現(xiàn)了在線解凍，效果非常明顯，雖然甲醇注入時(shí)及注入后，乙烯有排LD，但每次乙烯排放量都很小，且隨著排放，乙烯中甲醇含量逐漸減少，相應(yīng)的排放亦減少；乙烯制冷壓縮機(jī)乙烯正常后，脫甲烷塔頂及冷箱乙烯損失降低，同時(shí)，不停機(jī)解凍，避免了全裝置非計(jì)劃停工，乃至全廠停工，大大減少了損失。