第２４卷第４期 石油规划设计 ２０１３年７月 １９ 文章编号：１００４－２９７０（２０１３）０４—００１９—０４ 郁江利 景荚蓉 李勇’ 王咏。锁海滨’ （１．中国石油天然气股份有限公司炼化工程建设项目部；２．中国石油西北化工销售公司；３．中国石油锦州石化分公司） 郁江等．全密度聚乙烯装置工程建设及试车分析．石油规划设计，２０１ ３，２４（４）：１ ９～２１，３１ 摘要全密度聚乙烯装置是引进ＵＮＩＶＡＴＩＯＮ工艺技术，生产线性低密度聚乙烯和高密度聚 乙烯产品，是乙烯重要的下游产品。通过介绍全密度聚乙烯装置工程建设及试车阶段的重点工作， 分析了工程建设和试车期间的难点、重点，并提出了相应对策。对工程建设和试车阶段容易忽视 的问题进行了详细的分析和探讨，期望对今后将要或在建项目在施工和试车阶段有所借鉴，尤其 是应给予足够的重视。 关键词全密度聚乙烯；乙烯装置；工程建设；试车 文献标识码：Ａ Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉＳＳｒｉ．１００４—２９７０．２Ｏ１３．０４．００６ 中图分类号：ＴＱ２２１．２１ ｌ，ＴＱ０８２ 全密度聚乙烯装置是引进ＵＮＩＶＡＴＩＯＮ工艺技 生产的保证，尤其应注意防止粉末过多黏附在叶轮 术，生产线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯产品， 是乙烯重要的下游产品。某石化项目全密度聚乙烯 装置单线产能为３０×１０ ｔ／ａ，有两条生产线，年产 ６０×１０ ｔ聚乙烯产品，其中原料精制单元为两条生 产线的公用单元，聚合、尾气回收、挤压造粒等单 元分别两套，包装单元有８条包装线。 和壳体上；循环气压缩机输送的介质中含有少量粉 末，生产厂家在设计、安装过程中会采取特殊措施， 以防止这些粉末过多黏附在叶轮和壳体上。因此， 需要业主和专利商、生产厂家密切配合，充分了解 设备构造，防止设备安装出现过错，致使正常生产 时粉末过多黏附叶轮和壳体，导致停工，甚至损坏 设备。在采购文件中应重点关注循环气压缩机的设 计能力，其设计能力大小会直接影响到整个装置的 １ 重要设备需关注的重点 １．１大型超限设备 产能是否能达到设计要求。 １．２．２挤压造粒系统 在全密度聚乙烯装置的非定型设备中，有２３ 台设备为超限设备，分别为反应器、脱气仓、掺混 料仓。因设备尺寸超限，公路及铁路都无法运输， 需要分片运抵现场，并在现场组对、焊接。这些超 限设备中施工周期最长、难度较大的是反应器的现 场组焊。 １．２关键设备 １．２．１ 循环气压缩机 采购时要重点关注挤压造粒系统能否生产特殊 或条件严苛产品，如，生产很高或很低熔融指数的 聚乙烯产品，制造厂商是否保证在生产此类产品时 挤压机系统能否达到装置设计负荷。挤压机润滑油 系统管道进行油冲洗作业是施工过程中的关键环 节，建议设计时考虑油系统管道使用不锈钢管道， 或合同中要求厂家设备交付前，将管道做特殊处 理，以防止在运输过程中管道生锈。 循环气压缩机的长周期不间断运行是装置正常 爿ｃ郁江，男，高级工程师。１９９２年毕业于华东石油大学炼制系，石油）ＪＵＴ专业，学士学位。现在中国石油炼化工程建设项目部，从事项目管理工作。 地ｉｌｋ：北京市朝阳区金星园８号Ａ座，１０００２８。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕｊｉａｎｇｌ１＠ｐｅｔｍｃｈｉｎａ．ｃｏｒｎ．ｃｎ ２０ 郁江等：全密度聚乙烯装置工程建设及试车分析 ２０１３年７月 １．３特殊设备 １．３．