影响高压聚乙烯装置运行的原因分析及改进措施

包凯年（神华新疆化工有限公司，新疆 乌鲁木齐

831400）

为了保证高压聚乙烯装置能够运行得更加平稳，大机组使用寿命变得更长，生产厂家和相关管理人员深入研究和分析装置生产方面存在的问题和隐患。到目前为止，该装置工艺与技术比较成熟，产品市场用户多，使用范围广，同时也存在诸多的隐患问题，科学、合理地优化其工艺流程，多方面进行技术创新，全方位提升设备管理水平，才能够有效地解决该装置正常运行过程中遇到的问题，从而有利于装置稳定、高效、安全地运行。

1 原因分析

1.1 二次机出口管线的振动

高压聚乙烯装置的一次机和二次机使用的都是往复式的压缩机，在国内同类型的压缩机当中是功率最大的压缩机，所以在安装和设计的过程中，技术人员深入分析了该压缩机的管道设计、基础功能以及实际运用。在化工工艺投料阶段，该装置二次机出口和反应器入口处管线有较大的振动现象，因为管线振动比较大，造成了支撑固定管线的位置裂开，使装置多次停止运行。

振动的原因有，其一，因为乙烯气体在压缩机内处于反复压缩、进气和排气的状态，会造成乙烯气体在管道中呈现出比较高的压力波动，对于管道内的乙烯气流，使设备内的气压增大，导致乙烯气体在管道内流通的过程中，在管道转弯处造成频繁振动的现象，出现这种频繁的振动会引起管道支撑处破裂，甚至是损坏。其二，在设计管道支撑配件的时候，需要深入分析管线振动的主要原因，采用弹性较好的材料进行连接。但是管道沿管道方向的径向振动力不能完全被消除，会将振动力传到管道内各个连接处，会在接口处形成剪刀形状的作用力，出现这种现象，会导致螺栓断裂。其三，在管道支撑处进一步采取加固措施，加固的部分都是利用水泥进行浇灌的，通过水泥浇灌的方式，对于振动的部分实施水泥加固并不是最合适的，最主要的原因是在加固的过程中，水泥本身具有一定的收缩性，在水泥收缩的时候，会造成管道加固部分与水泥裂开或者分离，特别是针对水平加固的地方，加固作用不明显。水泥属于比较脆的材料，在振动波及时，振动的时间太长就是导致加固部分松动，甚至是导致管道支撑件失去加固作用。

1.2 严重的结垢状况

在二次压缩机的中心阀口位置，当中冷器的管线内的乙烯温度为40 ℃、压力为100 MPa 时，由于在这部分管道内的部分杂质的移动没有受到限制，它们在一定条件发生自行聚合的反应，从而形成类似粉末状的聚合物物质，另外还有极少部分会发生轻微自行聚合的反应，而这些通过自行聚合的反应生成的物质和其他杂质会随着乙烯气流的作用进入到反应器当中。而其中小部分与气缸内的润滑油进行混合与冷却，渐渐沉积下来并附着在内管壁上，或者沉淀下来之后附着在中心阀处，生成结垢，假如生成的结垢比较厚的时候，就会造成二段中心阀的作用力度大大减弱，再加上清理这些管壁附着物质的时候不但需要消耗大量的人力和财力，增加整个工艺生产的成本，而且还会导致装置无法正常的运行，造成一些安全问题。

1.3 颗粒水系统的堵塞情况

装置在实际工艺生产的过程中，由于颗粒水过滤器和换热器可能出现堵塞的情况，必须马上停止装置运行，进行紧急处理，由于存在这种状况，会导致装置无法正常进行工艺生产。

造成颗粒水系统堵塞的主要因素有：第一，在颗粒水系统运转的时候会形成较多的颗粒沉淀物，这些沉淀物十分容易集中在换热器的夹层位置处，如果集中在这个位置就会导致卡料的现象，为了可以消除沉淀物的影响，通常采用的方法就是降低颗粒水的温度，低温运行能够及时避免沉淀物的产生，但是由于运行温度低，让颗粒水中溶解的助剂在低温的作用下渐渐析出，而析出来的助剂又会附着在过滤器或冷却器上，导致了堵塞现象的发生；第二，如果无法将切刀与模板的空隙调到最合适的大小，就是导致运行过程中出现大量的碎屑，由于颗粒水槽的体积比较小，不能够很好地消除这些杂质，因此在颗粒水的作用下流入过滤器或者换热器中，运行时间比较长之后会造成堵塞的情况；第三，由于颗粒水的流量偏小，导致了颗粒冷却效果不佳，颗粒不能完全被冷却，从而形成沉淀物。同时颗粒水温度降低，也会造成系统堵塞的情况发生。

