苗 偉，劉軍平

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 靖邊 718500）

榆能化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(chǎn)工藝，裝置年生產(chǎn)能力為30萬噸，裝置排放氣回收系統(tǒng)如圖1，主要通過冷卻、壓縮系統(tǒng)將脫氣倉排放氣體中的丁烯，異戊烷等原料回收利用。排放氣回收系統(tǒng)投用時(shí)，從脫氣倉頂部過濾器出來的排放氣，首先經(jīng)入口保護(hù)過濾器，然后經(jīng)過壓縮機(jī)出來后。氣體經(jīng)過高壓冷卻器和高壓冷凝器分別冷卻至40℃和-10℃后，凝液收集在高壓集液罐中，經(jīng)高壓凝液回收泵送回反應(yīng)器進(jìn)料系統(tǒng)。高壓冷凝器用-20℃乙二醇的水溶液做制冷劑將工藝流體冷至-10℃。制冷劑由排放氣回收制冷系統(tǒng)供給[1]。由于裝置排放氣回收系統(tǒng)制冷設(shè)計(jì)溫度長期高于設(shè)計(jì)值，不能完全將原料回收利用，導(dǎo)致回收液流量偏低。液體主要包含共聚單體（丁烯-1和己烯-1）和異戊烷。

圖1 排放氣回收系統(tǒng)工藝流程

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年全年線性低密度聚乙烯裝置排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度統(tǒng)計(jì)情況如圖2。制冷溫度基本在-7℃，偶爾會(huì)有達(dá)到設(shè)計(jì)值-10℃情況。制冷溫度的持續(xù)性高會(huì)造成原料回收利用低偏低。

圖2 2016年1-12月份制冷溫度統(tǒng)計(jì)表

1 影響排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度高的原因分析

根據(jù)對(duì)排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度高進(jìn)行分析，冰機(jī)工藝介質(zhì)出口溫度偏高、乙二醇流量偏小、冰機(jī)運(yùn)行工況不合適、泵出口流量偏高、冰機(jī)真空度、儀表問題以及蒸發(fā)器換熱效果差等。

1.1 高速泵回流閥開度

由于回收液通過高壓集液罐后，再經(jīng)過高速離心泵增壓溫度會(huì)明顯升高。當(dāng)正常生產(chǎn)期間回收液進(jìn)入反應(yīng)器流量約為泵出口流量設(shè)定的21%。通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，平時(shí)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)高速泵出口回流閥開度基本在65%～72%，閥門開度過大會(huì)導(dǎo)致大部分回收液通過回流閥重新進(jìn)入高壓集液罐，無形中使得制冷溫度偏高。

1.2 低壓、級(jí)間冷卻器質(zhì)量

低壓冷卻器和級(jí)間冷卻器主要用于將回收氣溫度降低，但是其質(zhì)量若較差，發(fā)生管程內(nèi)漏，會(huì)造成冷卻水內(nèi)漏至工藝氣，從而導(dǎo)致管束堵塞，換熱效果差。通過2016年對(duì)E-5217內(nèi)漏情況調(diào)查顯示，對(duì)低壓冷卻器管程打壓發(fā)現(xiàn)，部分管束有水流出。通過統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)泄漏管束達(dá)到47根。同樣級(jí)間冷卻器也發(fā)生過內(nèi)漏現(xiàn)象，從而水氣和粉料黏合后造成換熱器管束堵塞，影響換熱器換熱效果[2]。

1.3 冰機(jī)運(yùn)行控制模式

冰機(jī)主要用于將冷凍機(jī)冷卻至-20℃，然后通過冷凍液對(duì)回收氣進(jìn)行再次冷卻，使得其溫度達(dá)到預(yù)期值。但是若冰機(jī)在采用溫度模式控制時(shí)，當(dāng)目標(biāo)溫度到達(dá)目標(biāo)值后會(huì)空載，待溫度高于設(shè)定值后再次加載工作，這樣會(huì)導(dǎo)致制冷溫度往復(fù)波動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)高于設(shè)定值的情況。

1.4 乙二醇流量和冰點(diǎn)

乙二醇作為排放氣回收系統(tǒng)的冷凍機(jī)，主要作為回收氣再次冷卻的冷介質(zhì)。其主要是由54%的乙二醇和46%的脫鹽水組成的水溶液。一方面若其流量偏小，會(huì)造成冷卻介質(zhì)因流量不夠而導(dǎo)致?lián)Q熱不徹底現(xiàn)象；另一方面其冰點(diǎn)需低于目標(biāo)溫度至少5℃以上，防止換熱器管束發(fā)生膜結(jié)冰現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱效果差。

1.5 冰機(jī)真空度

冰機(jī)在初次投入使用前或者經(jīng)過檢修后，必須做抽真空氣密試驗(yàn)，這樣可防止因系統(tǒng)含有水分而導(dǎo)致的問題，需要在充注制冷劑和油之前對(duì)冰機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空。若系統(tǒng)氣密不好或者含有水分，會(huì)導(dǎo)致冰機(jī)效率降低，制冷劑和油不能完全分離。

2 處理措施及效果

2.1 調(diào)整高速泵回流閥開度

為解決這一問題，線性低密度聚乙烯裝置一方面通過對(duì)高速泵出口流量進(jìn)行調(diào)整，控制泵最小回流閥開度至10%～40%，使得回收液返回高壓集液罐的流量降低；另一方面要求崗位人員每兩h對(duì)運(yùn)行高速泵巡檢一次，設(shè)備技術(shù)管理人員每天巡檢一次，通過巡檢來監(jiān)控泵的運(yùn)行工況。

2.2 改變冰機(jī)運(yùn)行控制模式

線性低密度聚乙烯裝置設(shè)備管理人員通過將冰機(jī)由溫度控制變?yōu)閴毫δＪ娇刂疲ㄟ^冰機(jī)入口壓力與出口壓力的壓縮比控制，使得冰機(jī)處于持續(xù)加載狀態(tài)。這樣可以保證冷凍機(jī)溫度穩(wěn)定持續(xù)維持在目標(biāo)值以下，從而對(duì)排放氣可以持續(xù)冷卻，不會(huì)造成溫度波動(dòng)，更不會(huì)出現(xiàn)高于目標(biāo)值的情況發(fā)生。

2.3 清理低壓、級(jí)間冷卻器

在對(duì)換熱器檢查發(fā)現(xiàn)，低壓和級(jí)間冷卻器管束會(huì)出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象，由于循環(huán)水壓力高于排放氣壓力，這樣就會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水進(jìn)入管束，造成冷卻器管壁黏有粉料和水，換熱器效率降低，從而不能降低排放氣溫度。為了防止這一現(xiàn)象發(fā)生，需定期對(duì)冷卻器進(jìn)行檢查試壓。榆能化公司線性低密度聚乙烯裝置就發(fā)生過低壓和級(jí)間冷卻器管束泄漏的情況，通過消漏試壓后可成功解決這一問題。

3 結(jié)果

通過對(duì)影響排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度高的原因分析以及相應(yīng)措施的實(shí)施后，排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度在正常運(yùn)行時(shí)成功達(dá)到專利商設(shè)計(jì)值要求，詳見圖3。

圖3 實(shí)施后排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度統(tǒng)計(jì)

由圖3看出，通過對(duì)高速泵回流閥開度的調(diào)整、冰機(jī)運(yùn)行控制模式的改變以及低壓、級(jí)間冷卻器的清理，有效解決了影響排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度高的問題，降低了因排放氣回收系統(tǒng)制冷溫度高而造成的原料浪費(fèi)，為裝置降本增效而做出了巨大貢獻(xiàn)[3]。