化工領(lǐng)域對空氣濕度的要求 氣體壓縮機在石化工業(yè)的應用和發(fā)展

化工領(lǐng)域對空氣濕度的要求 氣體壓縮機在石化工業(yè)的應用和發(fā)展

　　在聚乙烯生產(chǎn)制造過(guò)程中需檢測乙烯原料氣體的濕度，水會(huì )使鉑催化劑中毒，只有控制氣體CO2的適當濕度，才能保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行；氯化物如漂白粉的生產(chǎn)過(guò)程中需嚴格控制載氣的濕度值，否則其會(huì )與水生成廢酸，這就需要到工業(yè)除濕機、壓縮機或者其他濕度控制設備。

　　壓縮氣體的生產(chǎn)過(guò)程中，需對氣體進(jìn)行預干燥處理，以防壓縮過(guò)程中過(guò)飽和水汽的凝聚；液化氣體前應對氣體進(jìn)行充分的干燥，以防水汽冷凝引起閥門(mén)和部件的堵塞；液體SO2的生產(chǎn)和儲存過(guò)程中，如若不對水分進(jìn)行充分地干燥，SO2與水作用可生成帶有強腐蝕性的亞硫酸和硫酸；天然氣和液化石油氣的輸送和儲存中，氣體中含水量過(guò)高時(shí)，在低于0℃時(shí)凍結，高于0℃時(shí)形成凝固水合物；在尼龍和聚酯的聚合過(guò)程及其纖維的紡織過(guò)程中，濕度控制不好，會(huì )降低生產(chǎn)效率和影響產(chǎn)品質(zhì)量?；ぴ碇袑?zhuān)門(mén)有干燥氣體的論述，詳細分析干燥過(guò)程特征、干燥方法及其應用，以干燥靜力學(xué)為理論基礎，分析濕空氣的狀態(tài)參數、物料的含水狀態(tài)、自由水分與平衡水分、結合水分與非結合水分等，并討論恒定干燥條件下的干燥速度、干燥曲線(xiàn)與干燥速率曲線(xiàn)、臨界含水量、恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計算。

　　煉油生產(chǎn)中常用的壓縮機主要為催化裂化裝置的主風(fēng)機和富氣壓縮機，催化重整裝置和加氫裝置的循環(huán)氫壓縮機和新氫壓縮機，焦化裝置的焦化氣壓縮機等。高壓氫氣壓縮機由于規模和工藝流程不同，并且有硫化氫等介質(zhì)腐蝕，制造難度大，世界上只有少數幾個(gè)國家能夠制造，如美國德來(lái)賽—蘭德公司、意大利新比隆公司、德國博爾齊格公司等。氣體壓縮機是對氣體進(jìn)行壓縮，產(chǎn)生氣體壓縮能的設備。對氣體進(jìn)行壓縮的目的是輸送氣體或者為化學(xué)反應創(chuàng )造必要的條件。氣體壓縮機是石化裝置的關(guān)鍵設備，大部分石化裝置都有氣體壓縮機。

　　一般常用的有離心式壓縮機、往復式壓縮機、螺桿式壓縮機等。大多數壓縮機輸送介質(zhì)為石油混合氣體、天然氣、氮氣、氫氣、氧氣、氯氣、甲烷、乙烯、丙烯、氨氣、二氧化氮等。鑒于石化生產(chǎn)裝置大多數在高溫、高壓、易燃、易爆、腐蝕、有毒、長(cháng)周期連續生產(chǎn)條件下，因此要求壓縮機組必須做到整體性能好，效率高，結構緊湊，占地面積小，運轉平穩可靠，無(wú)故障運轉時(shí)間達到h以上，而且可以滿(mǎn)足各種工況的需要。乙烯成套生產(chǎn)裝置中的壓縮機數量最多，如乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機、乙烯壓縮機；聚乙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機和乙烯壓縮機；聚丙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機和丙烯壓縮機；PTA裝置和丙烯腈裝置的工藝空氣壓縮機等。其中乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機，俗稱(chēng)“三機”，能耗占裝置總能耗的20%～40%，因此，降低壓縮機能耗對降低裝置能耗具有重要意義。

