乙烯制冷压缩机冷箱流道堵塞原因分析及处理

邹玉军，白林，张志飞，王金柱，罗剑成

（独山子石化公司乙烯厂乙烯二联合车间，新疆 独山子 833600）

1 乙烯制冷压缩机工艺流程

乙烯制冷系统为工艺精制过程提供制冷介质以满足低温冷量的要求，制冷温度一般为－101℃、－75℃和－65℃，制冷剂为本装置生产的聚合级乙烯产品。各段冷剂用户汽化的气体通过压缩机分三段压缩至大约2.629MPaG，气体先用10-E-601中的冷却水冷却，然后再用10-E-602中的丙烯冷剂冷却，最后在乙烯精馏塔侧线再沸器10-E-603中冷凝成液相乙烯，液体乙烯收集在乙烯冷剂收集器10-V-604中。部分液体在4#尾气换热器10-E-315X中复迭制冷至约－38℃后作为乙烯精馏塔尾气冷凝器10-E-436的冷剂。在12#尾气换热器10-E-350X中复迭制冷到－38℃的液体为1#预切割塔冷凝器10-E-362提供冷剂。从10-E-350X来的部分物流在流量控制下进入三段吸入罐10-V-603。由10-V-603出来的物流，进入2#脱甲烷塔进料激冷器10-E-308X，剩余的物流闪蒸进入二段吸入罐10-V-602。10-E-315X和10-E-350X的剩余冷剂进一步复迭制冷到－70℃。该复迭制冷后的液体在压力控制下经过10-E-315X，在流量控制下经过10-E-350X与来自三段吸入罐的－64℃的冷剂混合后在液位控制下闪蒸进入二段吸入罐10-V-602。10-V-602向脱甲烷塔3#进料激冷器(10-E-309X)提供－75℃的冷剂。10-V-602中剩余的液体在液位控制下闪蒸进入一段吸入罐10-V-601。来自三段用户的气体进入三段吸入罐，气液相进行分离。来自三段吸入罐的顶部气体作为三段进料进入乙烯制冷压缩机。来自3#脱甲烷塔10-E-309X进料激冷器的气体进入二段吸入罐。二段吸入罐顶部气体直接进入压缩机二段入口。10-V-601中的液体冷剂为脱甲烷塔进料顶部冷凝器10-E-310X提供进料。来自10-E-310X的气体进入10-V-601然后进入一段入口。

2 大检修后开车异常现象及原因分析

10-K-601出口压力、温度高，乙烯收集罐10-V-604罐液位和压力高，初步判断有不凝气，通过排不凝气后效果不明显，且压力持续上涨，为防止损坏机组及安全阀起跳，需要通过放火炬维持；乙烯收集罐10-V-604罐液位居高不降，而10-V-603罐在进罐控制阀100%开度下仍然不进液，液位只能靠补乙烯阀及现场旁路阀来维持，各用户换热效果较差；由于10-V-603罐无法进液，液位持续降低，导致10-V-601和10-V-602液位空。

通过以上几点，初步判断10-E-603至10-V-604，10-V-604至10-V-603之间流道不畅。

分析为以下几点原因造成此异常现象：开车前氮气置换时，系统露点取样分析不合格，检查发现公用工程氮气露点不合格，进而造成系统露点不合格，开车后系统温度低，水份凝结造成系统冻堵；系统换热器水压试验，由于换热器较大，吹扫时存在死点，导致干燥不彻底，开车后系统温度低，水份凝结造成系统冻堵；为了赶开工进度，系统干燥不彻底有部分位置露点不合格，经评估，当系统实气乙烯置换时应该可以露点合格。

3 冻堵部位的分析及处理

3.1 10-E-603处管线及流道冻堵分析及处理

10-E-603乙烯精馏塔侧线进料线孔板冻堵，导致冷凝效果下降，致使乙烯制冷压缩机侧乙烯冷不下来；10-K-601出口压力和温度高，由于10-K-601出口乙烯在乙烯精馏塔侧线再沸器10-E-603中可以冷凝至－19.2℃，所以该换热器管线或者流道冻堵，会导致10-K-601出口压力和温度升高。

首先对乙烯精馏塔侧线进料线孔板蒸汽加热，效果不明显。通过全开全关FV14021，升压降压，将流道打通，效果亦不明显。通过打压泵，在10-E-602进10-E-603原甲醇注入线倒淋处注入甲醇，顺流程甲醇冲洗冻堵部位，如图1所示。在注甲醇时，首先10-V-603、10-E-362升高液位，通知分离装置系统做相应调整；DCS控制画面上将L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B关 闭，10-V-603、10-E-362升高液位。通知分离装置系统做相应调整。

