高压聚乙烯热水脱气系统的操作要点

高压聚乙烯热水脱气系统的操作要点

艾铁锋

（中国石油大庆石化公司聚烯烃部高压装置区，163714）

摘要：摘要：在高压聚乙烯装置的热水系统中，脱气系统是重要的换热储罐，脱除水中的氧气和游离二氧化碳加热除气是脱除水中气体的最重要的物理方法。其原理是基于在水中气体的溶解性随温度上升而变化。当水在沸点时，水的蒸汽压力非常高，致使溶解在水中的气体的高于沸腾水的分压等于零。如果把水加热到沸腾温度，气体的溶解性就变为零。可以除气加热器必须要在水沸腾时能提供尽可能大的表面积。可以通过在水沸态时，快速地把它喷射出来并分散出去来达到。气体就可以从水中完全跑出来。分析了造成脱气系统发生波动和停止的各类因素，制定应对措施，保证热水泵安全平稳长周期运行，提高装置的运行周期。

关键词：脱气系统  药剂  腐蚀

  一、装置简介

大庆石化高压装置是以乙烯为原料，氧气作引发剂，丙烯、丙烷、丁烯作分子量调整剂，采用四点进料的管式法反应，反应产生的熔融聚乙烯通过反应器脉冲阀减压后排放至高压分离器，分离出来的熔融聚乙烯经低压分离器进入挤压机，产品颗粒经造粒系统冷却、干燥后由风送系统输送至分析仓脱气，脱气合格的产品颗粒由输送系统送至成品包装库房。

除气加热器的操作

除气的主要目的是脱除水中的氧气和游离二氧化碳，保持水系统的水质纯净，除气的效果则通过测量残留的氧气和游离二氧化碳的含量来检测。加热除气是脱除水中气体的最重要的物理方法，其原理是基于在水中气体的溶解性随温度上升而变化。当水在沸点时，水的蒸汽压力非常高，致使溶解在水中的气体的高于沸腾水的分压等于零。如果把水加热到沸腾的温度，气体的溶解性就大幅降低变为零。因为气体只能从沸腾水的表面蒸发掉，除气加热器必须要在水沸腾时能提供尽可能大的表面积，这一目的可以通过在水沸态时，快速地把它喷射出来并分散出去来达到分离的效果，气体就可以从水中完全跑出来。

由于除气进料水的严格要求，在除气器进料水贮罐中的水的沸腾球状要一直保持到蒸气洗涤器（文丘里除气室），在这里再进行一步的加热脱气，从进料水中排除的气体必须连续地从除气加热器中排出，直至排净为止。

除气用的冷水进入脱气器圆盖汽室中的喷射室，通过安装在此处的不锈钢喷射阀喷射出来，同时使用蒸汽加热，蒸汽存在于除气器的无水室、进水贮罐和圆盖汽室中。加热后的喷雾水从而脱除了气体。然后喷射出的已完全除气的热水，流进收集罐内，从这里进入文丘里除气室进行残留脱气，其作用相当一个蒸汽洗涤器。文丘里除气室中的水又一次和大量的无氧蒸汽强烈接触，并加热到操作温度。最后，脱除了气体的水流进除气器进水贮藏，从这里送去使用。

二、系统的“蒸汽”加热

首先蒸汽进入文丘里脱气室，在这里，蒸汽与已加热的快速完全脱气的高速运动的水接触。即使在低流速的情况下，也会发生强烈的混合涡流，这样就使最后残留的微量气体也脱除了，蒸汽分别在文丘里脱气室出口和蒸汽洗涤器分离，然后进入除气器进水贮罐的自由室以及脱气器圆盖汽室。因此，喷射的冷进水被加热到接近于饱和蒸汽温度，于是气体就脱除了，脱除的气体和少量的蒸汽通过放空或除气器阀被排放到大气中。

在过压条件下操作的除气加热器的操作情况，首先可以通过从安装在除气器圆盖气室上的除气阀中排放出的室息蒸汽的情况来判断。如果气体和蒸汽混合物不是均匀地排放出去，而是不平稳地，集中地与水混合在一起，这样的除气的效果不好。这些情况可能有下列原因：

a）除气加热器已经严重超载

b）由于控制中的问题或是最近一次改变参数，引起蒸汽压力和温度猛烈波动。

c）由于暂时的影响而使进水温度下降，或者是因较冷进水（全部是脱无机物水）的比例暂时增大影响。

为了避免设备的过载，首先需要的是正确的控制，进水量要自动控制不要任意更改设定值，如果进水贮罐中的水位下降得太低，就不能很快地把贮罐充满，这样的可能会引起打水锤，管线发生较大的振动，容易使除气加热器的构件受到损坏。另外，很重要的一点是进水贮罐的最高水位不能控制过高，以免使再沸点受到影响。

