摘要：丙烯壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與否，一定程度上決定了乙烯裝置運(yùn)行周期的長短。丙烯制冷壓縮機(jī)是烯烴分離裝置的核心設(shè)備，如果其運(yùn)行狀況較差，會降低烯烴分離的可靠性與穩(wěn)定性。作為丙烯制冷系統(tǒng)當(dāng)中的重要設(shè)備，采用離心式壓縮機(jī)比較多。因?yàn)殡x心式壓縮機(jī)具備各等級間壓力變化范圍比較小、能量利用效率特別高、操作規(guī)范性強(qiáng)、排氣均勻等特點(diǎn)，在化工生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用效果。本文就烯烴分離裝置丙烯制冷壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷展開探討。

關(guān)鍵詞：烯烴分離；丙烯制冷；壓縮機(jī)；運(yùn)行負(fù)荷

引言

乙烯裝置在裂解氣分離過程中，需將裂解氣溫度最低降至-170℃左右。乙烯裝置通過循環(huán)水冷卻丙烯，丙烯冷卻乙烯，乙烯冷卻甲烷的復(fù)迭制冷流程，為整個工藝流程提供不同溫度等級的冷劑，最終將物料冷卻至工藝所需溫度。

1丙烯制冷壓縮機(jī)流程概述

丙烯制冷壓縮機(jī)（K621）經(jīng)透平驅(qū)動，將系統(tǒng)內(nèi)氣相丙烯壓縮至1.6MPa。氣相丙烯通過與循環(huán)水換熱，冷凝為液相丙烯；液相丙烯經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流膨脹，與物料換熱，液相丙烯吸收物料熱量，氣化后進(jìn)入壓縮機(jī)吸入罐，氣液分離后氣相進(jìn)入壓縮機(jī)。通過壓縮—冷凝—膨脹—蒸發(fā)四個循環(huán)步驟，丙烯制冷壓縮機(jī)為乙烯裝置提供三個溫度等級的冷劑。

2烯烴分離裝置丙烯制冷壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷影響因素分析

2.1冷劑用戶負(fù)荷

運(yùn)行中隨著冷凝用戶負(fù)荷的增加，冷劑蒸發(fā)量會增加，壓縮機(jī)吸入量的增加導(dǎo)致功率增加，也就是說壓縮機(jī)負(fù)荷將增加。冷劑用戶負(fù)荷的大小取決于其工藝側(cè)負(fù)荷，即工藝側(cè)的流量、壓力、溫度和組成。故塔的進(jìn)料量、進(jìn)料溫度、回流比等因素將直接影響其冷劑用戶負(fù)荷：塔進(jìn)料量增加，即塔的處理量增加，則塔頂凝液量增加，冷凝的負(fù)荷也隨之增加；塔進(jìn)料溫度升高，塔壓也升高，為了保持塔壓，就必須提高冷凝器的負(fù)荷；在進(jìn)料和采出量不變的情況下，回流比增大意味著回流量增大，同時塔頂冷凝液量也增大，冷凝器負(fù)荷將提高。

2.2烯烴分離裝置開工時脫乙烷塔操作對丙烯機(jī)的影響

在開工時脫乙烷塔進(jìn)料調(diào)整過程中，塔頂冷劑用戶投用，塔底再沸過大，而導(dǎo)致二段冷劑用戶冷劑汽化量過大時，此時二段防喘調(diào)整不及時，壓縮機(jī)二段無法將汽化丙烯全部吸入進(jìn)入下一段壓縮，導(dǎo)致二段吸入壓力升高。此時經(jīng)過一段壓縮的氣相丙烯進(jìn)入二段吸入時就像撞到了“石墻”一樣，機(jī)組會發(fā)生振動，這種現(xiàn)象被稱為“石墻現(xiàn)象”。通過打開石墻線將二段吸入的一部分氣相丙烯排出，返回至一段吸入，從而避免出現(xiàn)“石墻現(xiàn)象”，同時及時調(diào)整乙烷塔再沸及塔頂冷劑用量，使丙烯機(jī)二段吸入量正常。