图1 10-E-603甲醇冲洗注入点

3.2 10-E-350X处管线及流道冻堵分析及处理

F16617流量显示逐渐下降，调节阀开至100%时，流量显示在1000kg/h以下，波动最低时0kg/h，与正常操作时的3700kg/h相差较大；10-V-604进10-E-350管线现场安装压力表显示2.6Mpa，出10-E-350X管线，FV16617控制阀前现场安装压力表显示0.7Mpa，如图2所示，压差很大，说明流道不畅通，有节流；FV16004全开流量显示偏低，现场开旁路后，流量才能达到要求，说明该流道亦不畅；10-E-362液位控制阀开度较大，且换热效果较差，说明流道不畅通，有节流。

图2 10-E-350X接压力表及甲醇冲洗注入点

首先升高10-V-603、10-E-362液位，通知分离装置系统做相应调整，然后现场在10-V-604进10-E-350X倒淋处通过打压泵注入甲醇，同时在DCS控 制 画 面 上 将 L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B关闭，让甲醇充分溶解。全开调节阀F16617，流量上升至7300Kg/h左右，两压力表压差降至100Kpa以内，说明流道畅通，如反应不明显，继续注入甲醇解冻。

3.3 10-E-315X处管线及流道冻堵分析及处理

开工时10-E-315X后温度高，PV16001B阀开，全开此阀10-V-603液位变化不大；现场强制P16001A阀全开，10-V-602罐液位变化不大，且去10-V-602罐温度显示T16519在-65℃左右，比正常温度低很多，说明流道不畅通；全开10-E-436控制阀FV16005流量低于800kg/h，相当于正常时40%阀开度流量，说明该流道亦不畅；

图3 10-E-315X接压力表及甲醇冲洗注入点

首先升高10-V-603、10-E-362液位，通知分离装置系统做相应调整，然后在10-V-604进10-E-315X罐线倒淋处注入甲醇，如图3所示，在 DCS控 制 画 面 上 将 L16602、F16617、F16004、F16005、P16001A/B关闭，让甲醇充分溶解；将P16001A/B开大或关小，10-V-603/602罐液位变化明显。去10-V-602罐温度显示 T16519有明显的上升趋势，升高至-43℃左右，如反应不明显，继续注入甲醇解冻。

4 处理措施

4.1 压缩操作处理

在 10-V-603、10-E-308，10-V-602、10-E-309、10-V-601、10-E-310、10-E-362、10-E-358LD排放甲醇；由于排放，各罐液位降低，防止10-K-601喘振，F16002开18-22%开度左右，确保一段吸入量F16002在7500Kg/h以上，F16001开25%开度左右，确保三段出口量F16001B在30000Kg/h以上；10-V-601罐温度不低于-95℃，防止温度低于-98℃，甲醇冻堵。

4.2 分离操作处理

在甲醇注入及排放时，分离乙烯冷剂用户的冷凝效果较差，10-V-352罐液位下降，脱甲烷塔（10-C-301）顶温上升，冷箱温度上升；在甲醇注入和排放前，升高10-V-352罐液位，以便注甲醇时，关闭冷凝器10-E-362液位控制阀LV16602，不会出现10-V-352罐液位过低；同时，适当减小10-C-350塔的回流量，缓解液位下降幅度；如液位过低，及时联系压缩停止甲醇注入和排放，开大L16602建立10-E-362液位；由于受10-E-310/315的影响，注意10-K-302出口压力，及时调整防止超压。脱甲烷塔（10-C-301）顶温上升至120℃时，联系调度停止乙二醇的甲烷外送，停止再生氮气；冷箱温度上升，F13010、T13002和T13302做适当调整，注意10-R-301温度变化，及时调整入口温度。根据反应器的床层温度适当调整配气量。

4.3 操作管理

由于10-K-601一段吸入温度较低，正常应在-101℃，注入甲醇后，极易造成该罐假液位，因此要求每班当班班组对10-V-601、10-E-358做标准管试验，检查是否通畅；目前10-K-601段间罐液位联锁开关摘除，各班组严格执行联锁开关预案，避免压缩机进液损坏机组；同时根据乙烯中甲醇含量，对液位联锁开关进行排放，以免造成误判；当班期间对10-V-601、10-E-310、10-E-358LD排放甲醇并取样，分析乙烯中甲醇含量，根据分析结果，减少排放时间及频次；内操、外操认真核对段间罐液位，检查强制伴热的运行情况，注意各参数变化，及时发现问题、及时处理。

5 应用效果

通过注入甲醇，实现了在线解冻，效果非常明显，虽然甲醇注入时及注入后，乙烯有排LD，但每次乙烯排放量都很小，且随着排放，乙烯中甲醇含量逐渐减少，相应的排放亦减少；乙烯制冷压缩机乙烯正常后，脱甲烷塔顶及冷箱乙烯损失降低，同时，不停机解冻，避免了全装置非计划停工，乃至全厂停工，大大减少了损失。