福建煉油化工有限公司催化重整裝置（ 下稱重整裝置） 循環(huán)氫壓縮機(jī)， 工藝編號為K-3201.是由美國A -C壓縮機(jī)公司生產(chǎn)的中間抽氣式筒形離心壓縮機(jī)， 用一臺雙速電動機(jī)通過齒輪增速箱聯(lián)動。作為重整裝置的關(guān)鍵設(shè)備， 其作用是通過對循環(huán)氫氣的增壓以克服系統(tǒng)壓降使循環(huán)氫流動并攜帶熱量促進(jìn)重整反應(yīng)。

　　K-3201 主要設(shè)計參數(shù)見。

　　K-3201 主要設(shè)計參數(shù)介質(zhì)H 2（ 少量 CH+ H 2 S）介質(zhì)分子量5. 49～7. 72電機(jī)功率/ kW 1566入口流量（ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） / m 3？h - 1 46000入口壓力/ MPa 1. 1入口溫度/ ℃40一段出口排氣壓力/ MPa 1. 80一段出口排氣溫度/ ℃98一段出口流量（ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） / m 3？

　　h - 1 23000二段出口排氣壓力/ MPa 1. 65二段出口排氣溫度/ ℃108二段出口流量（ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） / m 3？h - 1 23000重整裝置原設(shè)計工藝流程是循環(huán)氫氣在重整氣液分離罐（ 下稱 D-3201） 進(jìn)行氣液分離后由罐頂直接進(jìn)入 K-3201 入口。而 K-3201 為中間抽氣式離心壓縮機(jī)， 由中間第 6 級葉輪抽出一部分氫氣， 其余從第 7 級葉輪壓出。循環(huán)氫經(jīng)壓縮后從第 7 級葉輪出口排出的氫氣即一段氫直接到混氫點與汽油混合經(jīng)換熱、加熱后進(jìn)入**、二重整反應(yīng)器分別反應(yīng)。從壓縮機(jī)中間第 6 級葉輪抽出的氫氣即二段氫因壓力稍低經(jīng)換熱后直接到二段混氫點混合加熱后再一起進(jìn)入第三、四重整反應(yīng)器反應(yīng)。*終混合反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱、冷卻后進(jìn)入 D-3201 進(jìn)行氣液分離， 罐頂除少部分氫氣進(jìn)預(yù)加氫使用外， 大部分氫氣直接至 K- 3201 壓縮后循環(huán)使用。即原設(shè)計K-3201 出、入口均無緩沖分液罐。

　　K -3201自身設(shè)有防喘振控制保護(hù)系統(tǒng)， 當(dāng)機(jī)組運行出現(xiàn)喘振現(xiàn)象后， 通過防喘振控制器（ U IC-1，2） 動作開啟控制閥由其一、二段出口各返回部分氫氣， 再經(jīng)各自的氣體冷卻器冷卻后直接返回到壓縮機(jī)入口， 來達(dá)到增加入口流量以消除喘振對機(jī)組的危害。

　　K -3201 軸封設(shè)計采用 T BS 密封（ T rapped Bushing Seal） 和梳齒密封聯(lián)合結(jié)構(gòu)， 其中 T BS 密封為依靠固定在主軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動密封油產(chǎn)生油壓并在密封腔內(nèi)與密封氣達(dá)到壓力平衡起到密封效果。考慮到重整循環(huán)氫較干凈且腐蝕性介質(zhì)含量少及系統(tǒng)壓力不高的特點， K -3201采用潤滑油-密封油聯(lián)合油站形式， 即共用一個油箱并由一臺油泵將潤滑油壓出再經(jīng)各自的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行油路分配。

　　其中密封油進(jìn)入TBS密封后分三路流動， 靠大氣側(cè)一路密封回油直接流回油箱， 另一路冷卻葉輪后由高位罐液控閥控制回油箱， 而靠工藝側(cè)的密封內(nèi)回油則與經(jīng)梳齒密封泄漏過來的少量工藝氣體混合后進(jìn)入密封油系統(tǒng)的油氣分離器進(jìn)行分離， 分離出來的密封油經(jīng)脫氣罐進(jìn)一步分離出雜質(zhì)后流回油箱重復(fù)使用。

