高压聚乙烯管式反应器的长周期运行与维护

高压聚乙烯管式反应器的长周期运行与维护

檀雷

大庆石化公司聚烯烃部高压联合装置区

摘要：通过对高压聚乙烯管式的结构特征、运行维护、安全检测与评估等方面的研究，揭示装置安全、稳定、长期运行的关键因素，提出进行动态调控和合理预测维修的方法，以确保其在整个长周期内的安全、稳定运行。

关键词：长周期 高压管式 反应器 安全运行

1绪论

高压管式反应器作为聚乙烯生产的核心设备，其工作条件极为苛刻，且操作和维修困难。目前，国内的高压力管式反应器均为引进装置。在设计压力为360 MPa，最高工作温度为300℃的高压管式反应器中，装置的制作非常困难。目前，国内的高压管式反应釜企业多为前期与其有专利技术的企业，如德国伍德公司，德国巴斯夫公司，奥地利 BHDT公司，美国 KMT公司。目前，我国尚无高压力管式反应器的生产应用成果。近年来，我国的高压聚乙烯工程建设不断加快，对其设备的需求也在不断增加，但由于其生产商数量有限，设备和备件采购终端用户均较为被动，因而对其进行全长周期管理具有十分重要的意义。

2高压管式反应器的常见故障

在操作过程中，高压管式反应器可能发生的四种损坏形式有以下几种。

(1)疲劳断裂：在压力管道、弯头、三通（方形）、螺纹等部位均有较大的裂缝。

(2)内表层强化：在强烈的分解作用下，产生数毫米深的硬化层，并可在硬化层上产生裂纹。

(3)间歇式腐蚀：多发生于有夹套与无夹套两种情况下，冷、热交替作用下，有机酸生成、凝结，并在局部发展。

(4)高频超温和超压分解会对反应堆产生很大的影响，尽管目前尚无量化研究，但其发生频率过高会对反应堆的使用寿命产生重大影响。

另外，运行3年以上的高压管堆存在突发性故障的危险。由于其极端恶劣的工作条件，其长周期管理面临着诸多不确定因素，因此，对其进行长周期管理，是保障其长期稳定运行的关键。

3 高压管式反应器长周期管理的探讨

3.1压力管式反应器装置的施工质量管理

高压管式反应器的安装质量控制是研究其长周期管理的关键。在高压管式反应器的安装过程中，应着重抓好如下几个方面的工作。

(1)做好压力管式反应器的验收；根据合同，有专门的技师对收到的高压管反应器组件进行盘点。

(2)做好高压管反应器到达后各元件的保护。由于本地区处于多雨季节，故需配备充足的防风、防雨设备。每一组均有防雨，防风棚，并备有防雨棚的高压管道。当天施工前，应按天气条件做好防风和防雨的准备工作。有螺纹的凸缘应尽可能在室内完成。

(3)做好高压管式反应器的预安装工作，如法兰的安装和对齐。要想在现场高质量地进行高压管式反应器的螺纹法兰安装、组对等前安装工作，需要着重关注两个方面：一是对高压管式反应器部件的保护油脂进行清洗的时间，要保护装置不要过早清理保护油脂，还要防止油脂粘粘杂物；二是对预制件进行预装后的保护。

(4)做好高压管式反应器法兰螺栓预紧及水力连接的工作。根据《高压管式反应器的使用和维修说明书》，指出了两个方面的问题：一是要注意管托管的安装。螺栓预载的顺序为：1 5%,5 0%,75%,100%，最后的预紧力要测得；2）经验法。镜片的同心度误差要控制在国外规定的误差范围内。

(5)做好高压管式反应器的无压配管的安装。

(6) 与高压力管反应器的清洗作业相协调。在此之前，必须将高压管式反应器的建设计划和超高管式反应器的清洗计划一并考虑，以避免由于清洗而引起的高压管式反应器组件的频繁安装。

(7)做好气密性和水压试验.根据高压管式反应器的升压特性，首次增压对整个反应器的可靠性起着非常关键的作用，特别是在压力较大的情况下。

3.2高压管式反应器的操作与保养

高压管式反应器的操作与维修是整个长周期管理的一个重要内容。(1)高压聚乙烯生产工艺的特殊性决定了其操作条件非常严格，启停次数比较多，特别是在投产初期，部分设备每年启停次数可达20次，频繁启停会对管式反应器产生不利影响。(2)对反应器夹套热水系统进行水质调控，保证水质含氧量和 pH值等重要参数的可控性，避免出现点蚀等问题。(3)特别要注意，由于过热过压而引起的设备紧急停机，要特别注意有没有发生过裂解的高压管反应器位置，并适时进行定期检修。(4)要注意与高压管式反应器有关的联锁投用，严禁因短期利益而取消联锁操作。

3.3压力管式反应器的预知性维修

乙烯生产装置的高压管式炉，其运行压力通常为270 MPa，最大工作压力为340 MPa，设计为360 MPa。在极端高温、极端恶劣的操作条件下，预测维修对其长期安全稳定运行至关重要，特别是当其发生故障时，对操作人员的职业素质提出了更高的要求。根据高压管式反应器的操作资料采集和测试结果，对其进行科学的研究和预测维修，在此要强调的是，对高压管式反应器进行预防性维修，不仅要避免维护不足，还要避免过度维修。如何把这个工作做好，是个很复杂的问题，要做好下面几方面的工作。

(1)借鉴投产较早的操作和维修经验，特别是与国产类似设备的使用者多做交流，从操作数据和故障状态上进行对比和交换，为进一步的决策提供充足的基础。

(2)加强与原始设备制造商的信息交换，特别是在设备零部件更新比较迅速的情况下，要对高压管式反应器的操作和维修情况有所了解，由于一些重要的技术参数都是企业机密，所以终端客户得不到这些重要数据。目前，德国伍德公司和巴斯夫公司正积极进行榆林石化公司的安全评估工作，并将依托原有的生产企业，对其进行安全评估。

(3)对一些高压反应器的零部件进行科学、合理的储存，并摸清国产类似设备的高压管反应器的备件状况，为以后的使用做好准备。

(4)高压聚乙烯生产的操作结构决定了设备启停频繁，特别要抓住这一小段时间的停机时间，对高压管式反应器管接头的密封部位进行周期性的泄漏检测；对承压部件的腐蚀、腐蚀进行定期检测；定时检查反应器的最小壁厚，若发现壁厚过薄，应立即更换零件。

(5)加强对高压管式反应器的文件和数据的管理，对其进行技术文档的管理，对其进行动态控制，并对其进行详细的记录，对其进行详细的记录和分析，并对其进行详细的分析。定期召开专题会议，对其进行分析对比，特别是在这一次操作周期中发生了很大变化的数据，特别是要注意那些微小的参数数据的变化，以便能够尽早地发现和解决问题，不能让高压管式反应器带病运行，保证整个长周期内的安全可靠运行。

4结语

高压管式反应器的长周期管理是一项动态、多变的研究课题。在高压管式反应器的全长周期控制中，其操作环境极为严苛，因此，专家们必须时刻保持着对高压管式反应器的高度敬意，时刻保持着如临深渊、如履薄冰的心态，采用科学的操作和维修方式，遵循客观规律，利用现代的测试手段，对其进行定期的安全评估，并通过对其进行动态监控和合理的预测维修，从而保证整个长周期内的安全稳定和长周期运行。

参考文献

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