１ 催化剂注入系统 专利商要求此系统配套的附属部件只能采购其 指定厂家的产品，因为，这些附属部件很小，业主 很容易忽视而造成采购遗漏，给生产造成不必要 的麻烦。 １．３．２ 抽出系统 为保证装置长周期平稳生产，专利商会指定抽 出系统的控制阀门生产厂家，并主动要求帮助业主 采购。鉴于抽出系统阀门的特殊性，业主应信任专 利商的设计要求，并按照专利商的要求采购。抽出 系统静设备容积的大小与装置生产能力有很大关 系，可以适当要求专利商设计时考虑尽可能增加静 设备的容积。 ２ 工程施工应关注的重点 ２．１ 挤压机厂房和脱气仓的施工 全密度聚乙烯装置施工最大难点是挤压机厂房 和脱气仓的安装。 脱气仓设置在挤压机厂房上方，总高达８７ｍ， 脱气仓很重，且正常生产时脱气仓内需盛装４００ｔ聚 乙烯粉料，因此，挤压机厂房的荷载很大。挤压机 厂房立柱匀为１．２ ｍ×１．２ｍ，其中钢筋密度很大，ｌｍ。 体积混凝土钢含量约４００ｋｇ，致使混凝土浇筑有一 定难度，需要详细的施工方案及非常熟练的混凝土 浇筑＿丁。 全密度聚乙烯装置两条线各一台脱气仓，单台 脱气仓体积：１ Ｏ００ｍ ；单台脱气仓重１８０ｔ；支撑用 钢结构体积大（８７ｍ×１８ｍ×９ｍ）；脱气仓吊装时除 了考虑脱气仓就位时的高度８７ｍ，还需考虑脱气仓 整体吊装时脱气仓底部应高于脱气仓就位高度 ４３ｍ，即１３０ｍ，应制订详细的起吊方案，安排能力 相配的起重设备是十分重要的。 挤压机厂房和脱气仓钢结构在设计时不考虑脱 气仓就位后进行水压试验的载荷，因此，在施工中 应提前考虑在地面完成水压试验。 在起重设备无法满足现场要求时，也可以考虑 分两段安装，但是，要保证两段连接焊缝的焊接质 量和检验方法。 ２．２聚合反应器的施工 全密度聚乙烯装置另一个施工难点是反应器的 现场制作。由于某石化项目地处内地，不能整体交 货，只能现场组对。反应器共２台，单台重４４１ｔ， 由裙座、下封头、筒体、变径段（锥段）和上封头 几个部分组成，内件为分布板。内件安装过程中， 在反应器壳体安装完并整体热处理后卸下上球封 头，再吊装分布板，分布板吊入并上球封头环缝焊 接完成后对该环焊缝进行局部热处理。 ２．３施工计划编制应注意事项 施工计划编制主线安排以挤压机厂房施工和脱 气仓制作、吊装及其相关钢结构安装为主线，以聚 合反应器制作及安装为第二主线；土建施工以挤压 机厂房和混凝土基础及反应器基础为优先考虑；设 备现场制作以反应器和脱气仓的制作为优先考虑。 ２．４合理的施工周期安排 按照合理的施工周期安排施工计划，是保证施 工质量重要条件之一；施工人力组织、设备材料严 格按照计划到现场，施工机具的完备是施工计划按 时完成的有效保障。本装置合理的施工周期为：土 建施工周期应在６个月，管道安装施工周期应在 ４～５个月。设备安装在土建施工中后期到管道安装 前期实施，主要根据设备到货时间来定。 ３ 试生产应关注的重点 ３．１试车前准备 试车前准备工作繁琐，复杂，前后工作衔接紧 凑。尤其是专利商要求酸洗部分的管道及设备、精 制床装填、开工粉料装填和装置粉料联合运行测试、 反应器二茂铬涂敷等工作前后衔接，衔接好坏直接 影响到整个项目的开工计划。 ３．２精制床装填 精制床装填时间确定应考虑所有精制床的再生 周期，不得影响装置开工时间。 ３．３开工粉料的装填 开工粉料的装填，应根据流化床大小来决定每 装填一次需要量，全密度聚乙烯装置每次装填ｌＯＯｔ 粉料，两线条生产共需要９００ｔ粉料。 ３．４试生产计划编制的要求 化工下游装置“倒开车”非常重要，即在乙烯 装置投料之前，用外供物料先期将下游装置（聚乙 烯装置）流程打通，待乙烯装置投料时即可连续生 产。下游装置“倒开车”分３个阶段：第一阶段负 荷为７５％；第二阶段负荷为８５％；第三阶段调整负 荷到１００％，根据运行情况，安排７２小时性能考核。 