淺議乙烯行業低溫泵的應用

2013-10-30 楊明中國石油股份公司大慶石化分公司化工一廠

　　由于在乙烯行業中一些裝置中的低溫泵要輸送的都是低溫介質，且這些介質一般都是比較容易氣化的，具有很低的溫度，并且多是易爆易燃的，所以這些低溫泵的應用就需要非常的嚴格。本文主要針對乙烯行業中的低溫泵如何選擇和應用提出了觀點，具有一定的參考價值。

　　乙烯行業作為我國石油化工工業的重點，它所產出的丁二烯、乙烯等產品是非常關鍵的原料對于石化產品來說，所以國家對于乙烯行業是非常重視的。從目前的實際情況來看，輕柴油和石腦油裂解制造乙烯，主要的流程是通過順序分離來實現的，原理是發揮不同的溫度，按照從輕到重將碳量不同的裂解氣進行組分，通過精餾的方法在各種溫度下分離，而產生不同的產品。在正常情況下，利用合適的壓力，可在常溫下組分碳三以上，零下40度可以組分碳二，零下100度則可以組分氫及甲烷，此時就需要能夠對低溫介質進行加壓和循環的泵。除此之外，真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)認為這些低溫的介質，在卸車、裝車等過程中也需要低溫泵。

1、低溫泵的操作特點口

　　1.1、極低的操作溫度

　　由于低溫介質大都在零下40度以下，特別是脫甲烷塔中的回流泵已經達到了零下101度，在這樣低的溫度下一般的材料會發生冷脆現象，這樣就對加工制造泵體的材料提出了非常高的要求。

　　1.2、介質壓力高

　　在日常的溫度下呈現氣態的丙烯、甲烷塔塔釜液和乙烯，為了讓其在液態的狀態下，必須用引入壓力非常高的泵，同時因為乙烯行業中的低溫泵的工藝要求要實現高揚程的效果，加上較高的出口壓力，所以泵要能夠適應高壓密封的要求。

　　1.3、裝置汽蝕余量低

　　由于經由泵體傳送的介質大都是從分餾塔塔底或者是乙烯的一些裝置中來的，具有很低的汽蝕余量，通常有效汽蝕余量，以泵吸入口為基準的NPSHa基本上到零。所以在實際生產中可以通過提高NPSHa來防止氣蝕的產生。

　　1.4、介質極易氣化

　　因為低溫介質在正常條件下氣化的壓力比較高，因為較多時輕烴類，含碳量較為低，介質在低溫泵入口的地方已經十分達到飽和狀態，在工況的溫度下，非常容易氣化。這種情況下非常容易引起泵的運行的惡化，產生機封端面磨損、產生振動等各種問題。同時，在介質處于微量太冷或者是處于飽和的狀態的情況下，介質的氣化壓力就會變得非常敏感，氣化壓力能夠在百分之百到百分之二百之間變化，在溫度變化百分之二十五的情況下。所以，就要使那低溫泵做到保冷的狀態，不要有較大的溫度變化。此外還要求泵的本身的結構應力要十分的對稱，這樣在冷態下的變形就會變得十分的均勻，泵本身的材料也具有較高的適應性。

　　1.5、操作周期長

　　因為一般乙烯行業的設備都應該連續使用三年以上，雖然大部分的低溫泵使用的都是“一開一備”的情況，由于需要做好保冷對于低溫泵來說，所以拆卸、安裝都比較麻煩；預冷和倒空對于低溫泵來說都要較長的時間，在開車時故障出現的幾率也較大。所以，泵組必需要穩定，這樣使用的周期就比較長。

2、低溫泵的選型

　　2.1、基本結構

　　對于乙烯設備來說，采用雙層殼體的立式筒袋泵，能夠更好地滿足低溫環境的需要，能夠保障生產的穩定運行。

　　2.2、材料選擇

　　選擇能夠適應低溫生產條件下的材料，是保證低溫泵正常運行的有力保障。可以選擇奧氏不銹鋼作為與介質接觸的金屬材料。在低溫泵中的軸封處主要采用非金屬材料，通常使用的是玻璃纖維、石墨以及增強聚四氟乙烯。

　　2.3、軸承與潤滑

　　對于立式多級結構的低溫泵，軸承主要分為上軸承和下軸承。上軸承一般為滾動軸承，位于機械密封上端專用的軸承箱內，并采用稀油潤滑，若有必要應增加軸承箱輔助冷卻管路。下軸承為導向滑動軸承，浸沒于低溫介質中，并由介質進行潤滑；下軸承主要起中間支撐作用，來限制泵軸的徑向跳動，可根據泵軸長短不同設置不同數量的軸承。

　　2.4、軸封

　　因為低溫泵的介質自身存在的特性，所以具有非常大的危險性，比如在泄露的情況下。所以，在密封上要十分的嚴格。可以次用壓式雙端面機械密封來應對容易氣化的介質。可以采用PLAN53應用于密封輔助系統，充入帶壓的隔離液置于兩道密封中間，使其壓力大于介質氣化的壓力，從而保證了安全。

3、低溫泵的操作

　　3.1、做好開車

　　同其他裝置設備比較，低溫泵的開車十分的麻煩，周期也十分的長，第一次開車需要二十小時以上，其主要的流程包括清洗、吹掃、干燥、預冷等多個環節。

　　3.1.1、合理的清洗

　　在低溫泵的生產、應用的流程中，它的體內會有許多的有害物質，所以在原始開工使用前要對其內部的物質進行處理，防止因為低溫結冰，而影響泵的使用和穩定。在具體的清理、清洗中，可以使用汽油灌到泵體的內部，使里面的物質溶解，隨后要吹掃干凈，可以使用干燥的氮氣。接著要用甲醇(無水)，用來吸收里面的水分，最終吹掃清理就可以了。

　　3.1.2、做好吹掃和置換

　　在清洗后，做好吹掃工作要堅持1個小時以上的干燥氮氣吹掃，這樣效果會非常好。通過將干燥的氮氣吹入泵體內，可以將里面的易燃易爆的空氣置換出來，從而保障了安全運行。還有一種利用在開車前低溫氮氣置換能夠達到初步預冷的作用。

　　3.1.3、泵體的預冷

　　在泵體預冷上，必須要高度重視，因為這是低溫泵獨有的開車過程。一方面是因為泵體的運行溫度非常的低，如果直接的運行，收到低溫的影響泵體本身會發生變形彎曲的不良后果，所以通過預冷能夠避免上述的影響，保證泵的順利運行。另一方面，由于乙烯是比較容易氣化的物質，并且收到溫度的影響比較大，所以為了杜絕在應用中出現量大的氣體，在首次使用前或者在檢查修理以后使用時需要對低溫泵進行預冷。這樣通過科學的預冷，就能夠保證順利的開車。