關(guān)于乙烯裝置低溫泵操作問(wèn)題的探討

關(guān)洪飛(大慶石化公司化工一廠裂解車(chē)間，黑龍江 大慶 163714)

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)石油化工行業(yè)迅速發(fā)展，乙烯工業(yè)是石油化工行業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)，以生產(chǎn)乙烯、丙烯等產(chǎn)品為主，其作為原料廣泛應(yīng)用于他行業(yè)中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。乙烯工業(yè)的發(fā)展水平，已成為衡量這個(gè)國(guó)家石化工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。目前我國(guó)高度重視乙烯工業(yè)的發(fā)展。乙烯的制作過(guò)程中，通常利用輕烴、石腦油以及輕柴油等進(jìn)行有效的分解，按照規(guī)定流程完成乙烯的制作。在實(shí)際的分離過(guò)程中，其產(chǎn)生的溫度不同，并按照不同程度的碳量在相對(duì)應(yīng)的溫度下分離。在該分離中可利用精餾的方式，達(dá)到良好的分離效果，繼而能夠分離不同的產(chǎn)品。一般情況下，通過(guò)壓力作用，不同的成分分離的溫度也不相同。例如碳三及其以上組分在正常的大氣壓強(qiáng)下，可直接分離；碳二組分分離的溫度相對(duì)較低，通常為-40 ℃；甲烷等組分可在較低溫度下完成分離。在分離過(guò)程中，若溫度未能達(dá)到理想狀態(tài)，則需對(duì)低溫泵進(jìn)行加壓，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可有效分離出相應(yīng)的乙烯。同時(shí)，在該物質(zhì)儲(chǔ)存過(guò)程中，需使其環(huán)境處于低溫狀態(tài)，因此對(duì)低溫泵的工作要求相對(duì)較高，對(duì)其操作也有著較多的要求，針對(duì)其存在的操作問(wèn)題應(yīng)當(dāng)加以注意。

1 低溫泵的操作特點(diǎn)

1.1 介質(zhì)溫度低

表1 為大慶石化化工一廠裂解車(chē)間E1裝置中低溫泵參數(shù)。通過(guò)對(duì)表1的觀察，在泵送環(huán)境下，其溫度低，并且在脫甲烷塔回流泵操作時(shí)，其溫度在-98 ℃，若將普通材料放置在該環(huán)境下，會(huì)造成材料發(fā)生冷脆的現(xiàn)象，加大了材料加工要求，工作人員需加以重視。

1.2 介質(zhì)壓力高

大部分物質(zhì)在常溫下處于氣態(tài)，如：乙烯、丙烯等，在其應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)使其保持液態(tài)的狀態(tài)。并且，泵具有較高的吸入以及出口壓力，在乙烯裝置中，對(duì)低溫泵的應(yīng)用有著較高的工藝要求，為此，泵體應(yīng)具有密封高壓以及承受高壓的特點(diǎn)。

表1 乙烯裝置中的低溫泵操作參數(shù)

1.3 裝置汽蝕余量低

在乙烯裝置中，低溫泵操作還具有汽蝕余量低的特點(diǎn)。在泵送介質(zhì)中，其源自于裝置的貯罐。并且在該貯罐中，壓力呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，汽蝕余量低，NPSHa通常趨近于零。因此，在實(shí)際操作過(guò)程中，操作人員應(yīng)當(dāng)采用有效的方式，以提高其余量，從而避免產(chǎn)生汽蝕。

1.4 介質(zhì)極易氣化

通過(guò)對(duì)表1的觀察分析，在常溫環(huán)境下，低碳量輕烴類(lèi)的氣化壓力較高，并且在其正常工作溫度中，其入口處逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，從而極易氣化。使泵在運(yùn)行中出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題，容易引發(fā)振動(dòng)、磨損等現(xiàn)象。同時(shí)，在低溫介質(zhì)經(jīng)常在過(guò)冷的環(huán)境下，對(duì)溫度的感知力較強(qiáng)，當(dāng)溫度變化在25%左右時(shí)，則氣化壓力可達(dá)到100%～200%。為此，低溫泵在工作過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保其具有良好的穩(wěn)定性，并要求泵體結(jié)構(gòu)應(yīng)力平衡，避免其發(fā)生變形的情況。乙烯溫度、氣化壓力變化曲線如圖1所示。

圖1 乙烯溫度、氣化壓力變化曲線

1.5 操作周期長(zhǎng)

一般情況下，乙烯裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，大約在3年以上，并且處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下。由于低溫泵需保冷，使其拆裝難度較大，同時(shí)也極易產(chǎn)生故障，因此需提高泵組的可靠性，增加其運(yùn)行周期[1]。

2 低溫泵的操作

2.1 低溫泵的輔助管路

在乙烯裝置的低溫泵操作中，有著較多的注意事項(xiàng)，操作人員在實(shí)際操作過(guò)程中，需更加重視。在低溫輔助管路的操作中，應(yīng)當(dāng)在其進(jìn)出口均設(shè)置相應(yīng)的排氣口，有利于操作人員實(shí)時(shí)檢查其預(yù)冷的效果。并且在運(yùn)行過(guò)程中，可有效排除泵體內(nèi)的氣體，以此開(kāi)展灌泵操作，將本體中的氣相線與罐的頂部進(jìn)行充分銜接，避免在低溫泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。同時(shí)，還可設(shè)置相應(yīng)的吹掃管口，有效進(jìn)行清洗以及換氣。