　　現在，國外已采用了高效率三元流動(dòng)葉輪及與其匹配良好的固定元件，使其壓縮機效率比原來(lái)提高5%以上，整機效率高達82%，而且運轉平穩，檢測、報警及聯(lián)鎖停車(chē)系統控制水平高，可保證裝置3年的運轉周期。高壓聚乙烯裝置中的超高壓壓縮機是石化生產(chǎn)裝置中壓力最高的往復壓縮機，排氣壓力達到350MPa。世界上最大的乙烯裝置用壓縮機供應商當屬德來(lái)賽—蘭德公司、新比隆公司、三菱重工、德馬格公司、瑞士蘇爾壽公司等?；噬a(chǎn)中用的離心壓縮機，主要有工藝空氣壓縮機、合成氣壓縮機、二氧化碳壓縮機、氮氣壓縮機、氨壓縮機；空分空壓裝置的空氣壓縮機、氧氣壓縮機、氮氣壓縮機等。由于合成氨裝置不斷向大型化發(fā)展，用戶(hù)對壓縮機組的能耗、可靠性、配套水平等技術(shù)指標的要求也越來(lái)越高?，F在，世界上先進(jìn)的壓縮機制造廠(chǎng)家都在致力于這方面的研究，并取得了很大進(jìn)展。如在壓縮機氣動(dòng)性能設計上使用的程序，能適用于幾百個(gè)大氣壓，大大提高了計算精度；轉子穩定性研究，已經(jīng)研制出超二階、三階的高柔性轉子，并已成功應用于產(chǎn)品的設計。另外，國外在壓縮機有關(guān)部件成套技術(shù)上也有了很大發(fā)展，如密封、軸承、調節系統、輔機配套水平、機組自動(dòng)化控制及故障診斷水平等方面取得了突破性的進(jìn)展。

　　離心壓縮機在國內的應用和發(fā)展現在離心式壓縮機發(fā)趨勢是：容量不斷增大，以滿(mǎn)足石化生產(chǎn)規模不斷擴大的要求；隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展，新型氣體密封、磁力軸承和無(wú)潤滑聯(lián)軸器的出現，不斷開(kāi)發(fā)高壓壓縮機和小流量壓縮機產(chǎn)品；進(jìn)一步研究三元流動(dòng)理論，不僅應用到葉輪設計，還發(fā)展到葉片擴壓器靜止元件設計中，以期達到最高的機組效率；低噪聲化，采用噪聲防護以改善操作環(huán)境。

　　往復壓縮機在國內的應用和發(fā)展現在往復式壓縮機發(fā)展方向是：大容量、高壓力、結構緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可靠性高、排氣凈化能力強；普遍采用撬裝無(wú)基礎、全罩低噪聲設計，大大節約安裝、基礎和調試費用；不斷開(kāi)發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥，氣閥壽命大大提高；在產(chǎn)品設計上，應用壓縮機熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計算軟件和壓縮機工作過(guò)程模擬軟件等，提高了計算準確度，通過(guò)綜合模擬模型預測壓縮機在實(shí)際工況下的性能參數，以提高新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率。壓縮機產(chǎn)品機電一體化得到強化，采用計算機自動(dòng)控制，自動(dòng)顯示各項運行參數，實(shí)現優(yōu)化節能運行狀態(tài)，優(yōu)化聯(lián)機運行、運行參數異常顯示、報警與保護；產(chǎn)品設計重視工業(yè)設計和環(huán)境保護，壓縮機外型美觀(guān)，更加符合環(huán)保要求。國內可以生產(chǎn)石化行業(yè)需要的往復式壓縮機的廠(chǎng)家主要有沈陽(yáng)氣體壓縮機廠(chǎng)、上海壓縮機廠(chǎng)、無(wú)錫壓縮機廠(chǎng)等。經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，國內已形成L、D、DZ、H、M型等等數十個(gè)壓縮機系列、數百種產(chǎn)品。國內的中小型壓縮機基本滿(mǎn)足了國內石化行業(yè)的需求，但大型往復壓縮機還不能完全滿(mǎn)足需要。沈陽(yáng)氣體壓縮機廠(chǎng)從德國B(niǎo)ORSIG公司引進(jìn)了全套的往復壓縮機設計制造技術(shù)，將產(chǎn)品市場(chǎng)定位于煉油化工領(lǐng)域，尤其在大中型往復壓縮機技術(shù)開(kāi)發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展。1990年研制成功了符合現行國際標準的4M50型系列大型氫氣往復壓縮機組，1996年推出了6M50型系列氮氫氣壓縮機組，1998年研制成功了4M80型系列大型氫氣壓縮機組。往復式新氫壓縮機容積流量達到Nm3/h，活塞壓力達到80kN，出口壓力達到19MPa，功率達到4000kW，已用于200萬(wàn)t/a渣油加氫脫硫裝置。天華化工機械及自動(dòng)化研究設計院和江陰壓縮機廠(chǎng)合作設計制造的迷宮壓縮機流量達到980Nm3/h，出口壓力達到3.8MPa，已經(jīng)應用于7萬(wàn)t/a聚丙烯裝置。大型機組的研制成功，打破了國外廠(chǎng)家和銷(xiāo)售商長(cháng)期壟斷我國煉油化工用往復壓縮機市場(chǎng)的局面，使同種機組的市場(chǎng)價(jià)格下降超過(guò)了50%，標志著(zhù)國內的往復壓縮機制造能力正向A水平邁進(jìn)。

　　現在國內往復壓縮機技術(shù)水平同國外相比，主要差距為基礎理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)能力低，工藝裝備和實(shí)驗手段落后，產(chǎn)品技術(shù)起點(diǎn)低，規格品種、效率、制造質(zhì)量和可靠性還有相當差距，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品滿(mǎn)足不了國內需要。