影響尾氣回收壓縮機運行周期原因及解決措施

張孝真，劉軍平，苗 偉，李 浩

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

陜西延長中煤榆林能源化工有限公司線性低密度聚乙烯裝置，采用美國Univation公司的UNIPOL氣相流化床聚乙烯生產工藝，生產能力為30萬t/a。裝置連續運轉，年操作時數為8000h，小時生產能力37.5噸。裝置從2014年開工至今，主要以鈦系產品為主。尾氣回收壓縮機主要通過逐級壓縮冷卻，將脫氣倉排放氣體變為液體，經高速泵打入反應器進行回收。不能壓縮的氣體作為粉料輸送氣。液體主要包含原料共聚單體（丁烯-1或己烯-1）和誘導冷凝劑異戊烷。尾氣回收壓縮機停機后，脫氣倉排放氣體就無法實現回收，只能通過火炬進行排放。粉料輸送氣需要用新鮮的氮氣進行輸送，因而會造成原料丁烯和誘導冷凝劑異戊烷損耗嚴重，降低了單體利用率，同時增加了氮氣的使用量。

表1為線性低密度聚乙烯裝置尾氣回收壓縮機運行情況，月累計停機次數達到7次，主要停車原因為壓縮機振動高高報、入口過濾器堵塞、冬季環境溫度低等原因造成。

表1 尾氣回收壓縮機停機次數統計

1 影響尾氣回收壓縮機運行時間的原因

1.1 壓縮機入口過濾器壓差高

尾氣回收壓縮機入口設計有錐形過濾器，主要用于保護壓縮機，防止粉塵等雜物進入機體造成設備損壞。壓縮機入口設有壓差表，用于觀察過濾器堵塞情況。線性低密度聚乙烯裝置尾氣回收壓縮機長期處于低負荷運行，尾氣中氮氣比例較高。由于壓縮比的不同，當尾氣回收壓縮機負荷處于100%運行時，尾氣回收壓縮機一、二段排氣溫度高，會導致聯鎖停機，故尾氣回收壓縮機只能處于50%負荷運行。當壓縮機50%負荷運行時，尾氣流速較低，尤其入冬后尾氣回收低壓冷卻器出口溫度會低至零下，導致尾氣中的異戊烷等重烴冷凝。冷凝的重烴與細粉混合易堵塞尾氣回收壓縮機入口過濾器，導致尾氣回收壓縮機入口過濾器頻繁堵塞，造成尾氣回收壓縮機入口前后壓差偏高。

1.2 尾氣回收低壓、級間冷卻器質量差

尾氣回收系統有低壓冷卻器和級間冷卻器，低壓冷卻器和級間冷卻器作用分別是通過循環水將尾氣壓縮機一級、二級入口尾氣溫度降低至40℃以下，循環水走管程，尾氣走殼程。通過對低壓冷卻器管程水壓試驗發現，部分管束有水流出，堵漏管束達到47根。同樣，級間冷卻器也發生存在內漏現象。由于循環水壓力高于尾氣壓縮機一級、二級入口壓力，在日常運行時循環水會進入尾氣中，水氣和粉料粘合后造成入口過濾器堵塞。

1.3 壓縮機自身因素

尾氣回收壓縮機停機主要因為一級、二級排氣溫度高高報、軸承溫度高，壓縮機機身振動高等原因，但就線性低密度聚乙烯裝置尾氣回收壓縮機停機的主要原因是壓縮機機身振動高。當尾氣回收壓縮機以75%負荷控制運行時，壓縮機振動會逐漸增大，當振動增加至4.0mm/s時會導致壓縮機聯鎖停機。

2 處理措施

2.1 尾氣回收壓縮機入口管線增加保溫

尾氣從脫氣倉排放至尾氣回收壓縮機入口，全程管線較長，入冬后當地氣溫較低，最低至-25℃。此過程會有部分異戊烷及重烴冷凝。針對這一現象，裝置在大檢修期間將脫氣倉至尾氣回收壓縮機入口管線全部增加保溫棉。同時控制尾氣回收壓縮機一、二級入口溫度均在30～40℃，這樣可以防止異戊烷及部分重烴冷凝。

2.2 保證尾氣回收換熱器質量

尾氣回收設計有低壓冷卻器、級間冷卻器以及高壓冷卻器，特別是低壓冷卻器和級間冷卻器，其工藝介質壓力低于循環水壓力。當管束發生泄漏時，循環水會進入工藝介質即尾氣內，與尾氣中微量的粉料黏合，糊住過濾器導致進出口壓差升高。在換熱器選型和采購時要嚴格保證換熱器質量，本裝置采用了管束厚為2.5mm的換熱器后，泄漏情況減少很多。當尾氣回收壓縮機入口錐形過濾器堵塞時對換熱器內漏情況進行排查甚為重要。

2.3 尾氣回收壓縮機定期維護

尾氣回收壓縮機要定期對卸荷閥、氣閥以及閥片溫度進行檢查，利用大檢修時對氣缸、活塞裙等重要部件檢查。在日常運行中，通過壓縮機一級、二級排氣壓力可判斷氣閥運行情況，此次主要針對壓縮機負荷在75%情況下震動高的原因，分析得出由于卸荷閥閥帽過高導致一級進氣卸荷閥不做功，后對卸荷閥進行維修后成功解決這一難題。

3 結語

通過對尾氣回收壓縮機入口管線增加保溫，保證尾氣回收換熱器質量以及尾氣回收壓縮機定期維護實施后，壓縮機運行周期得到有效延長，成功解決了影響壓縮機運行周期的因素，降低了因壓縮機非計劃停機而造成的原料浪費。