按照除气加热器的正确操作以及所要求的保温，除气加热器中水和蒸汽的温度应保持一致。如果温度表指示出水的温度低于蒸汽的温度，必须立即寻找问题。一般说来，其原因为：

a）温度表不准；b）蒸汽进入量过小；c）排空或除气不够；

保持恒定的高温是十分重要的，它可以排除聚集的气体。

三、除气加热器操作

要确定除气加热器的进水泵吸入压头的要求，对除气加热器精心操作，检查喷射阀，因为喷射阀可能会产生结垢堵塞，特别是在开车的时候。要定期检查进水贮罐的液面和过流虹吸管的液面，在使用上述介质对要遵守当地的环保安全规定。

现在通过管口向进水罐中加水，进水液面控制液位近于60%。然后把位于进水入口管上的进入调节设施全部关闭，为了就地控制进水罐中的液面，要把水面指示器投入使用。

然后，通过管口向过流虹吸管（安全过滤管）中慢慢地加入水，直至水从管口中流出。

现在通过装在进水贮罐中的加热管把罐中的进水加热到操作温度104℃以上。装置开车时需要将热水系统升压，各热水罐温度也相应提高，加热管上的塞堵要缓慢地逐渐地打开，以防止蒸汽或冷凝液发生水锤。一旦除气加热器在104℃的操作温度和0.3巴的操作压力下达到饱和状态，就要关闭加热管的进入量，控制除气加热器的水和蒸汽的温度压力达到设计要求，安装在管口的指示仪表要投入使用。

要设定蒸汽调节值正常，通过蒸汽调节系统的控制管，使蒸汽管入口能随操作压力和进入水进行自动和按比例地调节。这就是说需要的蒸汽量必须通过蒸汽调节系统以保证在除气加热器中维持104℃的操作温度和0.3ba的操作压力。

在除气圆盖室内的放空或除气闸阀应该打开，以保证充分地除气。另外，在闸阀板上应预先留下5mm的孔，以保证在误把阀关闭的情况下能继续除气。闸阀的开度应尽量大些，要能看见有蒸汽连续地从除气加热器中排出至大气中。现在根据进水贮罐的液面调节进水量，根据除气加热器的操作温度和压力调节蒸汽量。除气后的水的取出量可为进入水量的30-40％，送至各用户，这就是说可以从管口中取出最大量为117m³/h的除气水，看作100℃温度0.3ba压力的冷凝液。

四、注意事项

取样冷却器用于冷却除气水的采样，以鉴定水中残留氧和二氧化碳的含量。在进水贮罐中加入为脱除残留氧气而用的化学品剂量（改造后，设有专门的药剂注入系统），以消除热水对管线的腐蚀。

在进水贮罐上的安全阀应设定在安全范围内，如果在除气器发生故障时，在产生不适当的超压前（操作过压为2.3ba），安全阀能快速打开，把全部蒸汽排放到大气中去。例如在持续间断供水的情况下，进入的蒸汽不能得到冷凝，于是可能会产生过压。但是在安全阀开启前，从过流虹吸管中可以看到缕缕蒸汽，这表明其工作状态已经紊乱。

水质取样的排放口以及安全阀的设定应考虑到蒸汽排出时不能伤害人，可以在除气加热器上安装一个真空打破器作为附加的安全措施，它可以破坏在放空完毕后即刻产生的真空。

因为除气加热器是按全真空设计的，因此这一的安全措施是不必要的。如果没有另外可能的用途，管口必须用盲板封住，防止发生泄漏。

为了保证能使进水泵有一个最小的流量，以防止泵受到损坏，必须在管口上接一循环管供维持泵的最小流量用。冷凝液根据其各自的温度分别流入除气加热器。约为100℃的冷凝液应接送到收集罐中，然后到文丘里除气室并加热到操作温度。高温的冷凝液（约45℃）应直接送到进水贮罐中去，以利用其热能加热进入水，减少加热蒸汽的用量。