试生产物资需求量按照装置９０％负荷运行半年 编制；试生产产品牌号按照稳妥可靠、市场易于推 广的原则确定；试生产期间除满足装置性能考核需 第２４卷第４期 石油规划设计 ２１ 要外，原则上不宜安排转产。 ３．５试车期间关注重点 专利商要求试车期间聚合反应器必须进行二茂 铬涂敷的工作，聚合反应器系统回路在二茂铬涂敷 后优点是可以进一步减少静电的产生，缺点是聚合 反应器系统回路中的循环换热器易堵塞，判断堵塞 严重并需要停工清理的方法：一是，循环压缩机入 口导叶开度在涂敷前后差别是否增大；二是，主换 大。为减少探伤时间及对周边施工的影响，建议使 用ＴＯＦＴ检测技术。 反应器器壁组件多，器壁厚，组件的安装角度 要求苛刻，建议提前制作，现场比对，防止遗漏、 制作缺憾等造成重新返工，影响施工计划。 ４．２．３精制床装填 装置开工前要求精制床系统气密、置换合格、 再生完并达到进料状态，精制床装填应选择在晴天 热器压差在涂敷前后差别是否增大；三是，确认装 置产能能否达到设计负荷；四是，操作余量在涂敷 前后是否减／Ｊｑｌ￣多。通过判定如果循环换热器堵塞 严重，建议应在冬季来临前及时清理此换热器。 ３．６生产准备阶段的合理周期 管道水压试验完成，生产部门应提前进入开始 生产准备阶段，至装置开工所需合理用时应在２～３ 个月。 ４ 施工建设及试车过程存在的问题 及建议 ４．１ 设计阶段应重点关注工艺的ＨＡＺＯＰ分析 为确保装置本质安全并有效减少详细设计阶段 及施工期间设计返工或增加变更，业主应组织有经 验的操作及技术人员在初步设计完成后进行一次有 效的ＨＡＺＯＰ分析。有经验的操作及技术人员会将 平时操作中的不安全点、操作难点及时反馈给设计 人员，通过与设计人员沟通和论证不断进行完善。 ４．２应注意的几点问题 ４．２．１ 土建质量控制 挤压机厂房等大体积混凝土施工质量应在土建 施工期间高度重视。 土建队伍素质参差不齐，土建工程往往分包情 况严重，将会给土建施工质量控制带来很大的困 难。应在土建队伍的选择和招标过程中给予高度重 视，并严禁低价中标。 ４．２．２大型设备安装 挤压机厂房施工完，钢结构部分完成并具备脱 气仓吊装条件，随后进行脱气仓吊装是全密度装置 施工主线，此主线完成后，１ ３５０ｔ吊车离场，大量 的钢结构安装完，给后续施工腾出场地，以使受其 影响的土建、钢结构、设备安装、管道施工顺利进行。 反应器焊接过程中关键质量控制点是焊接时层 间温度的控制，其原因是反应器最小壁厚４０ｍｍ， 最大９４ｍｍ。另外探伤时间长，射源强，辐射面积 装填，并注意做好防雨措施，装填设备周围保持干 燥，严禁带水并在装填口附近饮水，以防止水进入 粉料中，存储和运输过程中应做好防雨措施。工厂 风进入装置，保持精制床装填期间通风良好。 ４．２．４ 粉料装填 装填过程中重点是满足安全要求：一是，防爆 装置必须进氮气后才能进行粉料装填工作；二是， 装置所有设备内部工作完成并封闭，才能引入氮气 进装置；三是，粉料装填口应选择氮气接触尽可能 少，易于装填的位置；四是，装填口设置ｌｃｍ直径 的网格栅，防止异物掉入粉料仓中。 ４．３确保试车阶段成功的建议 ４．３．１ 全密度聚乙烯装置气密是关键 一是，如有条件，建议气密过程中进行升降温 操作；二是，气密按照规范要求测试合格后，氮气 置换合格，在原料正式引入装置前，建议对装置内 烃类介质流经的设备及管道预先用氮气（混入少量 的乙烯）再次作气密测试，操作人员除使用正常气 密手段外，应使用便携式烃类检测仪对装置进行一 次气密检查。 ４．３．