摘要：作為我國石化工業(yè)的重點，乙烯工業(yè)生產(chǎn)丁二烯、丙烯、乙烯等非常重要的原料。因此，在石油化工產(chǎn)品中，許多國家都非常重視乙烯工業(yè)的發(fā)展，并把乙烯總產(chǎn)量作為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)之一。根據(jù)目前的情況，輕柴油和石腦油裂解制乙烯的主要工藝是采用順序分離工藝。其原理是利用不同的溫度將輕、重裂解氣中的含碳量分離出來，并在不同的溫度下蒸餾分離出來，生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品。在正常條件下，在室溫和適當(dāng)?shù)膲毫ο?，可以分離出三種或三種以上的碳組分。分離是在低溫下進(jìn)行的。此外，乙烯的儲存也需要低溫。此時，能適應(yīng)低溫介質(zhì)的泵必須循環(huán)加壓，這種介質(zhì)的裝載、儲存和卸載也需要低溫泵送。低溫泵的工作條件非?？量?，因此對低溫泵的選擇和運行也提出了更高的要求。本文主要討論低溫泵在選型和運行中可能遇到的問題。

關(guān)鍵詞：乙烯裝置;低溫泵;選型;運行

前言

乙烯裝置中的低溫介質(zhì)多采用離心泵輸送，由于介質(zhì)多為易燃易爆介質(zhì)，且溫度很低，易汽化。因此，這些低溫泵的使用必須非常嚴(yán)格，因此對如何選擇和操作低溫泵也提出了更高的要求。本文主要介紹了乙烯裝置低溫泵選型和運行中需要考慮的問題，研究了相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)工程人員提供了理論參考。

一、低溫泵的選擇

1.1基本結(jié)構(gòu)選型

為了應(yīng)對低溫泵惡劣的工作條件，乙烯裝置通常選用立式雙套管泵，即aip610中的vs6或vs7離心泵。這主要是為了保證臥式泵在輸送低溫流體時，在冷態(tài)下難以進(jìn)行機(jī)械密封的情況下，其密封性能。氫氣或部分氣化的氣體介質(zhì)中的不溶性氣體很難去除，泵體也很難冷卻。因此，使用立式插裝泵時，可適當(dāng)增大機(jī)械密封與低溫介質(zhì)的距離，排氣也十分方便。泵體部分埋置，不受電機(jī)的熱風(fēng)、氣溫和陽光的影響，易于保持低溫。泵體結(jié)構(gòu)非常對稱，溫度變化時變形較大。由于結(jié)構(gòu)垂直，最適合于空化邊緣小的設(shè)備。第一級葉輪位于第一級葉輪和泵中心線之間的最低位置。勢能差增大了液體灌注壓頭，使一級葉輪組的汽蝕余量大大增加;雙殼體的內(nèi)殼完全浸入介質(zhì)中，殼體只承受吸入壓力，可以減小內(nèi)殼與殼體的相對壓差，有助于提高綜合實力。

1.2材料選擇

為了確保低溫泵的長期穩(wěn)定運行，在低溫條件下選擇合適的材料非常重要。一般選擇奧氏體不銹鋼作為與介質(zhì)接觸的金屬材料。低溫泵中的非金屬材料主要用于軸封，通常選擇使用石墨，玻璃纖維增強(qiáng)的聚四氟乙烯等材料。

1.3軸承與潤滑選擇

對于具有垂直多級結(jié)構(gòu)的低溫泵，上軸承通常是滾動軸承，位于機(jī)械密封上端的特殊軸承箱中，并用稀油潤滑。如有必要，應(yīng)為儲物箱添加其他輔助冷卻管。下軸承是一個滑動導(dǎo)向軸承，浸入在低溫介質(zhì)中并由該介質(zhì)潤滑。下軸承主要用作限制泵軸同心度的中間支撐。根據(jù)泵軸的長度，可以設(shè)置不同數(shù)量的軸承。

二、低溫泵的操作問題

2.1操作特點

2.1.1低溫高壓的工作條件

乙烯裝置的低溫泵通常處于十分惡劣的低溫高壓的工作條件。根據(jù)乙烯裝置中低溫泵的主要運行參數(shù)，可以看出泵送介質(zhì)的溫度非常低，均低于40°C，其中脫甲烷塔回流泵的溫度甚至低于負(fù)的一百三十?dāng)z氏度。泵體在低溫條件下易發(fā)生冷脆，這對泵體材料的選擇和加工提出了更嚴(yán)格的要求。另外，不管乙烯，丙烯或甲烷塔鍋爐的液體在常溫下均處于氣態(tài)，以確保它們處于液態(tài)，泵的吸入壓力都相對較高，乙烯工廠中的低溫泵通常必須滿足較高的要求，出口處的壓力也很高。因此，泵體應(yīng)該能夠承受高壓，并且密封結(jié)構(gòu)也應(yīng)該適合于密封高壓條件。

2.1.2特殊的低溫介質(zhì)

大量裂解氣的冷凝液在常壓下為輕質(zhì)的氣態(tài)。與普通的液化蒸汽相比，它更容易汽化，更易燃易爆。通常，介質(zhì)的滲透性都較強(qiáng)。對于脫甲烷塔的回流泵，其滲透性比普通氣體如氧氣和氮氣要強(qiáng)得多。因此，無論是靜態(tài)密封還是動態(tài)密封，都要求低溫泵不得泄漏。