2 改造措施

2.1克服基础件与固定件的连接

压缩机在实际工作过程中，肯定会出现振动高的现象，造成这种现象的原因是压缩机反复运行时出现气流波动，假如想要完全避免振动现象，工作难度比较大，只能通过一些有效的方法或者措施缓解振动带来的负面影响，从而降低振动对设备管线的破坏程度。

因此，为了降低压缩机的振动频率，我们可以通过以下几种方式，其一，将连接方式改为单向连接或变成框架式的连接方式。利用这种方式降低由于受到管道径向力造成的影响，从而可以有利于支撑的使用寿命能够更长。其二，将基础件与固定件由之前的水泥浇灌的材料变成环氧树脂类型的材料新型材料，因为这种新型材料和水泥的粘粘效果一样好。除此之外，这种新型材料的弹性又十分好，所以，有利于更好地连接两个部分，不容易出现破裂的情况，有利于更好地减缓冲击力带来的影响。

2.2 提升润滑油的质量

进一步分析探究得知，装置二次压缩机的中心阀、中冷器、管道内会产生结垢的主要因素是气缸润滑油中包含有一些杂质，根据润滑油类型的不同，起到的润滑作用也不同。通常将润滑油分为合成油与矿物油两大类，其中合成油起到的润滑效果较好，用这种合成油来进行润滑，会产生较高的负荷性，但这种润滑油有一些不足的地方，用合成油进行润滑之后，在进行润滑的过程中，通过自行聚合反应会产生大量的杂质。而矿物质性油会导致自行聚合反应的发生，并且它润滑效果与合成油相比来说效果比较差，用矿物油对装置进行润滑之后，机组的振动、温度都会大幅度提高，由于这种情况的存在，会导致填料、设备使用寿命变短，设备保养难度增加。

截至目前，对杂质带来的影响在理解上还不够深刻，无法通过科学、合理的办法来彻底解决，但可以通过观察温度与压力的变化特点来判断润滑油的效果好坏，如果发现润滑油的效果不佳，需要及时更换润滑油，或暂停使用矿物油，在比较平稳的情况下，由于受到高压气流的作用，可以让自行聚合生成的物质慢慢降下来，有利于防止结垢之后出现进一步恶化的情况。除此之外，还能够通过在运行的过程中交替使用两种不同的润滑油，采取这种方式，不但可以有效防止在设备及换热器内结垢进行累积的现象，与此同时，还可以减少生产过程中的负荷问题，在深入分析中心阀结垢的原因之后，有利于更好地解决结垢问题。

2.3 解决装置的堵塞问题

为了找到解决颗粒水系统堵塞现象的有效途径，第一，我们必须从问题的源头出发，改进切粒机的模板和切刀，找到科学、合理的办法解决切刀模板、平面以及模板之间存在的间隙问题，还有模板与切刀的平面垂直度，减少甚至是完全消除碎屑造成的影响，从而解决冷却器与过滤器存在的堵塞现象，长期深入分析和探究，并与实际生产、工艺流程结合起来考虑，避免颗粒水系统造成堵塞，给出几点意见：其一，加强颗粒水泵的输送能力，提高颗粒水流量。其二，增加切换颗粒水过滤器的频次，避免压力差太高。其三，扩增造粒料滤网数量，有利于更好地分开碎屑与颗粒。

3 结语

高压聚乙烯装置在实际工艺生产当中，本身反应温度、压力比较高，设备、管线的连接点比较多，二次中冷器及中心阀结构现象严重，颗粒水系统堵塞频繁，颗粒输送效率差，本文针对生产运行时易出现的这些问题进行深入分析与探究，结合实际生产与工况，及时采取有效措施进行解决，从操作方面优化、设备润滑维护方面提升，从而确保该装置正常平稳运行，进而增加设备的使用寿命，延长装置生产周期。