乙烯裝置低溫甲烷泵機械密封失效原因分析及優化改造

古紅星,周 琳，周家成，王小嚴，趙 攀

(中國石油獨山子石化公司乙烯廠乙烯一聯合車間，新疆 獨山子 833699)

某石化百萬噸乙烯裝置采用德國LINDE技術，于2015年7月經歷第2次大檢修后投產運行。裝置運行1年后，裝置深冷分離區2臺低溫甲烷泵機械密封(簡稱機封)頻繁出現外漏和內漏，機泵運行周期大大縮短，威脅著下游冷箱設備的安穩運行，同時也影響了乙烯裝置的長周期運行、乙烯收率、氫氣產品產量和經濟效益的提高。

1 低溫甲烷泵介紹

低溫甲烷泵10-P-4171/S是乙烯生產裝置深冷分離技術的重要設備，作為乙烯裝置甲烷和碳二精細分離的核心設備，其運行的穩定性對降低乙烯損失、提升乙烯收率至關重要。其工作流程大致如下：通過電機驅動將脫甲烷塔頂部的冷凝下來的-97 ℃的低溫液相、易汽化、有毒害的甲烷輸送至板翅式冷箱內繼續冷卻降溫至-162 ℃，然后送至碳二吸收塔頂作為回流，洗滌塔頂碳二餾分，以穩定氫氣產品的純度、減少乙烯損失，同時維持裝置深冷區的冷量平衡。

低溫甲烷泵原設計為2臺泵，1開1備。該泵為SVN-V1×11型立式懸臂泵，單級閉式葉輪，上端采用一對7311角接觸球軸承承載軸向力，下端采用滑動軸承承載徑向力(見表1)。該泵配套密封為API 682 3CW-FB帶壓串聯面對背結構的接觸濕密封，大氣側密封采用浮裝式L型靜環配合動環密封，介質側密封采用耐低溫的金屬波紋管密封。工作時候，密封液在動、靜環間形成1～3 μm的液膜，并在密封腔內、外側形成0.2～0.3 MPa(表)的密封壓差，從而達到密封的效果。……