　　K-3201在梳齒密封中段設(shè)有充入緩沖隔離氣設(shè)施， 要求充入清潔氣體與工藝氣體隔離， 避免工藝氣體污染密封油。而原設(shè)計由壓縮機(jī)二段出口引一條線直接返回， 即作為緩沖隔離氣的介質(zhì)是未作任何處理的出口循環(huán)氫氣。

　　K-3201 原設(shè)計工藝流程。

　　1原配套設(shè)施不足給生產(chǎn)帶來的影響

　　1. 1K-3201 入口無分液罐給生產(chǎn)帶來的影響

　　從 1993～1995 年的運行情況來看， 由于 K- 3201 入口沒有分液罐， 當(dāng)重整裝置操作波動即 D- 3201 液控失靈或液位波動幅度較大的情況下， 循環(huán)氫很容易將D-3201罐中的汽油組份攜帶進(jìn)入壓縮機(jī)體內(nèi)。另外當(dāng)機(jī)組運行出現(xiàn)喘振情況時， 防喘振控制閥突然打開， 出口循環(huán)氫氣經(jīng)冷卻器冷卻后返回入口時會析出不少凝縮油。因 K-3201 入口無分液罐， 造成循環(huán)氫帶液使氣體組成重度過大而導(dǎo)致其主電機(jī)超負(fù)荷過載停車。同時由于大量帶液會使壓縮機(jī)的軸振動、軸位移增大， 軸封件磨損密封效果變差。

　　據(jù)統(tǒng)計 1993～1995 年重整裝置發(fā)生裝置切斷進(jìn)料的非正常停工， 有 7 次是由于 K-3201 入口循環(huán)氫嚴(yán)重帶液引起故障停機(jī)所致。特別是 1994 年5月 15 日、6 月 18 日和 1995 年 9 月 21 日、12 月 6 日等 4 次因重整氣液分離罐 D-3201 液控失靈； 1995年 5 月25 日 K-3201 喘振， 使循環(huán)氫嚴(yán)重帶液， 造成K -3201 電機(jī)超負(fù)荷停車或軸振動大聯(lián)鎖停機(jī)， 不僅造成了裝置切斷進(jìn)料， 還使機(jī)組個別軸瓦及密封也相應(yīng)受到磨損。

　　事后在處理過程中從 K-3201 機(jī)體底部放空管， 一、二段出口反飛動線冷卻器內(nèi)均脫出大量汽油。

　　1. 2K-3201 出口無分液罐給生產(chǎn)帶來的影響

　　K -3201 機(jī)組密封油控制系統(tǒng)原設(shè)計本身存在一定的缺陷， 即在系統(tǒng)工況（ 主要是壓力） 發(fā)生變化時， 由于調(diào)節(jié)器控制滯后（ 有時控制閥卡） 使其密封油壓力來不及自動跟蹤調(diào)節(jié)， 密封油路的內(nèi)回油量驟增， 因外排不及時造成密封油自密封處竄入氣缸。

　　另外機(jī)組軸封TBS密封件由于長時期運行磨損使密封間隙增大， 也會造成部分密封油由密封竄入氣缸。上述兩種因素致使大量的潤滑油被循環(huán)氫帶入重整反應(yīng)系統(tǒng)， 由于潤滑油組份相對較重， 且含有部分金屬添加劑， 進(jìn)入重整反應(yīng)器后不僅會導(dǎo)致嬌貴的重整催化劑 CB-6， CB-7 中毒活性下降， 還會促使反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層表面積碳加劇， 同樣影響催化劑活性， 使重整反應(yīng)深度下降。直接表現(xiàn)為反應(yīng)溫降減小， 重整汽油的辛烷值無法得以提高， 產(chǎn)氫量相應(yīng)減少， 同時影響后序柴油加氫裝置的正常生產(chǎn)。

