孙佳宝
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摘要：乙烯塔为低压法精馏方式，乙烯机前四段完成制冷和热泵操作，五段主要提供聚合级中压气相乙烯（35℃、3.5MPa），节省了外加气化器和增压泵，同时受负荷分配的影响，五段气相乙烯可转化到四段，经冷凝后转化为液态乙烯送至储罐储存。装置自开工以来乙烯机系统运行稳定，各项运行参数符合工艺要求。近期，乙烯机四段出口压力突然出现超压现象，压力值一度接近机组工艺联锁值，严重威胁机组的正常运转。经过紧急排放处理，超压现象得到消除。排放关闭后，随着机组的运转，压力缓慢升高，升高到一定值后，压力出现急剧升高的现象，操作上不得不采取紧急排放的方式处理超压问题。
关键词：乙烯制冷压缩机；频繁超压；原因；措施
1针对超压问题的原因分析
考虑到乙烯机一直运行稳定，后期乙烯机系统出现超压现象，工艺认为主要存在两方面的可能:①生产流程存在局部误动作，引起物料互窜的可能。②乙烯机与乙烯塔组成的热泵系统内出现物料组成变化，存在不凝气带人该系统的可能。
1.1热泵系统工艺流程
热泵系统工艺流程见图1。
1.2系统内工艺流程的排查
经过对乙烯塔侧、乙烯机冷剂循环侧、乙烯产品采出侧等与外界相联系的管线、阀门、盲板逐项排查，均未发现异常。同时对存在共用密闭排放点的管线和阀门进行确认，也未发现异常。从逐相排查结果来看，基本排除了生产流程存在局部误动作，引起物料互窜的可能。
1.3系统内物料组成的分析
根据工艺流程的特点，分别对乙烯塔塔顶、乙烯机各段气相吸人、冷剂收集罐顶部气相、五段气相采出等部位的物料组成进行采样色谱分析。
1.4引起超压现象的分析
碳二物流中夹带一定量的甲烷和一氧化碳(作为不凝气)，随着工艺流向流动，一部分不凝气和大部分乙烯在压缩机五段被排出，剩余部分在经过压缩机四段加压和冷凝器冷却后，碳二组份发生相变由气态转变为液态，进人冷剂收集罐。而此时不凝气同样经过冷却后未发生相变，以气态的形式进人冷剂收集罐，富集于罐顶。随着时间的积累，收集罐不凝气含量越来越多，表现出来的现象则是收集罐压力逐渐升高，当压力接近压缩机四段出口压力时，整个管系压力差消失，同时不凝气在冷凝器内无法流动又无法冷凝，形成很大的气阻，使压缩机四段出口压力迅速上涨。当采取紧急排放操作时，首先排放收集罐内不凝气，收集罐压力降低，管系压力差恢复，压缩机出口压力下降。乙烯机出口频繁超压说明有不凝气持续进入热泵系统，查找出不凝气来源是解决问题的关键。
2不凝气来源的查找
2.1乙烯塔进料组分分析
在S&W工艺中，乙烯塔进料有两部分组成，分别来自脱甲烷塔塔底和脱乙烷塔塔顶，为明确这两股进料组份中是否夹带甲烷，分别对脱甲烷塔塔底和脱乙烷塔塔顶两股物料馏出口采样进行色谱分析。乙烯塔两股进料中甲烷含量均符合工艺要求。并通过一段时间对样品的观察，发现脱甲烷塔塔底和脱乙烷塔塔顶两股进料不具备持续带入甲烷的情况。
2.2冷剂用户的排查分析
乙烯冷剂用户主要分布于乙烯装置冷分离区域，甲烷和一氧化碳含量都出现超标或偏高现象，尤其是一段吸入气相中的甲烷明显高于其它部位（怀疑存在不凝气向低压区偏移的可能）。针对此类现象，展开对冷剂用户是否存在内漏的排查分析，排查方向主要放在既含有甲烷又含有一氧化碳的冷剂用户。根据工艺流程特点，发现脱甲烷塔顶冷凝器和热集成单元冷凝器的物料侧均含有甲烷和一氧化碳物质，且工作压力均高于乙烯侧。脱甲烷塔顶冷凝器冷剂侧进口和出口物料组成发生严重的偏离。同时，脱甲烷塔顶冷凝器冷剂侧出口和热集成单元冷凝器冷剂侧出口混合后的气相甲烷含量较脱甲烷塔顶冷凝器冷剂侧出口有明显降低，说明两股物料混合后，一股甲烷含量高的物料被另一股甲烷含量低的物料所稀释，基本确定脱甲烷塔顶冷凝器存在严重内漏的情况。
