关于乙烯装置低温泵操作问题的探讨

关洪飞(大庆石化公司化工一厂裂解车间，黑龙江 大庆 163714)

0 引言

现阶段，我国石油化工行业迅速发展，乙烯工业是石油化工行业的核心产业，以生产乙烯、丙烯等产品为主，其作为原料广泛应用于他行业中，在国民经济中占有重要的地位。乙烯工业的发展水平，已成为衡量这个国家石化工业水平的重要标志之一。目前我国高度重视乙烯工业的发展。乙烯的制作过程中，通常利用轻烃、石脑油以及轻柴油等进行有效的分解，按照规定流程完成乙烯的制作。在实际的分离过程中，其产生的温度不同，并按照不同程度的碳量在相对应的温度下分离。在该分离中可利用精馏的方式，达到良好的分离效果，继而能够分离不同的产品。一般情况下，通过压力作用，不同的成分分离的温度也不相同。例如碳三及其以上组分在正常的大气压强下，可直接分离；碳二组分分离的温度相对较低，通常为-40 ℃；甲烷等组分可在较低温度下完成分离。在分离过程中，若温度未能达到理想状态，则需对低温泵进行加压，适当的调整，可有效分离出相应的乙烯。同时，在该物质储存过程中，需使其环境处于低温状态，因此对低温泵的工作要求相对较高，对其操作也有着较多的要求，针对其存在的操作问题应当加以注意。

1 低温泵的操作特点

1.1 介质温度低

表1 为大庆石化化工一厂裂解车间E1装置中低温泵参数。通过对表1的观察，在泵送环境下，其温度低，并且在脱甲烷塔回流泵操作时，其温度在-98 ℃，若将普通材料放置在该环境下，会造成材料发生冷脆的现象，加大了材料加工要求，工作人员需加以重视。

1.2 介质压力高

大部分物质在常温下处于气态，如：乙烯、丙烯等，在其应用中，应当使其保持液态的状态。并且，泵具有较高的吸入以及出口压力，在乙烯装置中，对低温泵的应用有着较高的工艺要求，为此，泵体应具有密封高压以及承受高压的特点。

表1 乙烯装置中的低温泵操作参数

1.3 装置汽蚀余量低

在乙烯装置中，低温泵操作还具有汽蚀余量低的特点。在泵送介质中，其源自于装置的贮罐。并且在该贮罐中，压力呈现饱和状态，汽蚀余量低，NPSHa通常趋近于零。因此，在实际操作过程中，操作人员应当采用有效的方式，以提高其余量，从而避免产生汽蚀。

1.4 介质极易气化

通过对表1的观察分析，在常温环境下，低碳量轻烃类的气化压力较高，并且在其正常工作温度中，其入口处逐渐达到饱和状态，从而极易气化。使泵在运行中出现各类问题，容易引发振动、磨损等现象。同时，在低温介质经常在过冷的环境下，对温度的感知力较强，当温度变化在25%左右时，则气化压力可达到100%～200%。为此，低温泵在工作过程中，应当确保其具有良好的稳定性，并要求泵体结构应力平衡，避免其发生变形的情况。乙烯温度、气化压力变化曲线如图1所示。

图1 乙烯温度、气化压力变化曲线

1.5 操作周期长

一般情况下，乙烯装置运转时间相对较长，大约在3年以上，并且处于连续运转状态下。由于低温泵需保冷，使其拆装难度较大，同时也极易产生故障，因此需提高泵组的可靠性，增加其运行周期[1]。

2 低温泵的操作

2.1 低温泵的辅助管路

在乙烯装置的低温泵操作中，有着较多的注意事项，操作人员在实际操作过程中，需更加重视。在低温辅助管路的操作中，应当在其进出口均设置相应的排气口，有利于操作人员实时检查其预冷的效果。并且在运行过程中，可有效排除泵体内的气体，以此开展灌泵操作，将本体中的气相线与罐的顶部进行充分衔接，避免在低温泵运行过程中出现振动的现象。同时，还可设置相应的吹扫管口，有效进行清洗以及换气。

2.2 低温泵的开车

针对乙烯装置的低温泵操作相对复杂，时间相对较长，经常为3～4 h，在首次开车时会达到5～6 h。在日常应用过程中，需按照具体的操作步骤完善对低温泵的有效工作，如：清洗、吹扫、预冷、开车等。

(1)清洗。在低温泵长时间的工作下，其内部会存有大量的油污以及水分。因此，需定期对其进行清洗，避免其在低温下成固态，不利于低温泵的正常使用。在清洗过程中，操作人员需在泵内灌入汽油，有利于快速溶解油污，并利用氮气将其吹干净，然后灌入相应的甲醇，充分吸干水分，最后利用经过烘干处理的雾气将存留的甲醇充分清洁。

(2)吹扫和置换。低温泵清洗完成后，需利用氮气对其进行吹扫，并保持在60 min以上。低温泵传输的物质大多数有易燃易爆的特点，当低温泵中存留较多的空气，则会引发大范围的爆炸。为此，在传输前期，需在其内部摄入氮气，将低温泵中的空气进行充分置换，保证其体内的含氧量在标准内，当露点在-65 ℃以下时，则达到规定的标准。同时，在低温泵开车之前也可使用氮气进行置换。以此有效起到预冷的作用[2]。

(3)预冷。温度的变化对低温泵产生不良影响，容易造成泵轴弯曲。因此，在其开车过程中，应当进行充分预冷，该操作也是开车过程中重要的内容之一，若能达到预冷的状态，则也可将其看作60%的开车。但是在该操作中，工作人员应当加以注意，在预冷时，密封辅助系统逐渐达到工作状态，并且在预冷过程中，可先选用气相预冷，将介质缓慢地流入低温泵中。在该过程中，会使介质逐渐气化，低温泵中的部件，均处于气态介质中，该介质的热容量相对较小。为此，泵轴等温度上升也相对缓慢。同时，在该方式预冷下，操作人员应当及时开通相关接口，促使低温泵内部的介质不断气化，并关闭其阀门，避免较多的介质从管线中逐渐排放。在气相预冷过程中，其冷却速度大约在1 ℃/min，同时，逐渐增加进液量，并将排空管线关闭。此时，低温泵中的过流比部件会全部沉浸在介质中，在液体增加时，其速度仍然较慢，并且，在该过程中，操作人员应当不断打开气相线阀门，从而使气体不断排出，确保阀门能够常通。另外，在一系列操作完成后，可打开部分阀门，若低温泵中排空管线外表出现结霜的现象，则表明内部的气体排空，此时能够关闭阀门；当低温泵内含有介质时，应当保持1～2 h，保证低温泵的部件处于稳定状态中，温度未发生较大的波动。以此借助盘车的方式，有效检验转子的情况，确保其自由转动，若在检验过程中，发现泵轴弯曲并且无法盘车，操作人员应当降低预冷的速度，以此达到良好的检验效果[3]。

(4)开车。在一系列的操作完成后，若均达到合格的标准，可进行开车操作。若在检验时，无法盘车，操作人员应当将介质放出，提高低温泵的温度，使其达到常温的状态。并检查泵轴质量，对其进行更换。当盘车成功后，需再次进行预冷操作。

操作人员在开车前期，需保证各项系统均达到工作的状态，并且各项参数达到正常的标准。在开车后，操作人员应当加大关注系统运行情况，确保系统稳定。

3 结语

乙烯装置中的低温泵在开车过程中，通常容易发生故障，因此操作人员在该过程中需注意实际情况。文章对相关操作进行充分阐述，可为操作人员提供参考。