低溫泵所輸送的介質(zhì)基本上處于飽和狀態(tài)，或有輕微的溫度過低。這種狀態(tài)下的介質(zhì)對溫度非常敏感。如果溫度變化25%，則汽化壓力通?？梢宰兓?00%甚至200%。同時，介質(zhì)的物理性質(zhì)也會發(fā)生變化，例如密度和比熱值。介質(zhì)的這種特性對泵的密封，氣蝕性能以及是否可以順利切斷的問題提出了新的要求。

對于每種低溫液化的氣體，都有一定的溫度，無論施加多大的壓力，都無法將其液化。該溫度稱為氣體的臨界溫度。在臨界溫度下液化氣體的最小壓力稱為氣體的臨界壓力。如果由低溫泵輸送的低溫泵的溫度由于某些原因而升高，例如軸承摩擦，密封端面上的摩擦等，并且其溫度接近或高于臨界溫度，則必定會將介質(zhì)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)。此時如果不及時采取措施，操作必定會異常，這是許多低溫泵無法正常運行且密封失效的重要原因之一。

2.2具體操作

2.2.1輔助管路

低溫泵的輔助管路系統(tǒng)除密封輔助系統(tǒng)和軸承冷卻管路外，還應(yīng)在泵的入口和出口管路上有一個出口孔。其中，應(yīng)特別注意確保氣路接口。由于介質(zhì)包含少量不溶性氣體或由于運行過程中局部溫度變化而導(dǎo)致的少量蒸發(fā)，因此應(yīng)排除這部分氣體，否則它將積聚在泵的入口和出口以及用于振動或氣蝕的泵。通常，氣體管線出口位于泵入口和出口部分的最高端。當(dāng)泵運行時，該管線與塔或罐的上部氣相始終保持連通。為了便于清潔和沖洗空氣以及更換空氣，有時使用沖洗噴嘴的方法。

2.2.2開車

與其他設(shè)備相比，低溫泵的開車過程較復(fù)雜，而且循環(huán)時間很長，主要過程包括清潔，沖洗，干燥，預(yù)冷和開車。

（1）清潔。在低溫泵的制造和使用過程中，其泵體內(nèi)有許多有害物質(zhì)。因此，內(nèi)部物質(zhì)應(yīng)在原始使用前進(jìn)行處理，以防止由于低溫凍結(jié)而導(dǎo)致泵的使用和穩(wěn)定性。在特定的清潔過程中，可使用汽油填充泵體內(nèi)部以溶解內(nèi)容物，然后進(jìn)行清洗。至于干燥，可以先使用干燥氮氣，然后使用無水甲醇吸收其中包含的水分，然后沖洗并清潔。

（2）沖洗并更換。清潔后，用干燥的氮氣吹掃徹底沖洗1小時以上，清潔效果會更好。通過將干燥的氮氣吹入泵體內(nèi)，可以替換內(nèi)部的易燃易爆空氣，從而確保安全運行。通過在開車前使用低溫氮氣變化也具有初步的預(yù)冷卻效果。

（3）預(yù)冷卻泵體。必須考慮泵體的預(yù)冷卻，因為這是低溫泵的獨特啟動過程。一方面，由于在直接操作中泵體的工作溫度非常低，因此當(dāng)泵體受到低溫影響時會在泵體中產(chǎn)生變形和彎曲的不利影響。因此，可以通過預(yù)冷卻來避免上述效果，以確保泵的平穩(wěn)運行。再者，由于乙烯是一種相對易蒸發(fā)的物質(zhì)，溫度對其影響很大，因此必須在首次使用之前預(yù)冷之后再使用低溫泵，以防止在檢查和維修中出現(xiàn)大量的氣體。這樣，通過科學(xué)的預(yù)冷卻可以確保開車的順利進(jìn)行。

（4）開車

預(yù)冷完成后，如果啟動時沒有問題，就可以開車。在開車之前，需要確保已調(diào)試所有密封輔助系統(tǒng)，并且所有壓力和溫度參數(shù)均正常。開車后，需要密切注意密封輔助系統(tǒng)的狀況。通常，啟動低溫泵后，務(wù)必確保在2小時內(nèi)所有運行參數(shù)和工作條件滿足正常開車的要求，直到系統(tǒng)穩(wěn)定。

三、結(jié)語

綜上，乙烯工業(yè)在當(dāng)前化工行業(yè)中占據(jù)重要地位。而乙烯裝置中的低溫泵通常處于低溫高溫的嚴(yán)苛的工作條件，而其輸送的介質(zhì)又十分特殊，具有滲透性強(qiáng)、易燃易爆、汽化壓力容易受溫度影響等特性。因此，低溫泵在運行過程中尤其是在進(jìn)行開車時容易發(fā)生故障，阻礙正常運作。對此，本文主要對乙烯裝置中低溫泵的選型和操作問題進(jìn)行了探討，以期對設(shè)計和操作低溫泵的相關(guān)工作人員提供理論參考，推動乙烯工業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金波，陳亞林.乙烯裝置低溫泵的選型與操作問題探討[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2010，31（04）：24-26+29+26.

作者簡介：徐可軍性別：男，出生曰期：1964年07月09日。民族：漢。籍貫：黑龍江省青岡縣。在大慶石化公司化工一廠乙烯車間，操作工作。聯(lián)系地址：大慶石化公司化工一廠乙烯車間。郵編：163714

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