乙二醇蒸氣噴射泵運行的影響因素分析

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，真空度是連續縮聚過程中的一個重要的反應條件，一定的真空度可以保證縮聚反應達到需要的平均相對分子質量［1］。

真空蒸氣噴射泵是影響真空的關鍵設備，能否穩定運行將直接影響聚酯產品的質量。洛陽分公司聚酯裝置原設計真空系統是采用1.6 MPa水蒸氣四級噴射，為了節能減排，降低裝置能耗，2008年5月份對真空系統進行了改造，用EG蒸氣噴射泵取代水蒸氣噴射泵［2］。EG蒸氣泵在節水減排方面起到了良好的效果。但在實際運行中也存在一些問題，作者對影響乙二醇蒸氣噴射泵穩定運行的因素進行了分析，并制定了相應的措施。

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、EG蒸氣發生系統及液環泵3個子系統組成。EG蒸氣發生系統為EG蒸氣噴射泵提供EG蒸氣，工作蒸氣進入一級噴射主泵，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冷凝器，混合氣體經一級冷凝器循環EG冷凝后，少量未冷凝的氣體則進入第二級噴射泵，而后依次通過二級冷凝器、第三級噴射泵及三級冷凝器，最后少量的不凝尾氣由液環泵抽出并由氣液分離器排出，預縮聚噴淋冷凝器接EG噴射輔泵，各冷凝器中的冷凝液一同被收集到熱井，經過濾冷卻，EG重新返回冷凝器進行噴淋［3－4］。EG蒸氣噴射泵系統工藝流程如圖1所示。

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

2 EG蒸氣噴射泵運行的影響因素

2.1 EG蒸發器壓力

從表1可看出，當蒸發器壓力低或波動時，真空蝶閥開度明顯增加，真空泵的抽氣能力受到明顯影響，使預聚釜和終聚釜的真空度下降，真空壓力上升。

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

EG蒸發器為EG蒸氣噴射真空泵提供動力來源，EG蒸氣壓力、溫度的穩定影響蒸氣噴射真空泵的效率。

2.2 循環冷卻水流量

EG蒸氣噴射泵系統中進入一級冷凝器的EG需要經過循環冷卻水冷卻，若循環冷卻水的流量供應不足或水溫高，會使一級冷凝器的冷凝效率降低，進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蒸氣噴射泵系統采用3個中間冷凝器分別冷卻各自的前級泵排出的可凝性氣體。如果EG噴淋冷凝流量低，來自預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，將會使真空系統失真空，反應無法正常進行。

2.4 EG蒸氣噴射泵噴嘴

受工藝操作波動等因素的影響，會使預聚、終聚反應過程中生成的低聚物、齊聚物增多，這些低分子物質進入EG蒸氣噴射泵，加重了真空系統的負荷，嚴重的會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。當終聚釜真空壓力逐漸上升至780 Pa時，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 液環泵系統

液環泵系統為EG蒸氣噴射泵提供－(0.09 ～0.092)MPa穩定真空條件;同時為 EG蒸氣發生系統的工作提供基本條件，只有液環泵將整個系統的真空度抽到－0.09 MPa左右，才能使蒸氣發生器投入工作。

2.6 工藝條件

在裝置檢修后開工初期或生產工藝操作有較大波動時，由于酯化反應不充分，在預聚或終聚系統產生較多的水蒸氣，當水蒸氣進入真空系統時加重了蒸氣噴射泵的負荷造成失真空，這一現象具體表現為真空EG熱井中EG含水量高。裝置檢修后開工時曾發生失真空現象，具體真空EG熱井中含水量與真空壓力的關系見表2。由表2可知，當熱井中含水質量分數在10%左右時，真空壓力上升至773 Pa，真空度下降，基本處于失真空狀態;隨著熱井中含水量下降，真空壓力下降，真空度上升，反應可正常進行。

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

3 EG蒸氣噴射泵平穩運行措施

3.1 減少EG蒸發器EG流量波動

為了維持EG蒸發器壓力、溫度穩定，要保持新鮮EG的穩定供應。由于聚酯裝置的新鮮EG用戶較多，有時會影響EG蒸發器的EG供應，造成壓力波動，通過采取切泵、錯峰使用EG等措施使EG蒸發器的液位保持在500～600 mm。

3.2 確保公用工程系統穩定

循環冷卻水流量不足時，及時聯系供水單位加大循環冷卻水出口壓力，確保循環水的流量;夏季由于受氣溫較高影響，循環冷卻水水溫往往與氣溫成一定的線性關系，要及時協調供水單位將水溫降下來，使EG蒸氣噴射泵一級冷凝器得到充分冷卻。一般生產中循環冷卻水溫度保持在25～32℃。

3.3 穩定EG蒸氣噴射器噴淋流量

來自EG循環泵的EG通過一級、二級及三級冷凝器分別對可凝氣進行冷凝，冷凝效果通過一級、二級及三級冷凝器的尾管溫度進行判斷，并根據尾管溫度情況及時對EG噴射系統噴淋EG流量進行調節(見表3)。當EG噴射系統噴淋EG流量降低時，及時切換EG循環泵泵前過濾器。

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

3.4 加強日常液環泵的操作

日常操作中一方面加強對液環泵的監控，一旦發現問題及時進行處理;另一方面制定液環泵切換標準化作業指導書，注意在切換時不能讓空氣進入正常工作的真空泵系統內。

穩定和優化工藝條件:(1)加強對工藝參數的控制，根據生產負荷及產品指標及時調整工藝參數，使預聚真空維持在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，日常操作時對真空度的設定值及真空蝶閥開度要小幅度調整，同時在開停工時盡量避免聚合物較多地堆積在預聚釜和終聚釜，減少低聚物、齊聚物的霧沫夾帶;(3)每周用新鮮EG對EG蒸發器中的EG進行置換，保持噴射EG的潔凈，以減少真空系統堵塞的機會;(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量分數在1%以下。

4 結論

a.EG蒸發器壓力低、EG蒸氣噴射泵噴嘴堵塞及工藝條件不平穩等是影響聚酯EG蒸氣噴射泵平穩運行的主要因素。

b.優化工藝操作條件、減少EG蒸發器EG流量波動等是保證EG蒸氣噴射泵平穩運行的主要措施。

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

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

［3］李爾民.聚酯車間抽真空系統節能優化改造［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［J］.化工生產與技術，2008，15(6):52 －54.