　　1993～1997 年因上述原因造成密封油從壓縮機(jī)氣缸竄入系統(tǒng)有 5 次之多， 且每次都對重整反應(yīng)帶來了較大的負(fù)面影響， 導(dǎo)致重整反應(yīng)溫降大幅度降低。特別是 1997 年 3 月裝置第 4 生產(chǎn)周期的末期， 由于系統(tǒng)工況變化幅度較大， K-3201 密封油控制閥卡死而無法調(diào)節(jié)， 導(dǎo)致大量的密封油從壓縮機(jī)氣缸竄入重整系統(tǒng)， 不僅損壞了重整催化劑， 而且還將反應(yīng)器前部系統(tǒng)分子篩罐內(nèi)的分子篩徹底破壞，形成了極為被動的生產(chǎn)局面， 同時也造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　1. 3緩沖隔離氣無冷卻、過濾設(shè)施對機(jī)組密封的影響

　　在實際生產(chǎn)中因為設(shè)備、管線腐蝕， D-3201 氣液分離效果不好等因素的影響， 致使循環(huán)氫氣中含少量機(jī)械雜質(zhì)和未徹底分離出去的輕汽油。原設(shè)計的緩沖隔離氣因直接從二段出口循環(huán)氫氣返回， 在與密封內(nèi)回油混合時會對密封油造成污染， 因為密封內(nèi)回油是返回油箱循環(huán)使用的， 進(jìn)而逐漸污染了油箱里的潤滑油。

　　自投用緩沖隔離氣以來， 機(jī)組密封油就不同程度地被污染， 結(jié)果導(dǎo)致油箱內(nèi)潤滑油酸值變大， 閃點、粘度變小， 機(jī)械雜質(zhì)變多， 嚴(yán)重地威脅著機(jī)組的正常運行， 因而不得不經(jīng)常添加大量新潤滑油來置換已經(jīng)變質(zhì)的潤滑油， 造成了極大的浪費。同時由于出口直接返回的作為緩沖隔離氣使用的循環(huán)氫氣溫度較高（ 110℃） ， 實際使用證明其根本無法冷卻密封構(gòu)件還極易促使密封油產(chǎn)生高溫結(jié)焦， 嚴(yán)重地影響了密封結(jié)構(gòu)的正常工作， 降低了密封性能， 給機(jī)組運行帶來了不安全的因素。

　　2配套設(shè)施的完善

　　針對上述情況， 在不同時期對機(jī)組存在的問題分步采取措施進(jìn)行了完善。

　　2. 1增設(shè)一臺入口緩沖分液罐

　　根據(jù)實際生產(chǎn)中循環(huán)氫流量（ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） 較大，約 46000M 3 / h，僅靠一臺規(guī)格 1800mm×8054mm的重整氣液分離罐顯然是無法徹底的進(jìn)行氣液分離， 再加上生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)的異常情況如機(jī)組突然出現(xiàn)喘振等， 機(jī)組安穩(wěn)運轉(zhuǎn)顯然無法確保。在此基礎(chǔ)上提出在循環(huán)機(jī)入口增設(shè)一臺緩沖分液罐， 以便正常或異常工況下進(jìn)一步脫除循環(huán)氫中所攜帶的汽油。于 1995 年底利用裝置停工檢修之際在壓縮機(jī)入口增設(shè)了一臺直徑 1800mm， 容積為 16. 56m 3， 上部裝有金屬破沫網(wǎng)的緩沖分液罐， 并將機(jī)組防喘振線返回點改至分液罐入口前。

　　2. 2一、二段出口各增設(shè)一臺緩沖分液罐

　　1997 年初在充分考慮重整系統(tǒng)壓降不超標(biāo)的前提下， 提出了在壓縮機(jī)一、二段各增設(shè)一臺分液罐， 確保在發(fā)生密封油跑損的初期將少量的潤滑油在出口分液罐內(nèi)進(jìn)行有效的氣液分離， 再脫除潤滑油。同時及時采取相應(yīng)措施對機(jī)組密封油系統(tǒng)進(jìn)行精心調(diào)節(jié)， 防止密封油的大量跑損， 使重整催化劑免受潤滑油污染。1997 年 5 月， 兩臺規(guī)格為直徑1400mm，容積 2. 8m 3的分液罐在檢修期間建成投用。