3冷凝器内漏点查找和处理
3.1斗一工作参数及内部结构
脱甲烷塔顶冷凝器采用板翅式换热形式，其中A腔介质为脱甲烷塔顶物料，B腔介质为乙烯冷剂，其内部结构如图2所示。
3.2冷凝器内漏点查找
在确定脱甲烷塔顶冷凝器内漏后，为快速处理问题，分别采取对A腔和B腔进行隔离、倒空、置换操作。查找思路按以下两步进行:(1)打开设备
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人孔，由设备内间隙处查找泄漏点，查找是否有明显漏点。(2)在卜述查找无果的情况下，采用外接高压干燥空气通过A腔CBD口向A腔缓慢充压的方式在B腔侧进行大面积气密保压实验，排查泄漏点。经过(1)查找后，未发现明显漏点。在经过(2)查找后，当A腔压力达到1.78mPa时，发现在板翅式换热器右卜角出现明显气泡现象，且呈连续状。停止高压干燥空气供给，A腔压力出现衰减现象，保压失败。证明内漏点排查成功。
3.3漏点处理
根据板翅式换热器采用部分浇铸和多层钎焊的加工特点及特殊的金属材质，由专业设备人员经现场实地确认，提出在不堵塞多层物料流通通道的情况下，采用在B腔按原钎焊方向对漏点进行补焊的方案。
3.4故障的排除方法
（1）放出多余的制冷剂。用修理阀检测所放出的制冷剂，以R22为制冷剂的制冷系统，若低压压力为480KPa左右，制冷剂量基本正常，如果过量用制冷剂回收机回收系统中多余的制冷剂。（2）排放空气。用真空泵抽真空排放，将修理阀的高低软管分别接高压、低压截止阀的维修口，中间软管接真空泵，进行抽真空，使真空度达到130Pa为正常，也可用系统本身进行抽真空，抽完真空后用电子检漏仪检漏。（3）清洗冷凝器。清洗冷凝器上的积尘和油污，提高热交换效率，增加制冷量，减少耗电，或用R113清洗剂清洗冷凝器管道并吹污。（4）检查油污分离器性能，如果油污分离器性能正常，则系统能正常运行。（5）检修冷却塔，清洗水管、水阀和和过滤网，增加冷却水量，保证冷却水量充足。（6）检修冷凝器，对冷凝器的性能进行检测看各项功能是否正常。（7）开足排气阀，疏通排气管。
3.5乙烯制冷系统运行效果分析
冷凝器处理后，在乙烯制冷系统运行期间，分别从乙烯机系统物料纯度、乙烯机各段排出压力、乙烯机蒸汽耗量三个斱面对乙烯制冷系统的运行效果展开分析。（1）物料纯度分析。分别在乙烯塔塔顶、乙烯机各段气相吸入、冷剂收集罐顶部气相、五段气相采出五个代表性部位的物料组成进行采样色谱分析。分析数据显示C2H4≥99.98%，CH4＜1mL/m3,CO＜0.1mL/m3。（2）各段排出压力。与设计值比较，各段压力均处于合理范围，特别是四段排出压力未出现超压现象。（3）烯机耗气量。通过乙烯机四段出口超压前后的乙烯机耗汽量对比发现，在频繁超压期间乙烯机透平蒸汽耗量为71.3t/h,现阶段蒸汽耗量为67.8t/h,平均节省蒸汽量3.5t/h。
结论
乙烯装置流程复杂，换热器种类繁多，换热形式多样，在局部工艺参数出现严重偏离时，除优化工艺调整外，监控换热器运行状态也应作为考虑的主要方向。加强换热器监控和管理，确保装置在一个连续生产周期内高效优质完成生产任务。
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