輕重組分對丙烯制冷壓縮機操作的影響

孟憲聰

摘 要：本文主要闡述了乙烯裝置的壓縮機功能、流程和主要工藝條件。闡述了輕重組分對壓縮機產生的影響，并提出了相應的對策：輕質成分的污染，首先進行排氣，若含重組分被污染，應經丙烯一側排放到 CBD，并用起動水泵將其抽離界區;若在開車時有少量輕重組分，可采用逐步替換的方式來消除。本文敘述了在正常及不尋常條件下，系統補丙烯的處理，因存在內漏等原因，可以參照丙烯集液槽的液位來進行補料。

關鍵詞：輕重組分;丙烯制冷壓縮機;操作影響

丙烯制冷機是乙烯設備中的“心臟”，它與乙烯機之間的循環冷卻，是低溫分離不可或缺的冷媒。若因多種因素導致的制冷壓縮機不能工作，則整個乙烯設備將在5分鐘之內大面積停車，從而導致重大的經濟損失。某乙烯裂化設備為預脫丙烷預加氫法，而丙烯制冷機采用四級離心壓縮機，采用超高壓力渦輪為動力，采用封閉型循環。采用液體丙烯經節流膨脹，可為低溫制冷機的用戶提供在-40℃，-21℃，-1℃，25℃四種溫度級別。氣化后的各種等級的丙烯氣體被送至制冷壓縮機，壓縮至1.7 MPa，經冷卻水凝結后，再送入丙烯集液槽D-500再利用。

1流程及操作參數

在附圖1中示出了丙烯致冷壓縮機（99.64%的丙烯摩爾含量）的流程。在制冷機上，不管是負載的大小、段間槽的液位，或是系統的壓力，都必須使冷卻液的溫度保持穩定。

由1，2，3，4部分吸入罐頂部的丙烯氣吸入到丙烯制冷壓縮機中，壓縮后的丙烯被冷凝器E-CW-D冷凝，然后再送入丙烯冷液收集罐D-500，丙烯冷劑收集罐槽D-500將丙烯降溫至40℃后通過膨脹節流為四段間各用戶提供不同級別的冷量。

2輕重組分污染的影響

2.1輕組分

所謂的輕成分，就是由于丙烯制冷壓縮機在密閉的循環過程中，將CH4等從熱交換器中泄漏出來。

1）對四個冷卻壓縮機的排氣壓力及溫度進行測試。離心壓縮機的構造特性以及壓縮機的壓縮工藝使其輕成分（非凝結氣體）向量地聚集在壓縮機的排氣口和丙烯收集罐內，而且由于冷卻液不能凝結CH4等，所以四個部分的排氣壓力和溫度都會升高。2）流動有無起伏。組分的改變會引起流動的改變。3）對樣品進行檢測，以確定有無輕微成分的污染，確定特定的換熱器的泄漏部位[2]。

這時要注意調節和操縱制冷壓縮機，避免因制冷壓縮機進氣量減小而產生的喘振，應對最短的回流路線進行適當的調節，并對壓縮機的轉速和負載進行適當的調節。在保證壓縮機運轉的前提下，對所有有內漏成分的換熱器進行全面的檢測，找出泄露的原因;若泄露不大，可以調整放火炬，而不用停下來，等設備停機后再進行維修;若有需要，從界區中將缺少的丙烯補至收集罐，調整轉速、負荷和最少的回流路線，使冷氣壓縮機能夠繼續工作。當泄露數量很大而且不能很好地加以治理的情況下，就需要采取部分的停機措施來堵塞和替換。

