丙烯循环压缩机PK301稳定运行影响因素分析及对策

张蕾

（中安联合煤化有限责任公司， 安徽 淮南 232000）

丙烯循环压缩机PK301为往复活塞式压缩机组，属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。压缩机气缸与活塞间、活塞杆与密封填料间均采用非接触式迷宫密封，可做到排气无油且对介质无污染[1]。该压缩机是液相本体法双环管聚丙烯工艺的关键节能降耗设备，主要作用是回收低压闪蒸系统的丙烯混合气。如果PK301频繁停车，不但严重影响装置的安全平稳生产，且聚丙烯产品单耗将增大，单位产品的成本将显著增加。

1 工艺流程简介

丙烯循环压缩机PK301在聚丙烯工艺中的工艺流程如图1。

图1 丙烯循环压缩机PK301工艺流程示意图

含少量丙烯单体的聚合物进入袋滤器F301后，丙烯气和聚丙烯进一步闪蒸分离。聚合物从F301底部进入汽蒸单元，而低压丙烯气从顶部排出，经过安全过滤器F302过滤后进入丙烯洗涤塔T302。T302底部装有白油，在T302的油洗作用下，顶部出来的丙烯气进入压缩机油气分离罐分离后进入PK301机组，经过PK301的两级压缩增压，然后送至高压丙烯回收系统回收利用。

2 PK301运行中的问题

PK301在运行过程中出现的主要问题有：(1)机组入口的锥形过滤器被细粉堵塞，导致入口压力低报停机。(2)阀片、阀座及气缸内粘结很多细粉，导致阀片闭合不严，进而导致压缩机一、二级出口温度偏高，带粉严重时还造成PK301阀片断裂、阀座密封面磨损，最终导致压缩机振动超标而联锁停机。(3)压缩机内部刮油环和活塞杆的刮磨密封不理想，导致润滑油泄漏，油位低报连锁停车。(4)设备自身的质量性能不达标。

3 PK301运行影响因素分析

3.1 细粉的产生

聚丙烯细粉产生的原因主要有：(1)催化剂种类的影响：聚丙烯载体型催化剂主要有四种生产方法：高速搅拌法、喷雾法、毛细管挤出法和复合载体法[2]。催化剂生产工艺和载体的强度不同，催化剂的粒径分布就不同，催化剂的形态决定聚合物的形态，催化剂的细粉多生产的聚合物细粉就多。(2)工艺控制参数的影响：预聚合反应的程度控制不好，三乙基铝、给电子体加入量过大或过小，催化剂配置不均匀和丙烯精制效果不理想均会导致细粉的产生。

3.2 F301、F302滤袋破损

F301滤袋的作用是过滤低压丙烯气携带的细粉，防止细粉进入压缩机。如果F301反吹气压力太高或操作失误，导致汽蒸罐蒸汽反窜至F301，蒸汽会与F301内少量未反应的三乙基铝反应并放出大量热，若F301仍使用纤维滤袋，则容易将滤袋烧坏，此时丙烯夹带大量的细粉进入F302，造成F302滤芯堵塞，无法起到过滤聚丙烯细粉的作用，严重影响T302洗涤效果，会导致细粉被带入PK301机组。

3.3 T302洗油效果差

T302主要作用是通过白油的洗涤，将丙烯混合气中夹带聚丙烯细粉和三乙基铝粉末洗涤下来并残留在塔底，使得干净的丙烯气从T302顶出来，进入PK301。当T302洗涤效果差时，容易造成细粉及夹带三乙基铝的白油进入压缩机组，导致机组内带粉、带油严重。

3.4 易损件质量问题

阀片和弹簧等是往复活塞式压缩机主要的易损件，其性能的好坏对压缩机运行有很大影响。压缩机运行中可能会由于阀座密封面精度达不到要求，导致流量不足；阀座装配高度不够，尺寸不齐，给装配带来难度，进而产生异常的振动和噪声，导致故障；入口气阀压力套、顶阀器加工误差较大，气阀动作不到位，导致压缩机出口压力超高停车。阀片材质较差，特别是塑料阀片，在压缩机二级入口交变温度（30～100℃）和高压及介质高速冲刷下，其阀片极易损坏，平均寿命不超过半个月，且在二级出口容易断裂[3]。

4 应对措施

(1)优化催化剂配置操作，精确控制配置温度，延长催化剂充填前搅拌时间。合理控制三乙基铝和给电子体的流量，催化剂收率最高时的三乙基铝流量为最佳流量，在保证产品质量合格的情况下将等规度控制在质量指标下限以减少细粉的产生。保证预聚合的反应程度，适当提高预聚合的反应温度和停留时间。

(2)机组入口锥形过滤器增加备台，便于切出清理。F301、F302采用双层不锈钢丝滤网，可以有效防止三乙基铝烧破滤袋。增加过滤网的目数，提高过滤精度，防止细粉过滤不彻底。

(3)对T302定期分析，定时换油，保证洗涤效果。保证洗涤油中三乙基铝浓度在5%(wt)以下。确保洗涤油泵的回流量，保证工艺气体干净，防止细粉等杂质进入机组。控制T302油温在40℃左右，防止油温太低而黏度大，洗涤效果不好。

(4)在机组内部退油线上加排放线，当其带油严重，频繁排油时，应加强操作维护，尽量将其退至废油罐，防止重质烃组分油品在系统中循环积聚。

(5)加强备品备件和质量管理，对压缩机易损件应准备充足的备件，定期清洗更换过滤网及PK301机组阀片和弹簧等易损件。对备件的质量严格把关，如压缩机二段温差变化、气体压力和流速均较大，气阀阀片应采用强度高、抗疲劳性能强的材料。

5 结论

经过以上优化措施，可以有效提升丙烯循环压缩机PK301的运行稳定性，减少因该机组频繁停车导致的产品单耗增加、丙烯排放导致的环保问题发生。

◆参考文献

[1] 安定纲. 往复式压缩机技术问答[M].北京：中国石化出版社，2005.

[2] 洪定一. 聚丙烯—原理、工艺与技术[M].北京：中国石化出版社，2005.

[3] 姜建军，刘沛义. 聚丙烯装置压缩机PK301长周期运行探讨[J].现代化工，2014，34(3)：115-117.