２ “倒开车”期间应注意的方面 通过“倒开车”，充分暴露全密度聚乙烯装置在 工艺、设备和操作方面的问题，及时加以整改，以 保证乙烯装置投料后顺利开通全流程，做到投料试 车一次成功，缩短试车时间，降低试车成本。原料 储罐应提前施工完，并存储足够乙烯原料以满足下 游装置“倒开车”需求。要重视已存储乙烯的原料 储罐与其相邻正在施工装置的安全防护问题，必须 做好相应的安全措施。 ４．３．３ “倒开车”前装置应确保置换合格 全密度聚乙烯装置工艺技术对原料杂质要求非 常苛刻，尤其是水、氧、一氧化碳、二氧化碳等， 一般要求在百万分之一以下，装置开工前置换尤为 重要，为保证置换在最短的时间达到要求，在施工 阶段就应提前解决以下问题： （下转第３１页） 第２４卷第４期 石油规划设计 ３１ 中处理。 ２．３．２ 应用分析 在一定程度上确保生产安全平稳运行。但是，由于 姬塬油田多层系复合开发中结垢严重，且影响因素 清管仪清垢具有操作简单、清垢彻底、速度快、 较多，今后，还需从开采方式、集输工艺、运行管 安全可靠等特点，对于距离较长、热洗和酸洗方法 理、防垢和除垢等多方面人手，建立有效的结垢防 无法达到预期效果的输道及注水管道清垢具有 治体系，才能从根本上彻底解决多层系开发带来的 定的优势。此外，清垢施工对管道要求较低，满 结垢问题。 一足正常生产投球的管道均能进行清管施工，且不影 响正常原油生产，避免了频繁更换管道造成的损失。 参考文献： ［１］ 肖曾利，蒲春生．磁防垢技术及应用发展现状［Ｊ］． ３ 结语 经过对几种防垢、除垢方式的现场应用研究发 现，各种防垢、除垢方式均有一定的应用效果。姬 塬油田防垢、除垢工艺可采用多种工艺配合使用， 以达到最佳的防垢效果：站内采用电磁或超声波防 垢为主、物理除垢器除垢为辅助的防垢工艺；站外 管道采用清管仪定期进行清理。 通过对这几种防垢、除垢工艺的配合使用，可 断块油气田，２０１０，ｌ７（１）：１２１—１２４． ［２］ 聂翠平，李相方，贺延帮．高频电磁感应清防垢技术 应用研究［Ｊ］．石油工程建设，２００７，３３（５）：５－７． ［３］ 周爱东，杨红晓，张志炳．超声波在防除结垢中的应 用［Ｊ］．应用化工，２００５，３４（１１）：６５９—６６１． 收稿日期：２Ｏｌ２—０２—２６ 编辑：陈霞 （上接第２１页） 一是，设计中应注意尽可能减少盲端、盲头， 温度控制系统较为复杂，聚合反应器真正反应 或者盲端、盲头尽可能短，以规范要求的距离焊缝 最短为宜；二是，管道的低点排放是积存水等杂 质的死角，在置换过程中应多次排放检查，尽可能 用检测仪检测杂质含量；三是，直径大于１５２．４ｍｍ 以上的球阀腔室在水压试验后会积存大量的水，正 常的吹扫、置换都不能有效去除腔室中的水，必须 前的温度控制系统调试是模拟调试，属于理想状态。 在装置“倒开车”期间还应作进一步调试，并调试 到最佳控制状态，因此，需要专人及装置主要操作 人员一起积极与专利商配合，及时发现问题并及时 要求专利商给予解决。 参考文献： 在置换前将每一个球阀拆下，对球阀腔室仔细检查。 ４．３．４ 重点关注程序连锁调试及应用 全密度聚乙烯装置程序连锁很复杂，如果安全 连锁调试不到位，将给整个“倒开车”及以后正常 生产埋下安全隐患。 反应器终止系统相关程序和连锁在装置粉料联 运阶段才能测试，测试期间应派专人和外商逐一调 试并签字确认，装置主要操作人员在测试期间应积 极参与。 ［１］ 国家能源局．ＪＢ／Ｔ ４７３０．１Ｏ一２Ｏ１０承压设备无损检 测衍射时差法超声检测［Ｓ］．北京：新华出版社， ２０ｌ０． ［２］ 中华人民共和国建设部．ＧＢ ５０２３６－－９８现场设备、 工业管道焊接工程施工及验收规范［ｓ］．北京：中国 计划出版社，１９９８． 收稿日期：２０１ ２－０５－１１ 编辑：廉践维
