脱氢尾气压缩机存在的问题分析及改造

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Analysis Oil Existing Problems and Transformationof Styrene Dehydr0genati0n Tail Gas CompressorWAⅣG Chun-xiao(Hainan Shihuajiasheng Chemical Co.，Ltd.，Hainan Yangpu 578101，China)Abstract：The problems in the using of the dehydrogenation tail gas and its impacts on production were intro-duced briefly，.Effective measures such as increasing a point tank，outlet pipeline of compressor transformation，re-placing the screw compressor rotors and the low -pressure burner were put forward.The differences of the compres-。

sor process flow before and after transformation and the usage were introduced and compared.After the transforma-。

tion，steam consumption of the compressor was dechned，spray water was reduced，and compressor inlet and outletpressure and temperature were decreased. Comprehensive energy consumption per unit product of the appliance wasdecreased。

Key words：styrene；dehydrogenation；gas compressor；reform measures；energy consumption苯乙烯是-种非常重要的化1二原料 ，广泛用作生产聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯、ABS树脂、合成橡胶、不饱和树脂等。

海南实华嘉盛化T有限公司 8×10 吨/年苯乙烯装置采用中国石化的乙苯绝热负压脱氢制苯乙烯技术。尾气压缩机将脱氢反应产生的尾气压缩输送到尾气回收系统 ，经过尾气回收系统同收芳烃化合物后进入蒸汽过热炉火嘴作为燃料，并且保证乙苯脱氢系统始终处在负压条件下操作。该装置的脱氢尾气压缩机组采用的是中船重丁 七--研究所 自主研发的型号为 LG252/0.025-0.163双螺杆压缩机。压缩机采用上进下出形式 ，设计人口压力 25 kPa(A)，出 口压力 163 kPa(A)，m 口温度低于80℃1 尾气压缩机在使用中存在的问题1.1 尾气压缩机出入口压力高存运行过程 巾，尾气压缩机 出口压力最高达到 200 kPa(A)，入口压力达到 41 kPa(A)，造成脱氢反应系统压力升高。

由于乙苯脱氢反应是体积增大的反应 ，系统压力升高，造成乙苯脱氢转化率降低，苯乙烯的选择性降低。

1.2 尾气压缩机出口温度高，喷淋水量比设计值大尾气压缩机出口温度达到 78℃，容易造成出口尾气中的苯乙烯聚合。为了降低尾气压缩机的出口温度，只能增加喷淋水量 ，最高达到 4200 kg/h，造成装置能耗增加。

1.3 汽轮机蒸汽消耗量大，做功增加南于喷淋水的增加和尾气压缩机 口压力增高，为 了降低尾气压缩机的人口压力，提高脱氢系统的乙苯转化率，只能提高汽轮机转速，3.5 MPa蒸汽消耗量增加，最高可达到13800 kg/h，造成整个装置能耗增加。

2 原因分析2.1 尾气压缩机出口管线存在 U型弯尾气压缩机的H≮管线在设计上存在 u型弯，由于圈产压缩机喷淋水量大大高于设计值，经过积累使喷淋水极易在 U型弯的低点积存 ，大量的喷淋水使管道的部分流通面积减小 ，增大了气流阻力，造成压缩机出口压力增高，进而造成压缩机入口压力增高作者简介：王春晓 (1985-)，男，助理丁程师，本科，从 2006年至今在海南实华嘉盛化 I 有限公司从事苯乙烯生产操作第 4l卷第 3期 王春晓 ：脱氢尾气压缩机存在的问题分析及改造 1132.2 蒸汽过热炉 F301 B室燃烧器操作压力高脱氢尾气压缩后经过尾气回收系统回收芳烃类化合物 ，然后作为燃料气进入蒸汽过热炉燃烧器进行燃烧。蒸汽过热炉 F- 301B室原设计采用苯乙烯精馏单元产生的焦油和燃料气混合作为燃料，所以燃烧器选择的是多种燃料混烧的联合燃烧器。

本装置 自开工以来，因为焦油中含有少量的苯乙烯产品及苯乙烯的低聚物 ，容易造成火嘴堵塞，作为燃料油的焦油-直未投用，从外界补充的燃料气量增多，燃烧器的压力高，造成尾气压缩机的背压升高 。

2.3 尾气压缩机转子腐蚀压缩机转子所选用的材质 38CrMoA1具有较高的强度和硬度，但是在实际使用中该材质对二氧化碳的耐腐蚀性差，从而造成阴阳转子齿面及齿顶密封线腐蚀严重 ，转子齿面之间、转子与缸体之间间隙增大。转子齿面的咬合间隙由0.5-0.6 mlTl扩大到 1.5-2.0 mll，转子与缸体的间隙由0.6～0.8 mm扩大到4.5-6.0 mm，影响了尾气压缩机的效率，造成尾气流量及尾气压缩机出人口压差波动 。若适当提高尾气压缩机的转速和增加喷淋水量，尾气压缩机仍可继续正常工作，但汽轮机做功增加。

