關于乙烯裝置低溫泵操作問題的探討

關洪飛(大慶石化公司化工一廠裂解車間，黑龍江 大慶 163714)

0 引言

現階段，我國石油化工行業迅速發展，乙烯工業是石油化工行業的核心產業，以生產乙烯、丙烯等產品為主，其作為原料廣泛應用于他行業中，在國民經濟中占有重要的地位。乙烯工業的發展水平，已成為衡量這個國家石化工業水平的重要標志之一。目前我國高度重視乙烯工業的發展。乙烯的制作過程中，通常利用輕烴、石腦油以及輕柴油等進行有效的分解，按照規定流程完成乙烯的制作。在實際的分離過程中，其產生的溫度不同，并按照不同程度的碳量在相對應的溫度下分離。在該分離中可利用精餾的方式，達到良好的分離效果，繼而能夠分離不同的產品。一般情況下，通過壓力作用，不同的成分分離的溫度也不相同。例如碳三及其以上組分在正常的大氣壓強下，可直接分離；碳二組分分離的溫度相對較低，通常為-40 ℃；甲烷等組分可在較低溫度下完成分離。在分離過程中，若溫度未能達到理想狀態，則需對低溫泵進行加壓，適當的調整，可有效分離出相應的乙烯。同時，在該物質儲存過程中，需使其環境處于低溫狀態，因此對低溫泵的工作要求相對較高，對其操作也有著較多的要求，針對其存在的操作問題應當加以注意。

1 低溫泵的操作特點

1.1 介質溫度低

表1 為大慶石化化工一廠裂解車間E1裝置中低溫泵參數。通過對表1的觀察，在泵送環境下，其溫度低，并且在脫甲烷塔回流泵操作時，其溫度在-98 ℃，若將普通材料放置在該環境下，會造成材料發生冷脆的現象，加大了材料加工要求，工作人員需加以重視。

1.2 介質壓力高

大部分物質在常溫下處于氣態，如：乙烯、丙烯等，在其應用中，應當使其保持液態的狀態。并且，泵具有較高的吸入以及出口壓力，在乙烯裝置中，對低溫泵的應用有著較高的工藝要求，為此，泵體應具有密封高壓以及承受高壓的特點。

表1 乙烯裝置中的低溫泵操作參數

1.3 裝置汽蝕余量低

在乙烯裝置中，低溫泵操作還具有汽蝕余量低的特點。在泵送介質中，其源自于裝置的貯罐。并且在該貯罐中，壓力呈現飽和狀態，汽蝕余量低，NPSHa通常趨近于零。因此，在實際操作過程中，操作人員應當采用有效的方式，以提高其余量，從而避免產生汽蝕。

1.4 介質極易氣化

通過對表1的觀察分析，在常溫環境下，低碳量輕烴類的氣化壓力較高，并且在其正常工作溫度中，其入口處逐漸達到飽和狀態，從而極易氣化。使泵在運行中出現各類問題，容易引發振動、磨損等現象。同時，在低溫介質經常在過冷的環境下，對溫度的感知力較強，當溫度變化在25%左右時，則氣化壓力可達到100%～200%。為此，低溫泵在工作過程中，應當確保其具有良好的穩定性，并要求泵體結構應力平衡，避免其發生變形的情況。乙烯溫度、氣化壓力變化曲線如圖1所示。

圖1 乙烯溫度、氣化壓力變化曲線

1.5 操作周期長

一般情況下，乙烯裝置運轉時間相對較長，大約在3年以上，并且處于連續運轉狀態下。由于低溫泵需保冷，使其拆裝難度較大，同時也極易產生故障，因此需提高泵組的可靠性，增加其運行周期[1]。

2 低溫泵的操作

2.1 低溫泵的輔助管路

在乙烯裝置的低溫泵操作中，有著較多的注意事項，操作人員在實際操作過程中，需更加重視。在低溫輔助管路的操作中，應當在其進出口均設置相應的排氣口，有利于操作人員實時檢查其預冷的效果。并且在運行過程中，可有效排除泵體內的氣體，以此開展灌泵操作，將本體中的氣相線與罐的頂部進行充分銜接，避免在低溫泵運行過程中出現振動的現象。同時，還可設置相應的吹掃管口，有效進行清洗以及換氣。