　　2. 3在隔離緩沖氣返回線上增加一臺冷卻器及一臺分液罐

　　通過對壓縮機(jī)密封結(jié)構(gòu)原理的分析， 認(rèn)為只有降低隔離緩沖氣的溫度、去除氣體中的輕汽油及其它機(jī)械雜質(zhì)， 才能較徹底地改善密封環(huán)境。即設(shè)計增加一臺冷卻器對隔離氣進(jìn)行冷卻， 同時再利用一臺分液罐分離、凈化， 使緩沖隔離氣達(dá)到低溫、純凈的條件， 這樣才能真正起到隔離冷卻的效果。于是在原二段出口返回的緩沖隔離氣線上增加一臺冷卻器和一臺氣液分離罐， 并利用 1997 年 5 月裝置檢修之際進(jìn)行了實施。

　　3改進(jìn)后使用效果

　　3. 1徹底消除了循環(huán)氫嚴(yán)重帶液引起的停機(jī)事故

　　K -3201 入口自投用分液罐后每班都能從罐底脫出部分汽油， 循環(huán)氫經(jīng)過再一次分離后純度大大提高。特別是 1996 年 4 月 3 日出現(xiàn)一次重整氣液分離罐因液控失靈而嚴(yán)重帶液的情況， 因入口有分液罐將大量汽油再次分離， 保護(hù)了機(jī)組正常運轉(zhuǎn)， 通過及時聯(lián)系處理液控閥， 避免了裝置切斷進(jìn)料故障。

　　1997 年 3 月 7 日由于操作波動導(dǎo)致機(jī)組進(jìn)入喘振工況運行， K-3201 一、二段反飛動控制閥緊急開啟，在消除喘振后從入口分液罐內(nèi)脫出了大量的汽油。

　　正是因為壓縮機(jī)設(shè)有入口分液罐， 加上操作人員及時進(jìn)行脫液， 機(jī)組在改造完善后運行至今再未發(fā)生過一起因循環(huán)氫嚴(yán)重帶液而導(dǎo)致的電機(jī)超負(fù)荷停機(jī)事故。

　　3. 2避免潤滑油污染重整催化劑

　　投用兩臺出口分液罐后， 在裝置開工時機(jī)組進(jìn)行密封油系統(tǒng)壓力調(diào)試階段就將竄入壓縮機(jī)氣缸進(jìn)入循環(huán)氫中的少量潤滑油予以脫除， 而且在平時生產(chǎn)中也將機(jī)組偶爾泄漏出的少量潤滑油進(jìn)行了脫除。裝置自 1997 年 5 月生產(chǎn)至今兩年多時間， 再未發(fā)生過潤滑油帶入重整反應(yīng)器污染催化劑的事故，較為徹底地保護(hù)了重整催化劑的活性， 保證了重整反應(yīng)深度， 使重整裝置一直保持高辛烷值汽油生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

　　3. 3延長密封使用壽命， 節(jié)約潤滑油

　　K-3201緩沖隔離氣冷卻及分離設(shè)施建成投用以來， 從壓縮機(jī)二段出口返回的作為緩沖隔離氣的循環(huán)氫經(jīng)過冷卻和分離凈化后， 不僅溫度得到降低，而且氣體中的輕汽油和機(jī)械雜質(zhì)都被分離出去。注入密封后隔離冷卻效果非常好， 機(jī)組運行至今潤滑油沒有發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象， 軸封密封性能良好， 確保了機(jī)組的安穩(wěn)運行， 同時節(jié)約了大量的潤滑油。

　　4結(jié)論

　　K -3201作為重整裝置的關(guān)鍵設(shè)備， 因重整生產(chǎn)工藝的特殊性， 其運行狀況的好壞直接影響到裝置能否正常生產(chǎn)， 相應(yīng)還將影響到后序加氫裝置的生產(chǎn)。由于采取了上述三項完善措施后， 機(jī)組安全運行得到了有力地保證， 自 1997 年 5 月開始裝置開工生產(chǎn)至今已兩年多時間， 機(jī)組再未出現(xiàn)過故障停機(jī)進(jìn)而影響裝置正常生產(chǎn)的事故， 使裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”生產(chǎn)得以實現(xiàn)， 從而從根本上提高了運行裝置的經(jīng)濟(jì)效益， 真正做到了“少投入， 多產(chǎn)出”。