氨制冷系統在丁苯橡膠裝置的作用及注意事項

王天威

[摘 要]丁苯橡膠氨系統的作用：通過液氨的氣化帶走丁二烯與苯乙烯乳液共聚反應熱，使聚合反應在恒定的溫度下平穩進行。換熱后的氣氨返回氨制冷壓縮機內進行壓縮、冷凝成液氨再次返送給氨用戶，形成閉合回路。聚合反應熱的導出若是利用液氨的蒸發壓力不同蒸發溫度也不同的原理，通過改變液氨的蒸發壓力而控制物料溫度稱為濕法控制；通過改變液氨的進料量以改變聚合釜氨冷卻列管的傳熱面積，從而改變傳熱量為干法控制。

[關鍵詞]氨制冷系統；丁苯橡膠裝置；作用；注意事項

中圖分類號：G161 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）30-0399-01

1 氨制冷壓縮機參數的設定及意義

1.1 吸氣壓力的設定及意義

氨制冷壓縮機入口吸氣壓力320kPa（A），其設定的依據是聚合釜溫度控制采用的是干法控制，需要利用-7℃的液氨進行冷卻撤熱，查液氨飽和蒸汽壓與溫度對照表可知：-7℃的液氨所對應的飽和蒸汽壓力大致在0.315～0.341kPa（A）之間，故將氨制冷壓縮機入口吸氣壓力設定為320kPa（A）。當氨制冷壓縮機入口吸氣壓力低于320kPa（A）時，壓縮機將自動限制負荷加載，當吸氣壓力低于低于200kPa（A）將壓縮機將聯鎖停機以自我保護。

1.2 排氣壓力的設定及意義

氨制冷壓縮機壓縮后的高溫高壓氣氨經氨冷凝器利用循環水進行冷卻液化，循環水進水溫度要求≤30℃。查液氨飽和蒸汽壓與溫度對照表可知：30℃的液氨所對應的飽和蒸汽壓力1450.7kPa（A），故控制壓縮機排氣吸氣壓力不得大于1600kPa（A）。排氣壓力不得過高，否則不利于氣氨的冷卻液化；再者排氣壓力過高會造成設備安全閥起跳。當排氣壓力大于1600kPa（A）時，壓縮機將自動限制負荷加載；當壓力大于1750kPa（A）時，壓縮機延時2s聯鎖停機。在生產過程中，需要及時調整氨冷凝器E-7101循環冷卻水的用量以達到控制調節排氣壓力的目的。

1.3 排氣溫度及潤滑油溫度的設定及意義

壓縮機的排氣溫度取決于壓縮比、吸排氣阻力損失、吸氣溫度和變壓縮過程指數。排氣溫度過高不僅影響生產還會加劇設備的損耗，縮短設備壽命；此外還會加速油品惡化，降低潤滑油的性能和閃點等，甚至引起潤滑油自燃，導致壓縮機燒毀或壓縮機發生爆炸。對于RWBII767型壓縮機排氣溫度要求不得大于88℃，當排氣溫度高于100℃時將延時5s聯鎖停機。一般情況下，壓縮機內潤滑油油溫與排氣溫度成正比關系，油溫過熱將使潤滑油的粘度降低，導致軸承、氣缸產生不應有的磨損，甚至引起燒壞軸瓦、軸頸和拉傷氣缸壁的嚴重事故；油溫過低則潤滑油流動性能差，不容易布滿摩擦部位，嚴重時會形成半干摩擦。因此RWBII767型壓縮機潤滑油溫度要求在12.8～75℃之間。FrickRWBII767型壓縮機機組沒有潤滑油循環泵，因此冬季開工時要確保氨制冷壓縮機廠房內室溫不得低于12.8℃，否則備用氨制冷壓縮機將因油溫過低觸發聯鎖無法正常啟動。

