（中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司乙烯廠，新疆 獨(dú)山子 833600）

聚乙烯換熱器效率的提高

郭 磊 時(shí)曉斌 李永華

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司乙烯廠，新疆 獨(dú)山子 833600）

針對(duì)聚乙烯流化氣換熱器效率降低的問(wèn)題，提出了解決方法，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，效果良好。

聚乙烯；流化氣換熱器；高壓水射流清洗技術(shù)

獨(dú)山子石化公司乙烯廠聚乙烯裝置采用英國(guó)BP公司專(zhuān)利技術(shù)，裝置年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為22萬(wàn)t/a，有動(dòng)、靜設(shè)備698臺(tái)，500多個(gè)控制閥，200多個(gè)儀表控制回路，包括溶劑回收、化學(xué)品儲(chǔ)存、鈦催化劑制備、鉻催化劑制備、預(yù)聚合和聚合等12個(gè)生產(chǎn)工序，采用的是DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。聚乙烯產(chǎn)品牌號(hào)共計(jì)73個(gè)，其中LLDPE牌號(hào)33個(gè)，以己烯－1為共聚單體的高強(qiáng)膜產(chǎn)品13個(gè)，HDPE牌號(hào)40個(gè)，其中鉻系產(chǎn)品14個(gè)。

一、聚乙烯工藝流程

獨(dú)山子石化公司乙烯廠聚乙烯裝置工藝流程如圖1所示。

圖1 聚乙烯工藝流程簡(jiǎn)圖

聚合反應(yīng)在聚合反應(yīng)器D400中連續(xù)進(jìn)行，旋風(fēng)分離器S400將循環(huán)氣中分離出來(lái)的細(xì)小顆粒通過(guò)噴射器J400返回聚合反應(yīng)器，流化氣經(jīng)過(guò)流化氣冷卻器E400初級(jí)冷卻后，由流化氣壓縮機(jī)C400增壓打循環(huán)，經(jīng)過(guò)最終冷卻器E401冷卻后進(jìn)入反應(yīng)器底部。流化氣壓縮機(jī)C400為氣相法聚乙烯流化床反應(yīng)器提供動(dòng)力，補(bǔ)償循環(huán)氣流通過(guò)流化床及冷卻器所產(chǎn)生的壓降，并保證一定的氣速使反應(yīng)器床層處于流化狀態(tài)。初級(jí)流化氣冷卻器E400進(jìn)出口安裝有一壓差表PDI406用以監(jiān)測(cè)換熱器堵塞情況，最終流化氣冷卻器E401進(jìn)出口安裝有一壓差表PDI415用以監(jiān)測(cè)換熱器堵塞情況。顯然，換熱器的換熱能力對(duì)于聚乙烯裝置生產(chǎn)至關(guān)重要，聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由E400、E401冷卻吸收。

二、聚乙烯流化氣換熱器出現(xiàn)的問(wèn)題

聚乙烯生產(chǎn)任務(wù)重，年產(chǎn)量要求超過(guò)22萬(wàn)t，因此需要流化氣換熱器長(zhǎng)周期使用，使用周期1年。長(zhǎng)期使用后流化氣換熱器打開(kāi)后發(fā)現(xiàn)初級(jí)冷卻器21/22E400堵塞情況極其嚴(yán)重，尤其是22E400，管束甚至被塑化的聚乙烯粉末大量堵死，最終流化氣冷卻器21/22E401堵塞情況較好，21E401基本沒(méi)有發(fā)生堵塞。

為了提高換熱效率，聚乙烯車(chē)間使用高壓水射流清洗槍?zhuān)▓D2）定期對(duì)換熱器進(jìn)行清洗。聚乙烯流化氣換熱器要求使用周期為1年，實(shí)踐證明，上述清洗方法無(wú)法滿(mǎn)足聚乙烯長(zhǎng)周期運(yùn)行要求。

圖2 高壓水射流清洗槍

三、聚乙烯流化氣換熱器效率低的原因

為了找到聚乙烯流化氣換熱器換熱效率低的原因，對(duì)清洗后的換熱器進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)在3m處管束表面上殘存大量塑化聚乙烯，在6m處管束表面上殘存大量片狀塑化聚乙烯，在9m處管束表面上殘存大量塊狀塑化聚乙烯。說(shuō)明使用高壓水射流清洗這些部位的效果看起來(lái)似乎很好，但超過(guò)1m長(zhǎng)度的管束清洗效果實(shí)際上很差，無(wú)法滿(mǎn)足清洗需求。

四、解決方法

1.高壓水射流清洗槍的改進(jìn)

為了解決換熱器效率低的問(wèn)題，需對(duì)高壓水射流清洗槍進(jìn)行改進(jìn)。將高壓水射流清洗槍改造成高壓水射流清洗軟槍?zhuān)洏屖褂酶邏很浌芘c清洗車(chē)連接，軟槍槍頭設(shè)計(jì)為自旋轉(zhuǎn)槍頭，槍頭兩側(cè)開(kāi)孔4個(gè)，清洗時(shí)，先將槍頭放入換熱器管束50mm處，然后清洗車(chē)增壓至100MPa以上，靠人力緩慢將清洗軟槍沿管束下放，槍頭自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)微細(xì)水射流清洗管束表面（圖3）。

圖3 高壓水射流清洗技術(shù)軟槍和槍頭

2.流化氣換熱器機(jī)械拋光技術(shù)的使用

使用軟槍清洗時(shí)，為了防止槍頭彈出傷人，必須先將槍頭放入換熱器管束50mm后再增壓清洗，因此換熱器上部50mm管束無(wú)法清洗。為此，采用機(jī)械拋光法對(duì)管束進(jìn)行清潔。拋光是靠電動(dòng)工具，使用特殊鉆頭去掉管內(nèi)部污垢。管束經(jīng)機(jī)械拋光后再使用高壓水射流清洗槍進(jìn)行二次清洗，保證拋光效果。

3.流化氣換熱器檢查驗(yàn)收

（1）管內(nèi)、外表面潔凈，見(jiàn)金屬光澤。

（2）換熱器洗凈率要達(dá)到98%以上。

五、結(jié)語(yǔ)

高壓水射流清洗技術(shù)改進(jìn)后，聚乙烯流化氣換熱器投用，初級(jí)流化氣冷卻器E400進(jìn)出口壓差表PDI406在42kPa左右，最終流化氣冷卻器E401進(jìn)出口壓差表PDI415在40kPa左右。使用12個(gè)月，初級(jí)流化氣冷卻器E400進(jìn)出口壓差表PDI406上漲至67kPa，最終流化氣冷卻器E401進(jìn)出口壓差表PDI406上漲至60kPa，完全滿(mǎn)足聚乙烯長(zhǎng)周期運(yùn)行要求。

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