于曉博，王雁鵬，袁冬梅，薛鑒鵬

（中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司，新疆 獨山子 833699）

1 概述

本裝置于2009年9月正式投產(chǎn)運行。裝置真空系統(tǒng)為2套同樣的真空設(shè)備包，每套包括1臺液環(huán)泵和2臺羅茨真空風(fēng)機，按照一套用于GPPS生產(chǎn)線，另一套用于HIPS生產(chǎn)線，在正常生產(chǎn)過程中單套即可同時滿足GPPS和HIPS生產(chǎn)要求，另一套作為備用進行設(shè)計。

2 問題描述及原因分析

隨著HIPS生產(chǎn)線橡膠配料改用本公司自產(chǎn)低順式橡膠用于代替進口橡膠，自2017年1月至2018年10月真空系統(tǒng)液環(huán)泵腐蝕泄漏、二級風(fēng)機效率逐漸下降、一級風(fēng)機和液環(huán)泵頻繁卡停問題越發(fā)嚴(yán)重，每年的檢修費用將近百萬，不僅浪費大量的人力、物力、備件費用，而且產(chǎn)品質(zhì)量甚至是裝置的穩(wěn)定運行也無法得到保障，成為制約裝置安穩(wěn)生產(chǎn)的頑疾。通過近1年來對真空系統(tǒng)設(shè)備自身及相關(guān)系統(tǒng)進行摸排查找原因，在2018年10月份終于使長期困擾的問題得以解決，真空系統(tǒng)達到了長周期穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2.1 真空系統(tǒng)設(shè)備包功能簡介

一級真空風(fēng)機（AK—1631A/B）入口壓力為0.13KPaA及以下，其進料來自二級脫輝冷凝器（E—2430/E—3430），出口物料經(jīng)冷卻水換熱器冷卻后進入二級風(fēng)機（AK—1632A/B）入口，二級風(fēng)機入口壓力為1.3KPaA及以下，其進料來自循環(huán)冷凝器（E—2420/E—3420)和一級風(fēng)機的出口，液環(huán)泵的入口壓力為6～8KPaA，進料來自GPPS預(yù)反應(yīng)器CSTR和真空風(fēng)機，出口的氣液兩相混合物進入液體分離罐（AV—1636A/B），氣相經(jīng)冷凍器（E—1630）冷凝回收后放空，液相經(jīng)循環(huán)液體冷凝器（AE—1636A/B）返回至液環(huán)泵。

表1 HIPS真空液環(huán)泵pH、氯離子含量分析

2.2 真空系統(tǒng)問題原因分析

（1）真空液環(huán)泵問題原因分析。從表1可以看出，HIPS真空液環(huán)泵內(nèi)工藝介質(zhì)處于一個非常嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中，液環(huán)泵配件為碳鋼材質(zhì)，長期運行會給液環(huán)泵泵體及零部件造成嚴(yán)重腐蝕（如圖1），導(dǎo)致液環(huán)泵發(fā)生泄漏、效率下降。從2016年開始液環(huán)泵多次發(fā)生腐蝕泄漏，因泵效率下降導(dǎo)致HIPS產(chǎn)品Z—Y色度不合格情況發(fā)生。

圖1 A套液環(huán)泵配件腐蝕穿孔

（2）真空級風(fēng)機效率下降原因分析。在問題原因查明解決之前，單套真空系統(tǒng)不僅不能同時滿足GPPS和HIPS生產(chǎn)要求，即使針對其中一條生產(chǎn)線也無法保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。通過對風(fēng)機檢修質(zhì)量控制、真空系統(tǒng)氣密檢查、影響真空系統(tǒng)效率的換熱器排查分析找到以下原因。

表2 真空二級風(fēng)機問題解決前與正常情況數(shù)據(jù)表

從表2中可以看出，問題解決前循環(huán)冷凝器至真空二級風(fēng)機控制閥幾乎全開的情況下，仍然不能將風(fēng)機入口壓力和循環(huán)冷凝器壓力維持在正常值。通過對風(fēng)機檢修質(zhì)量控制，確認(rèn)符合相關(guān)檢修標(biāo)準(zhǔn)后，可以判斷出真空風(fēng)機效率下降原因可能存在以下兩種情況：第一種，循環(huán)冷凝器換熱效果明顯下降，導(dǎo)致未反應(yīng)的單體進入循環(huán)冷凝器后大部分并沒有冷凝形成液體，而是進入真空系統(tǒng)，造成真空系統(tǒng)超負(fù)荷運行。第二種，真空系統(tǒng)存在泄漏點，大氣因負(fù)壓被不斷吸入真空系統(tǒng)，循環(huán)冷凝器內(nèi)未反應(yīng)單體不能及時被真空抽取，造成真空風(fēng)機效率下降。