2.2 低溫泵的開車

針對乙烯裝置的低溫泵操作相對復雜，時間相對較長，經常為3～4 h，在首次開車時會達到5～6 h。在日常應用過程中，需按照具體的操作步驟完善對低溫泵的有效工作，如：清洗、吹掃、預冷、開車等。

(1)清洗。在低溫泵長時間的工作下，其內部會存有大量的油污以及水分。因此，需定期對其進行清洗，避免其在低溫下成固態，不利于低溫泵的正常使用。在清洗過程中，操作人員需在泵內灌入汽油，有利于快速溶解油污，并利用氮氣將其吹干凈，然后灌入相應的甲醇，充分吸干水分，最后利用經過烘干處理的霧氣將存留的甲醇充分清潔。

(2)吹掃和置換。低溫泵清洗完成后，需利用氮氣對其進行吹掃，并保持在60 min以上。低溫泵傳輸的物質大多數有易燃易爆的特點，當低溫泵中存留較多的空氣，則會引發大范圍的爆炸。為此，在傳輸前期，需在其內部攝入氮氣，將低溫泵中的空氣進行充分置換，保證其體內的含氧量在標準內，當露點在-65 ℃以下時，則達到規定的標準。同時，在低溫泵開車之前也可使用氮氣進行置換。以此有效起到預冷的作用[2]。

(3)預冷。溫度的變化對低溫泵產生不良影響，容易造成泵軸彎曲。因此，在其開車過程中，應當進行充分預冷，該操作也是開車過程中重要的內容之一，若能達到預冷的狀態，則也可將其看作60%的開車。但是在該操作中，工作人員應當加以注意，在預冷時，密封輔助系統逐漸達到工作狀態，并且在預冷過程中，可先選用氣相預冷，將介質緩慢地流入低溫泵中。在該過程中，會使介質逐漸氣化，低溫泵中的部件，均處于氣態介質中，該介質的熱容量相對較小。為此，泵軸等溫度上升也相對緩慢。同時，在該方式預冷下，操作人員應當及時開通相關接口，促使低溫泵內部的介質不斷氣化，并關閉其閥門，避免較多的介質從管線中逐漸排放。在氣相預冷過程中，其冷卻速度大約在1 ℃/min，同時，逐漸增加進液量，并將排空管線關閉。此時，低溫泵中的過流比部件會全部沉浸在介質中，在液體增加時，其速度仍然較慢，并且，在該過程中，操作人員應當不斷打開氣相線閥門，從而使氣體不斷排出，確保閥門能夠常通。另外，在一系列操作完成后，可打開部分閥門，若低溫泵中排空管線外表出現結霜的現象，則表明內部的氣體排空，此時能夠關閉閥門；當低溫泵內含有介質時，應當保持1～2 h，保證低溫泵的部件處于穩定狀態中，溫度未發生較大的波動。以此借助盤車的方式，有效檢驗轉子的情況，確保其自由轉動，若在檢驗過程中，發現泵軸彎曲并且無法盤車，操作人員應當降低預冷的速度，以此達到良好的檢驗效果[3]。

(4)開車。在一系列的操作完成后，若均達到合格的標準，可進行開車操作。若在檢驗時，無法盤車，操作人員應當將介質放出，提高低溫泵的溫度，使其達到常溫的狀態。并檢查泵軸質量，對其進行更換。當盤車成功后，需再次進行預冷操作。

操作人員在開車前期，需保證各項系統均達到工作的狀態，并且各項參數達到正常的標準。在開車后，操作人員應當加大關注系統運行情況，確保系統穩定。

3 結語

乙烯裝置中的低溫泵在開車過程中，通常容易發生故障，因此操作人員在該過程中需注意實際情況。文章對相關操作進行充分闡述，可為操作人員提供參考。