内部油变更对高压聚乙烯装置的影响及工艺控制应对探讨.doc

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1、不同种类内部油对高压聚乙烯装置的影响及工艺应对探讨高压聚乙烯装置自开车以来，已使用Total270、BPCL1400两种聚醚类润滑油和壳牌PY220矿物油类润滑油作为二次机内部油。合成油使用时，出现了超高压压缩机一段出口温度升高、A/B线段间压差波动大、中冷器粘附聚合物等问题。矿物油使用期间，超高压压缩机填料磨损严重，更换较为频繁，反应负荷相对较低。现将国内同类装置情况进行对比，并从不同油品机械性能、化学性能进行对比，以期找到产生问题的原因，明确下一步应对措施。1.国内Basell工艺超高压压缩机内部油使用情况对比了国内Basell工艺装置内部油使用情

2、况可知，如表1所示，扬巴、中海壳、茂名石化LDPE装置均使用PAG作为内部油。扬巴因中冷器管程短、管径小，采用急冷水冷却，管壁的聚合物粘附轻，未出现二次机段间压差高、反应粘壁的问题。中海壳、茂名石化、大庆石化的LDPE装置与兰州石化LDPE装置类似，在使用PAG作为内部油时，中冷器存在相对明显的聚合物粘附。大庆石化在使用WO作为内部油时，与兰州石化LDPE装置类似，反应器粘壁情况严重，生产负荷低。扬巴EVA装置采用WO作为内部油，主要是EVA生产期间反应压力低，WO在此条件下粘度足够，能够满足超高压压缩机运行需求。表1国内同类装置内部油使用情况装置压缩

3、机使用状况扬巴20万吨/年LDPE布卡K8250-280MPa下一直使用PAG，中冷器管程短，管径小，急冷水冷却，聚合物粘附轻，未出现反应粘壁、二次机段间压差高问题。聚合物负荷维持在29-30t/h扬巴20万吨/年EVA布卡K8200-230MPa下一直使用WO，压缩机运行稳定。中海壳25万吨/年LDPE装置新比隆K10一直使用PAG，中冷器有结壁，清理频次1-2次/年。茂名石化25万吨/年LDPE布卡K10一直使用PAG，中冷器有结壁，清理频次1次/年。按照Basell建议增加了二次机微氧注入系统，抑制较低温度下乙烯自聚大庆石化20万/年LDPE布卡

4、K8WO和PAG交替使用，PAG使用期间中冷器结壁严重；WO使用期间反应负荷仅25t/h。2.不同内部油对超高压压缩机稳定运行的影响及应对措施高压聚乙烯装置超高压压缩机内部油充满填料函、填料环、柱塞三者之间的间隙。压缩机主电机转速200r/min，柱塞与填料环之间发生轴向滑动，内部油需具有一定的润滑、抗磨作用；柱塞压缩气体承受反作用力，容易发生径向振动，内部油需具备有较好抗震作用。另外，内部油在气阀、柱塞、填料函部位长期停留，不能产生沉积物，避免引起气阀启闭失效、填料密封失效、柱塞润滑失效等问题。图1内部油作用部位示意图1.1.抗磨润滑性能对比润滑油温

5、度-粘度指数越高，粘度随温度变化越缓慢，WO（矿物油）温度-粘度指数为97，PAG（合成油）温度-粘度指数为225。从图2可知，PAG粘度随温度变化趋势更缓慢，低温使用更佳，较高温度下粘度下降较小，高温粘度保持好有利于油膜强度的保持。PAG为极性油品，可在金属表面形成非常稳定的具有大吸附力和承载能力的润滑剂膜，所以常压下PAG润滑性和轴向抗磨性更佳，对填料的保护较好。从图3可知，WO的粘度随压力的上升的趋势比PAG快，在270Mpa/100℃的操作条件下，WO的粘度比PAG高，可维持很高的油膜强度，对径向的抗磨作用也较好，但其润滑作用有所下降。日常生产

6、中，若采用WO作为内部油，其油温可略高于PAG，利用其随温度上升粘度下降较为迅速的特点，弥补其在高压下粘度过高导致润滑作用下降的问题。图2不同内部油温度-粘度变化情况图3不同内部油压力-粘度变化情况图4不同内部油压力-粘度指数变化情况1.1.降温效果对比二次机柱塞与填料间主要为滑动摩擦，比转动摩擦难以形成油膜，油分子间摩擦程度相对较低，油分子自身摩擦生热可以忽略。相对运动造成填料和柱塞温度升高，内部油起到降温冷却作用。相对于非极性、分子量分布宽、密度（0.8kg/L）WO、可溶于高压乙烯，合成的PAG为极性油品、分子量分布窄、密度（1.09kg/L）高

7、、不溶于乙烯气体，所以PAG在柱塞和填料的粘附时间较长，体积用量较低，极性易吸附造成实际流动性较差，实际生产中对柱塞和填料的冷却作用低于WO。鉴于PAG粘度随温度下降而上升的趋势相对不敏感，可以控制相对低的油温，适当增大其注油量，抑制PAG使用时柱塞温度偏高的问题。1.2.密封性能对比如表2所示，膨胀-吸气-压缩-排气过程中，填料函、填料环将承受100MPa以上的压力变化和50℃以上的温度变化，期间要求内部油具有相对平稳的粘度，避免粘度随压力波动过大导致润滑不良、密封失效等问题。WO粘度随压力、温度的变化趋势比PAG大，在频繁的温度、压力变化过程中，容

8、易形成密封失效。表2超高压压缩机正常生产工艺状态项目吸气温度/℃吸气压力/MPa排气温度/℃排