（3）真空系統(tǒng)工藝介質(zhì)含水，極端低溫天氣容易造成設(shè)備卡停。從表3可以看出，真空液環(huán)泵內(nèi)工藝介質(zhì)水含量較高，這在冬季極端低溫環(huán)境下非常容易發(fā)生因水凍結(jié)造成設(shè)備卡停現(xiàn)象，2018年1月聚苯乙烯裝置GPPS生產(chǎn)線發(fā)生緊急停工情況，首要原因就是真空液環(huán)泵過載跳停后泵內(nèi)水分迅速凍結(jié)造成泵無法啟動，造成凈化塔底溫度由58.33℃升高至249.92℃，苯乙烯發(fā)生自聚，GPPS線被迫緊急停工。真空一級風(fēng)機在極端低溫環(huán)境下同樣面臨頻繁卡停導(dǎo)致生產(chǎn)線工藝波動情況發(fā)生。

表3 HIPS真空液環(huán)泵水含量分析

3 解決方案及對策

3.1 做好真空設(shè)備防腐和工藝介質(zhì)防腐工作

（1）結(jié)合裝置開工以來真空系統(tǒng)設(shè)備腐蝕檢修情況，將液環(huán)泵由碳鋼材質(zhì)更換為不銹鋼材質(zhì)，并制定真空液環(huán)泵更換周期，按周期上報備品備件采購計劃，保證備品備件能夠滿足生產(chǎn)需要。

（2）在不影響裝置運行及產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，積極與研究院等相關(guān)單位合作探討工藝介質(zhì)防腐對策，比如在液環(huán)泵出口液體分離罐AV—1636A/B內(nèi)加入緩蝕劑，控制工藝腐蝕介質(zhì)中的氧含量，注意相變區(qū)的氯離子控制。

3.2 做好循環(huán)冷凝器換熱器檢修和真空系統(tǒng)氣密排查工作

（1）2018年10月聚苯裝置停工檢修，重點對循環(huán)冷凝器E—3420進行抽芯清洗。抽芯后確實發(fā)現(xiàn)換熱器管束上覆蓋厚厚一層無機鹽雜質(zhì)，這也充分印證了換熱器效率下降的原因分析。

（2）通過對真空系統(tǒng)工藝管線氣密性的排查，找到兩個較為嚴(yán)重的泄漏點，及時進行補焊消漏，也充分印證了真空系統(tǒng)可能存在泄漏點導(dǎo)致真空設(shè)備效率降低的原因分析。

3.3 做好真空系統(tǒng)設(shè)備保溫工作

針對真空系統(tǒng)工藝介質(zhì)含水，低溫條件下容易凍結(jié)問題，對兩套真空設(shè)備包分別加蓋暖房，配套有照明和暖氣設(shè)施，解決了極端低溫條件下真空設(shè)備凍結(jié)卡停、不能啟動問題。

3.4 制定真空系統(tǒng)監(jiān)控方案，提早發(fā)現(xiàn)問題并及時進行維護保養(yǎng)或檢修工作。

表4 運行狀態(tài)監(jiān)測表

根據(jù)表4制定的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)時處理措施如下：

（1）電流、入口壓力、出口溫度或狀態(tài)檢測超標(biāo)，則盡快安排檢修。

（2）冷卻水溫度高，則盡快疏通冷卻水管路。

（3）潤滑油的油位、溫度等不符合通用標(biāo)準(zhǔn)，則盡快加換油脂。

（4）狀態(tài)檢測超標(biāo)則提前安排檢修。

4 結(jié)語

通過上述監(jiān)控手段，避免因工藝參數(shù)波動等原因造成設(shè)備的意外故障或停機、提前發(fā)現(xiàn)故障趨勢，合理排布檢修時間，避免因設(shè)備問題造成工藝波動，實現(xiàn)了真空系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行。