聚乙烯换热器效率的提高

（中国石油独山子石化公司乙烯厂，新疆 独山子 833600）

聚乙烯换热器效率的提高

郭 磊 时晓斌 李永华

（中国石油独山子石化公司乙烯厂，新疆 独山子 833600）

针对聚乙烯流化气换热器效率降低的问题，提出了解决方法，通过实践检验，效果良好。

聚乙烯；流化气换热器；高压水射流清洗技术

独山子石化公司乙烯厂聚乙烯装置采用英国BP公司专利技术，装置年设计生产能力为22万t/a，有动、静设备698台，500多个控制阀，200多个仪表控制回路，包括溶剂回收、化学品储存、钛催化剂制备、铬催化剂制备、预聚合和聚合等12个生产工序，采用的是DCS计算机控制系统。聚乙烯产品牌号共计73个，其中LLDPE牌号33个，以己烯－1为共聚单体的高强膜产品13个，HDPE牌号40个，其中铬系产品14个。

一、聚乙烯工艺流程

独山子石化公司乙烯厂聚乙烯装置工艺流程如图1所示。

图1 聚乙烯工艺流程简图

聚合反应在聚合反应器D400中连续进行，旋风分离器S400将循环气中分离出来的细小颗粒通过喷射器J400返回聚合反应器，流化气经过流化气冷却器E400初级冷却后，由流化气压缩机C400增压打循环，经过最终冷却器E401冷却后进入反应器底部。流化气压缩机C400为气相法聚乙烯流化床反应器提供动力，补偿循环气流通过流化床及冷却器所产生的压降，并保证一定的气速使反应器床层处于流化状态。初级流化气冷却器E400进出口安装有一压差表PDI406用以监测换热器堵塞情况，最终流化气冷却器E401进出口安装有一压差表PDI415用以监测换热器堵塞情况。显然，换热器的换热能力对于聚乙烯装置生产至关重要，聚合反应产生的热量由E400、E401冷却吸收。

二、聚乙烯流化气换热器出现的问题

聚乙烯生产任务重，年产量要求超过22万t，因此需要流化气换热器长周期使用，使用周期1年。长期使用后流化气换热器打开后发现初级冷却器21/22E400堵塞情况极其严重，尤其是22E400，管束甚至被塑化的聚乙烯粉末大量堵死，最终流化气冷却器21/22E401堵塞情况较好，21E401基本没有发生堵塞。

为了提高换热效率，聚乙烯车间使用高压水射流清洗枪（图2）定期对换热器进行清洗。聚乙烯流化气换热器要求使用周期为1年，实践证明，上述清洗方法无法满足聚乙烯长周期运行要求。

图2 高压水射流清洗枪

三、聚乙烯流化气换热器效率低的原因

为了找到聚乙烯流化气换热器换热效率低的原因，对清洗后的换热器进行观察，发现在3m处管束表面上残存大量塑化聚乙烯，在6m处管束表面上残存大量片状塑化聚乙烯，在9m处管束表面上残存大量块状塑化聚乙烯。说明使用高压水射流清洗这些部位的效果看起来似乎很好，但超过1m长度的管束清洗效果实际上很差，无法满足清洗需求。

四、解决方法

1.高压水射流清洗枪的改进

为了解决换热器效率低的问题，需对高压水射流清洗枪进行改进。将高压水射流清洗枪改造成高压水射流清洗软枪，软枪使用高压软管与清洗车连接，软枪枪头设计为自旋转枪头，枪头两侧开孔4个，清洗时，先将枪头放入换热器管束50mm处，然后清洗车增压至100MPa以上，靠人力缓慢将清洗软枪沿管束下放，枪头自动旋转，通过微细水射流清洗管束表面（图3）。

图3 高压水射流清洗技术软枪和枪头

2.流化气换热器机械抛光技术的使用

使用软枪清洗时，为了防止枪头弹出伤人，必须先将枪头放入换热器管束50mm后再增压清洗，因此换热器上部50mm管束无法清洗。为此，采用机械抛光法对管束进行清洁。抛光是靠电动工具，使用特殊钻头去掉管内部污垢。管束经机械抛光后再使用高压水射流清洗枪进行二次清洗，保证抛光效果。

3.流化气换热器检查验收

（1）管内、外表面洁净，见金属光泽。

（2）换热器洗净率要达到98%以上。

五、结语

高压水射流清洗技术改进后，聚乙烯流化气换热器投用，初级流化气冷却器E400进出口压差表PDI406在42kPa左右，最终流化气冷却器E401进出口压差表PDI415在40kPa左右。使用12个月，初级流化气冷却器E400进出口压差表PDI406上涨至67kPa，最终流化气冷却器E401进出口压差表PDI406上涨至60kPa，完全满足聚乙烯长周期运行要求。

TE965

：B

：1671-0711（2014）09-0029-02

2014-03-20）