2.2 低溫泵的開(kāi)車(chē)

針對(duì)乙烯裝置的低溫泵操作相對(duì)復(fù)雜，時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，經(jīng)常為3～4 h，在首次開(kāi)車(chē)時(shí)會(huì)達(dá)到5～6 h。在日常應(yīng)用過(guò)程中，需按照具體的操作步驟完善對(duì)低溫泵的有效工作，如：清洗、吹掃、預(yù)冷、開(kāi)車(chē)等。

(1)清洗。在低溫泵長(zhǎng)時(shí)間的工作下，其內(nèi)部會(huì)存有大量的油污以及水分。因此，需定期對(duì)其進(jìn)行清洗，避免其在低溫下成固態(tài)，不利于低溫泵的正常使用。在清洗過(guò)程中，操作人員需在泵內(nèi)灌入汽油，有利于快速溶解油污，并利用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓛簦缓蠊嗳胂鄳?yīng)的甲醇，充分吸干水分，最后利用經(jīng)過(guò)烘干處理的霧氣將存留的甲醇充分清潔。

(2)吹掃和置換。低溫泵清洗完成后，需利用氮?dú)鈱?duì)其進(jìn)行吹掃，并保持在60 min以上。低溫泵傳輸?shù)奈镔|(zhì)大多數(shù)有易燃易爆的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)蜏乇弥写媪糨^多的空氣，則會(huì)引發(fā)大范圍的爆炸。為此，在傳輸前期，需在其內(nèi)部攝入氮?dú)猓瑢⒌蜏乇弥械目諝膺M(jìn)行充分置換，保證其體內(nèi)的含氧量在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，當(dāng)露點(diǎn)在-65 ℃以下時(shí)，則達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在低溫泵開(kāi)車(chē)之前也可使用氮?dú)膺M(jìn)行置換。以此有效起到預(yù)冷的作用[2]。

(3)預(yù)冷。溫度的變化對(duì)低溫泵產(chǎn)生不良影響，容易造成泵軸彎曲。因此，在其開(kāi)車(chē)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充分預(yù)冷，該操作也是開(kāi)車(chē)過(guò)程中重要的內(nèi)容之一，若能達(dá)到預(yù)冷的狀態(tài)，則也可將其看作60%的開(kāi)車(chē)。但是在該操作中，工作人員應(yīng)當(dāng)加以注意，在預(yù)冷時(shí)，密封輔助系統(tǒng)逐漸達(dá)到工作狀態(tài)，并且在預(yù)冷過(guò)程中，可先選用氣相預(yù)冷，將介質(zhì)緩慢地流入低溫泵中。在該過(guò)程中，會(huì)使介質(zhì)逐漸氣化，低溫泵中的部件，均處于氣態(tài)介質(zhì)中，該介質(zhì)的熱容量相對(duì)較小。為此，泵軸等溫度上升也相對(duì)緩慢。同時(shí)，在該方式預(yù)冷下，操作人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)開(kāi)通相關(guān)接口，促使低溫泵內(nèi)部的介質(zhì)不斷氣化，并關(guān)閉其閥門(mén)，避免較多的介質(zhì)從管線中逐漸排放。在氣相預(yù)冷過(guò)程中，其冷卻速度大約在1 ℃/min，同時(shí)，逐漸增加進(jìn)液量，并將排空管線關(guān)閉。此時(shí)，低溫泵中的過(guò)流比部件會(huì)全部沉浸在介質(zhì)中，在液體增加時(shí)，其速度仍然較慢，并且，在該過(guò)程中，操作人員應(yīng)當(dāng)不斷打開(kāi)氣相線閥門(mén)，從而使氣體不斷排出，確保閥門(mén)能夠常通。另外，在一系列操作完成后，可打開(kāi)部分閥門(mén)，若低溫泵中排空管線外表出現(xiàn)結(jié)霜的現(xiàn)象，則表明內(nèi)部的氣體排空，此時(shí)能夠關(guān)閉閥門(mén)；當(dāng)?shù)蜏乇脙?nèi)含有介質(zhì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持1～2 h，保證低溫泵的部件處于穩(wěn)定狀態(tài)中，溫度未發(fā)生較大的波動(dòng)。以此借助盤(pán)車(chē)的方式，有效檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子的情況，確保其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，若在檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)泵軸彎曲并且無(wú)法盤(pán)車(chē)，操作人員應(yīng)當(dāng)降低預(yù)冷的速度，以此達(dá)到良好的檢驗(yàn)效果[3]。

(4)開(kāi)車(chē)。在一系列的操作完成后，若均達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行開(kāi)車(chē)操作。若在檢驗(yàn)時(shí)，無(wú)法盤(pán)車(chē)，操作人員應(yīng)當(dāng)將介質(zhì)放出，提高低溫泵的溫度，使其達(dá)到常溫的狀態(tài)。并檢查泵軸質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行更換。當(dāng)盤(pán)車(chē)成功后，需再次進(jìn)行預(yù)冷操作。

操作人員在開(kāi)車(chē)前期，需保證各項(xiàng)系統(tǒng)均達(dá)到工作的狀態(tài)，并且各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到正常的標(biāo)準(zhǔn)。在開(kāi)車(chē)后，操作人員應(yīng)當(dāng)加大關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行情況，確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

乙烯裝置中的低溫泵在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，通常容易發(fā)生故障，因此操作人員在該過(guò)程中需注意實(shí)際情況。文章對(duì)相關(guān)操作進(jìn)行充分闡述，可為操作人員提供參考。