2 氨系統開工前的注意事項

2.1 氨系統氣密性試驗

氣密性試驗應在氨系統管線吹掃的基礎上進行，氣密壓力可定為1.6MPa（G）。因氣密壓力要求較高，需要大型空壓機與氨系統焊接固定管線相連。建議先用0.6MPa（G）工廠風將氨系統升壓，然后再利用空壓機對系統升壓以節省氣密時間。先將系統慢慢升壓至0.2MPa（G），然后再分3～4個階段加壓至最高氣密壓力1.6MPa（G）。將系統壓力至少保持24h，在此期間除環境溫度引起的壓力變化外，不得有其它壓力變化（或者計算24h內系統的泄漏率<0.3%為合格）。注意事項：氨系統氣密時，需將整個氨系統流程全部打通，并系統中的玻璃板液位計、壓力變送器等不耐壓元件切出，升壓過程要緩慢，每到一個階段壓力下利用肥皂水或發泡劑檢漏，處理完漏點再繼續升壓。

2.2 氨系統氮氣置換抽真空操作

注意事項：（1）氨制冷單元抽真空操作需要利用真空泵接固定管線與系統相連，并將系統抽真空至3mmHg（絕壓）。（2）氨制冷壓縮機填注潤滑油工作可以在抽真空操作完成的基礎上進行，利用系統負壓進行加注，注意加注過程要防止潤滑油抽空而將空氣帶入系統。（3）聚合單元回收單元抽真空可以利用聚合單元蒸汽噴射器與氨系統相連抽至60～80kPa（A）（絕壓），并反復充氮氣抽真空直至系統中氧含量小于0.3%（v/v）為合格。

2.3 氨系統氣氨置換

建議將氨系統分為氨制冷單元與聚合單體回收單元兩部分進行。首先利用液氨槽車氣氨對氨制冷單元充壓0.20MPa（G）后取氣體樣分析氣氨含量≥95%為合格。氨制冷單元氣氨置換合格后，再對聚合回收單元氨系統進行置換。注意事項：（1）氨制冷單元抽真空合格后，可以利用負壓或卸氨泵將槽車內液氨卸至液氨貯罐內，然后再利用液氨貯罐內的氣氨對系統進行氣氨置換。充壓時要緩慢多次進行，以防液氨急劇氣化溫度下降造成罐體破裂危險。（2）氨制冷單元因真空度較高，氣氨置換一次性就能合格。聚合單體回收單元需要多次充氣氨置換，對氨系統泄壓時，一定要將氣氨泄至盛水的容器內進行吸收，嚴禁對空排放。

3 氨系統開工過程注意事項

氨系統聯運試車的目的：對氨系統管線進行實體填充并對氨制冷壓縮機單機試運，為聚合進料提供換熱保障。具體實施方案：利用水的比熱容大的特點，首先從化學品配制單元向聚合釜內填充60℃熱脫鹽水，再將氨系統流程打通，當氨制冷單元返回氣氨壓力在0.22MPa（G）時，即可啟動氨制冷壓縮機進行氨系統聯運。

注意事項：（1）氨系統聯運過程中，現場閥門、法蘭等部位若有泄漏，可以使用便攜式氨氣報警儀進行查漏并處理（當環境氨泄漏量≥30ppm氨氣報警儀將發出蜂鳴聲）。（2）必須啟動聚合釜攪拌器以加強換熱，要緩慢打開聚合釜液氨調節閥，并設定聚合釜溫度20℃并串級自動控制。（3）氨系統聯運過程中，聚合釜溫度不得低于0℃。發現聚合釜溫度異常低，應及時關閉液氨調節閥，防止聚合釜內氨列管凍裂。（4）當氨制冷壓縮機運行正常、各聚合釜溫度控制正常，表明氨系統聯運結束。此時應先將各聚合釜液氨調節閥組關閉，待聚合釜內氨液面降至零時再停運氨制冷壓縮機，以防止氨系統停運后釜內液氨氣化造成氨列管凍裂。

結論

本文分析了氨制冷壓縮機重點參數的設定及其意義，詳細研究了丁苯橡膠裝置氨系統在開工、停工及檢修過程中所遇見的問題并提出對策及注意事項，對其他類似橡膠裝置，尤其是將要停工檢維修的橡膠裝置具有較強的借鑒意義。

參考文獻

[1] 王錫玉，焦永紅.合成橡膠生產工[M].北京：北京化工出版社，2015-02：134.

[2] 曾建軍.螺桿壓縮機排氣溫度過高原因分析及處理[J].壓縮機技術，2016（4）：53-55.