2.2重組分

重整分污是在系統運轉期間，換熱裝置出現了內部滲漏（冷凍壓縮機使用干燥氣體進行封閉，因此不存在機油密封件泄露和再聚物的污染）。其中易發生內泄漏的是E-212，E-209，E-210等;在高壓端，C3重組分會泄漏到壓縮機中，導致壓縮機溫度、壓力、流量等發生變化，導致壓縮機溫度、壓力、流量等變化，無法正常供應-40攝氏度;壓力通常保持在36 kPa以下，溫度超過設定溫度。二是在壓縮工藝氣中存在著兩種不同的現象：一是因為工藝氣中的吸附濃度增加，而在相同的壓氣量下，排放壓力減小，能耗增加，從而導致了系統的工作性能的下降;一是若壓縮機稍有含油，則在壓縮時液相蒸發、容積膨脹、振幅升高、變形增加，導致連鎖式停機的危險，對壓縮機的運行有不良影響。一般一節抽吸槽為非液面運行，所以必須將壓強控制在36 kPa，若有再聚物的污染，將會以-40度的釜式換熱器為主，過量的話會被吸到另一部分。而一節抽吸槽中的液體太多，則會造成溫度與氣壓的失衡。

該工藝是將液態排氣（CBD）排出到換熱器的丙烯一側，同時將一部分抽吸罐內的液體通過D501從界區排出，或者將 CBD排出。若漏油量較小，不需停機，應盡可能保持制冷壓縮機工作，從灌注區及時導入漏油，查找漏油部位，以便設備維修。

2.3開車過程

在啟動時，若冷卻液中含有少量的泄漏物，則可以在運行時逐步將其從收集罐的頂端排出，或者由丙烯冷凝裝置E-501 A/B/C/D排氣閥門進行排氣。由于冷凝器在空載狀態下工作，所以沒有給使用者提供低溫等級的丙烯冷劑，而在制冷設備的正常工作中，由于輕質成分的持續釋放，丙烯冷劑逐漸被凈化，達到了凈化的標準。若在開車時將重整份引入到冷凝壓縮機，則在冷卻壓縮機運轉時，將重整份匯集于一節供使用者及一節抽吸槽內。若丙烯不足，則表示儲槽內的液體水平小于50%，這時需從界區引進液態丙烯進行補充，保證壓縮機運轉良好。當乙烯裝置中的聚合物級丙烯含量達到99.64%時，由自制的高純丙烯進行補充。

3系統補丙烯操作

3.1正常情況

由于制冷壓縮機的冷卻是一個封閉的循環，由于內部泄漏等原因，導致丙烯損失降低。E-501A/B/C/D是主要的損耗點。四級冷凍壓縮機的四個出口處裝有4個大容量的丙烯冷凝器E-501A/B/C/D，并用冷卻的循環水來凝結丙烯。在33攝氏度的低溫下，制冷劑的水壓是0.45 MPa。而四級冷卻壓縮機的出氣壓力是1.7 MPa，當換熱器出現內泄漏時，丙烯會泄漏到循環水中，導致丙烯流失。判定的辦法是開啟冷卻器管程導淋排放，檢查有無氣體，并對其進行取樣分析。此外，當冷箱系統排放輕、重組分時，必然會帶出一定數量的丙烯冷卻液，時間一長，就會導致丙烯的冷卻損耗。根據以往的經驗，制冷壓縮機的界區將會在1-2個月內進行一次補充，其主要根據的是冷庫的出料箱的液面水平（在這期間內，儲罐的水位是不是很高）。確保儲罐的水位保持在50%以上，以確保其正常的循環量。

3.2異常情況

若E-501A/B/C/D出現較大的內部泄漏，則丙烯耗損急劇增加，若2～3日再補一次，則會造成E-501A/B/C/D的嚴重內滲。此外，在這個時候要認真地查看有沒有漏油的換熱設備使用者。如果可以的話，可以進行部分的停機維修，以保證制冷的壓縮機不會停止運轉。

4結論

在丙烯制冷壓縮機工作過程中，當丙烯制冷劑在正常運轉和啟動時，若因組分和重量成分而導致密封的制冷劑被污染，則會對壓縮機產生很大的危害。要對其進行針對性的分析與判別，并采取適當的對策，使之能夠保證丙烯制冷裝置的正常運轉和啟動工作的順利進行。

參考文獻

[1] 康永軍. 丙烯制冷壓縮機選型技術[J]. 當代化工研究，2019（1）：66-67.

[2] 孫士權. 丙烯制冷壓縮機干氣密封氣源存在的問題與改造措施[J]. 化工設計通訊，2020，46（5）：16-17.