3降低運(yùn)行負(fù)荷的具體操作方式

3.1正常運(yùn)行工況分析

在分離單元當(dāng)中，丙烯制冷壓縮機(jī)能夠?yàn)楦骶s塔提供不同冷介質(zhì)，故通過提升丙烯制冷壓縮機(jī)的穩(wěn)定性，能夠保證分離單元操作更為科學(xué)。（1）工況特點(diǎn)：由于制冷壓縮機(jī)提供的不同等級的冷量是由其在不同壓力下氣化的溫度所決定的，由此，根據(jù)不同壓力的壓縮機(jī)吸入罐，我們將其分為一段（壓力最低）、二段（壓力次之）、三段（壓力最高），以便后述。正常工況下，我們需要確保三段吸入罐有一定量的液位，以便為后二段換熱器提供致冷液，同時為二段、一段吸入罐提供急冷液，控制丙烯機(jī)二段、一段吸入的溫度。同樣，二段吸入罐也同樣需要一定的存液，為一段換熱器提供致冷液。（2）控制方式：正常運(yùn)行工況下，各段壓力的控制：丙烯機(jī)一段吸入罐壓力一般與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速投自動控制；二段吸入罐、三段吸入罐壓力一般由該級各換熱器氣化量（包括返回線閥的開度）與轉(zhuǎn)速共同控制，因此，二段吸入罐、三段吸入罐壓力在運(yùn)行中，若需要調(diào)整，可以從以上兩個方面加以控制。例：二段級壓力偏高，可以手動關(guān)小返回線開度（該過程需要考慮壓縮機(jī)的喘振）、或者提高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來控制及可以打開石墻線來降低二段吸入壓力。正常運(yùn)行工況下，各段溫度的控制：由于各換熱器正常運(yùn)行，氣化溫度與各吸入罐壓力有關(guān)，因此，溫度一般隨著壓力的變化而變化。壓縮機(jī)排出溫度的控制，由出口冷卻水換熱器與壓縮機(jī)各段吸入溫度、轉(zhuǎn)速共同控制，但由于各吸入罐壓力、溫度相對穩(wěn)定，因此，壓縮機(jī)排出溫度主要由出口冷卻水換熱器來控制。壓縮機(jī)排出壓力的控制，由各段吸入量、排出溫度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等控制。（3）注意事項(xiàng)：正常工況下，壓縮機(jī)的調(diào)整遵循微調(diào)的原則，由于壓縮機(jī)內(nèi)部的變化較小，主要影響壓縮機(jī)運(yùn)行干擾因素來自外接管路的變化，如：冷卻水溫度變化、流量變化從而引發(fā)的，因此，調(diào)整過程需要注意。正常工況下，建議壓縮機(jī)防喘振系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速系統(tǒng)均投自動，以防突發(fā)事件對壓縮機(jī)造成的損害。

3.2壓縮機(jī)關(guān)鍵部件分析

壓縮機(jī)是單吸雙支持結(jié)構(gòu)，電動機(jī)經(jīng)膜片聯(lián)軸器驅(qū)動齒輪箱，由齒輪箱經(jīng)膜片聯(lián)軸器驅(qū)動壓縮機(jī)。從電機(jī)端看壓縮機(jī)是順時針旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、隔板、密封、軸承等組成。①機(jī)殼采用耐低溫材料，水平剖分形式。安裝時，在中分面上涂上密封膠，通過M48的中分面螺釘進(jìn)行緊固，保證內(nèi)部丙烯氣體不通過中分面泄露到大氣中。②轉(zhuǎn)子由葉輪、主軸、軸套、平衡盤、推力盤組成。葉輪采用銑制+焊接的方式制造。主軸是鍛鋼主軸。葉輪與主軸采用過盈連接。葉輪制造好后要進(jìn)行低速動平衡試驗(yàn)，葉輪熱套到主軸后，轉(zhuǎn)子組整體進(jìn)行低速動平衡。當(dāng)?shù)退賱悠胶馔瓿珊?，進(jìn)行整體高速動平衡，保證轉(zhuǎn)子組可靠性。③密封機(jī)組采用串聯(lián)式干氣密封，有效將丙烯與使用環(huán)境隔離。使丙烯在使用環(huán)境零泄漏。干氣密封使用密封氣進(jìn)行密封，包括一級密封氣、一級泄漏氣、二級密封氣、二級泄漏氣、隔離氣等。級間密封采用梳齒密封，材料是5083鍛鋁，減少葉輪出口到葉輪出口的回流損失。④軸承機(jī)組用徑向軸承通常用可傾瓦軸承，一般為4瓦或5瓦，瓦塊可承受轉(zhuǎn)子的載荷，其余瓦塊可保持軸承的穩(wěn)定性。工作中，瓦塊可隨轉(zhuǎn)速、載荷及軸承油溫的變化自由擺動，自動調(diào)整到形成油楔的最佳位置，穩(wěn)定性好，有較大的承載能力，有耗功小和能承受各個方向上的徑向載荷等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)組推力軸承采用雙面可傾瓦、水平剖分形式。力平衡部件一般至于轉(zhuǎn)子組末端，消除轉(zhuǎn)子組運(yùn)行過程中的軸向推力?？蓛A瓦軸承適應(yīng)變工況能力強(qiáng)，水平剖分形式易檢修。

結(jié)語

丙烯壓縮機(jī)是烯烴分離關(guān)鍵設(shè)備，要用優(yōu)秀設(shè)計、可靠制造工藝，以保證整個裝置的長周期運(yùn)行。在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需做好壓縮機(jī)的維護(hù)工作，及時解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，保證壓縮機(jī)安全、穩(wěn)定、長周期的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]史旭.淺析MTO裝置烯烴分離工藝優(yōu)化[J].化工管理，2018，（06）：106-108

[2]劉建榮，梁中超，張秀龍.甲醇制烯烴項(xiàng)目烯烴分離裝置機(jī)組國產(chǎn)化研究[J].山東化工，2016，45（10）：72-75.

作者簡介：李東陽，男，198909，漢，陜西省西安市臨潼區(qū)，助理工程師，研究方向化工工藝，

（作者單位：陜西延長石油延安能源化工有限責(zé)任公司）