3 改造措施3.1 尾气压缩机出口管线适当提高，增设分液罐针对尾气压缩机出口管线上存在U型弯，造成尾气压缩机出口压力高的问题，将尾气压缩机出口管线适当提高 ，并在管路上增设-台分液罐，将液体排到油水分离罐，气体送至尾气回收系统，以消除管线存液，降低尾气压缩机出口管路的阻力 ，从而降低了尾气压缩机的出人 口压力。

3.2 火嘴改造2009年装置大检修时将蒸汽过热炉 F-301B室的联合燃烧器改为低压的燃料气火嘴，燃烧器的压力由改造前的 60 kPa降至 30 kPa，从而降低了尾气压缩机的出口压力和人口压力。

3.3 更换转子由于阴阳转子齿面及齿顶密封线腐蚀严重，转子齿面之间、转子与缸体之间间隙增大，虽然对尾气压缩机的机械运转无影响，但影响了尾气压缩机的效率。经过计算，在该间隙状态下，在3500 rpm的转速下，该尾气压缩机的流量为170 m3/min左右，排气温度为 78℃。若减小压缩 比或增大喷淋水量 ，流量还可适当增加。在装置部分负荷状态下，该尾气压缩机还可使用，只是最大流量不能达到原设计参数。若装置在满负荷状态下生产，则该尾气压缩机的流量不能完全满足生产要求。

为了确保整个装置的长周期运行 ，满足装置满负荷状态下的生产要求 ，应更换新的转子，并且新的转子应选择抗二氧化碳腐蚀性能强的材料 ，如2Cr13等 。

4 改造前后效果对比4.1 改造前后的流程对比改造前压缩机出口管路上存在 U型弯 (如图1所示)，由于喷淋水量高于设计值，u型弯管路中存在积水导致气体流通面积减小，出口压力升高。改造后，由于将管线中心高度抬高了 1000 mm，增设 了-台分液罐 (如图2所示)，消除了管路液阻现象，并且将蒸汽过热炉的 B室烧嘴更换为低压烧嘴，出口压力由改造前的200 kPaA下降至 153 kPaA。

图 1 尾气压缩机改造前流程Fig.1 Process of tail gas compressor before transformation图2 尾气压缩机改造后流程Fig.2 Process of tail gas compressor after transformation4.2 改造前后的操作情况对比图3 改造前尾气压缩机出入口压差Fig.3 Pressure differential of tail gas compressor before transformation17：29：00 2l：29：00 01：29：00 05：29：00 09：29：00Auq 02 Auq 02 Auq 03 Auq 03 Auq 03 I I 图4 改造后尾气压缩机出入口压差Fig.4 Pressure differential of tail gas compressor after transformation改造前，尾气压缩机出人 口压力均远高于设计值，且由于(下转第121页)第41卷第3期 姜恒等：催化裂化装置加工高酸原油后设备腐蚀问题探讨 121由于在加工高酸原油方面缺乏经验，尽管采取了-系列措施，但脱后原油的含盐量始终偏高 (大于3 mg/L)，给后续催化裂化等装置带来腐蚀隐患。

4 解决措施(1)进行原油品种的筛眩从原油的加工难度、价格 、收率、产品质量 、管输难易等多方面综合考虑 ，对原油品种进行筛淹调整 ，初步确定每月的原油品种不超过 3种 ，总原油品种从 以前的十几种降低为不超过5种。

(2)调整电脱盐装置的操作参数。操作参数的调整包括优化脉冲参数，调整注水量、混合强度、电脱盐温度和压力等，加大化验分析频次 ，根据分析结果随时调整操作。

(3)对电脱盐装置进行改造。为提高强电场的覆盖范围和电场强度，2011年 1月，青岛石化对二级电脱盐罐进行改造。

2011年 6月增加了三级脱盐罐。2011年7月，三个脱盐罐均投用超声波破乳设备。

(4)进行破乳剂的及时调整。先后与南京万尔美公司、美国贝克休斯公司等多家破乳剂供应商进行了技术交流，根据不同的原油及破乳情况及时调整破乳剂品种。

经过以上调整和优化，常减压装置脱后原油盐含量基本能保持在 3 mg/L以下。

(上接第 113页)压缩机转子腐蚀的原因，使得压缩机转子间隙增加，压缩机出入口压差出现频繁的波动 (如图 3所示 )，导致压缩机出口脱氢尾气流量大幅度波动 ，不利于脱氢反应 的操作温度控制。改造后 ，压缩机更换了新转子 ，尾气压缩机出入口压差波动消失(如图4所示)。

表 1 改造前后操作参数对比Table 1 Comparison of operating parameters before andafter transformation从表 1可以看出3.5 MPa蒸汽用量可以减少 1200 kg/h，折合能耗下降 105.6 kg标油，喷淋水用量可以减少 1400 kg/h，折合能耗下降为 3.22 kg标 油。本装置的设计年开工时间为8400 h，装置的全年能耗下降为914088 kg标油，按年产80000吨苯乙烯计算，单位产品综合能耗下降 11.43 kg标油/t苯乙从 2010年 12月起，经过实施这-系列的防腐措施，基本解决了催化裂化装置顶循系统的腐蚀问题 ，至2012年8月停工检修，催化裂化装置顶循系统未发现新的腐蚀问题，装置运行平稳。