马凤涛

【摘 要】高压聚乙烯管式反应器一峰频繁超温分解，严重影响装置的平稳生产，通过数次分析及总结经验找到根本原因，采取相应措施，最终解决了反应器一峰分解问题。

【关键词】超温分解；反应粘壁；措施

一、概述

大庆石化公司高压聚乙烯一装置采用德国伊姆豪逊专利，由德国伍德公司承包。设计生产能力6.0万吨/年，在一条生产线上完成，装置于1986年7月建成投产。是以乙烯为原料，氧气作引发剂，丙烯、丙烷、丁烯-1作分子量调整剂，采用一热三冷四点进料的管式法反应。反应温度为270～330℃，反应压力为210～270 MPA，最高单程转化率达32%。

高压一装置采用一热三冷四点乙烯进料的管式反应器，热流进入预热器E-307，另外两股冷流分别进入冷却器E-308A和B。热流被送到反应器的入口，两股冷流则被送至沿反应器分布的三个可同时操作的注入点，冷流量由冷流阀FIC64501/FIC64502/FIC64503进行调节，冷流阀前法兰都安装了节流孔板，孔板起到节流和减震的作用。聚合反应压力是通过反应器末端的脉冲阀PV64502按一定的时间周期和降压幅度进行自动脉冲调节的，脉冲是为了长时间保持恒定的反应条件，防止聚合物粘于反应器内壁，不利于聚合热的取走，并排出熔融聚乙烯产品。反应系统流程见下图：

二、反应一峰分解原因分析

2010年高壓一装置进行了控制系统改造，由PLCS5升级为PLCS7。改造过程中，由大庆金桥公司与塑料厂合作将脉冲阀的控制方式由原来的设定深度（按照公式计算）的脉冲控制方式改造为现在的设定阀开时间来实现脉冲的控制方式。改造后2010年末至2015年装置频繁出现反应一峰超温分解停车事故。

从表一可以看出在2010年控制系统改造前平均每年发生1次反应一峰超温分解停车事故，控制系统改造后，平均每年发生的反应一峰超温分解停车事故增加至9次。

造成高压一装置反应超温分解的主要原因有：

1、脉冲作用方式的改变是造成2010年以后频繁分解的主要原因。控制系统改造后，脉冲作用对于流速最慢的反应一峰管段的冲刷作用减弱，造成了反应一峰管段易于形成粘壁或粘壁作用加重，进而造成了反应热在某一瞬间无法及时撤除，反应一峰的某一点局部过热造成超温分解。

2、反应一峰粘壁影响：高压一装置反应一峰气体流速较慢，而反应器入口离脉冲阀最远，也就是脉冲对反应一峰的影响较小，造成聚合物在反应一峰管线上形成聚合物的滞流层，这一层滞流层是始终存在的，如果滞流层变厚（粘壁加剧），就会造成反应一峰由于热量无法及时撤走造成局部过热而发生热分解。热流流速偏低造成热流反应热无法及时撤走是造成装置频繁分解的根本原因。

3、装置工艺控制落后，反应器“一热三冷”进气控制无法实现自动控制，全凭操作人员凭经验操作，一旦进气量发生改变，操作人员往往不能及时发现或调整滞后是造成装置出现分解停车事故的重要原因。

三、采取的措施

1、为了增强脉冲阀对于热流管段的冲刷，同时为了减少脉冲作用对于反应器进气的影响，加设脉冲阀动作的下降沿和上升沿，确保脉冲时开阀和关阀过程平稳受控同时增加对于热流管段的冲刷；调整脉冲阀的阀开时间和脉冲深度，确保反应器进气稳定的同时保证脉冲作用不减弱；调整脉冲阀的脉冲周期，确保脉冲作用充分的前提下，适当降低了脉冲对于反应器进气的影响。

2、通过开大差压阀和关小冷流阀来增加热流流量进而提高热流流速。

3、将反应器入口E-307换热器后温度TI64507作为热流进气量大小的监控点，保证热流流量和流速，弥补装置设计缺陷，消除反应器“一热三冷”进气控制无法实现自动控制的不利影响，从根本上杜绝反应一峰分解停车事故。

4、升压过程中保证升压速度，减少产品在低指数区域的停留时间。降低装置开停工过程产生的低指数料，降低反应器一峰的粘壁效果。

四、总结

通过对反应超温分解的原因进行分析，优化操作，制定相应的措施使装置平稳运行，防止超温分解的发生。降低了装置单耗、能耗，减少环境污染，提高了产品质量，增长了反应器上的液压放空阀、冷流阀、脉冲阀、差压阀的寿命，保护了反应器，解决了困扰高压一装置多年的反应一峰超温分解停车问题，高压一装置既实现了长周期运行，又消除了反应一峰超温分解停车带来的安全环保隐患，装置实现了安全、绿色和平稳运行。

参考文献：

[1]高压一装置操作规程[Z].大庆石化公司.2012（12）.

[2]高压一装置工艺技术规程[Z].大庆石化公司.2009（08）.

（作者单位：中国石油大庆石化公司塑料厂）