论文部分内容阅读
[摘 要]新氢压缩机和循环氢压缩机二合一机组由于其鲜明的特点，目前已经较多的应用于石化行业的加氢装置。本文将介绍二合一机组的技术特点及应用范围，且通过比较，分析其在工程设计和操作运行中的注意事项。
[关键词]二合一机组 加氢装置 技术特点及应用范围 注意事项
中图分类号：O643.38 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）34―0608―01
1 引言
二合一机组特点鲜明，占地面积不大，投资和运行成本低，效率较高，因而在目前国内石化企业的加氢精制装置中得到了广泛的应用。由于往复式压缩机具有排气压力高且稳定的优点，因而采用往复式压缩机进行二合一机组的组成，从经济性，实用性来说，都是最高效选择。
2 二合一机组的技术特点[1]
二合一机组通常是选用两台往复式压缩机，一开一备，每台压缩机均包含新氢和循环氢压缩部分，均为四列四缸，新氢部分可选用三列三缸三级，循环氢部分则用一列一缸一级，也有新氢和循环氢各选用二列二缸二级的，可根据实际情况进行配置。冷却水、润滑油、驱动电机以及控制系统等均共用。机组的气路系统是相对分开的，在正常操作运行过程中互不影响，但是当机组停机时，新氢和循环氢部分同时停。图1为二合一机组的一种布置简图。
3 采用二合一机组的限制条件
是否采用二合一机组，生产工艺是最主要的限制条件，如新氢压力、反应压力及操作稳定性和安全性要求等方面。
3.1 新氢压力[2]
加氢装置的新氢主要来源于重整氢和制氢装置。重整氢压力（绝对压力）为1.3～1.6MPa，制氢装置供给压力（绝对压力）为2.2～2.5MPa。在生产过程中，若反应压力一定，新氢段需要三级压缩才能满足生产，那么循环氢段就只有一缸，这就要求二合一机组机型要大，使用会受到限制。
3.2 反应压力
反应压力取决于原料和所希望的杂质脱除程度。目前，加氢装置反应压力多在3.5～14.0MPa之间。较高的反应压力同样可能要求机组机型偏大，使用也就受限。
3.3 操作稳定性及安全性要求
加氢装置要求循环氢不能中断，因而对于循环氢压缩机的可靠性、稳定性要求很高。而二合一机组中，新氢段和循环氢段级数多、易损件多，联锁点也较多，停机率也就较高，而且还会引起同步停机。停机会造成循环氢中断，反应器升温，催化剂失效，因而，对于加氢反应比较剧烈的装置，如蜡油加氢裂化，选择离心式循环氢压缩机较合适。
4 二合一机组与分开机组的对比
4.1 工艺条件
以某公司300万吨/年直馏柴油加氢装置为例，新氢工艺参数：入口压力在2.4MPa左右、出口压力7.5MPa左右，入口温度32℃；循环氢工艺参数：入口压力5.6MPa，出口压力7.5MPa左右，入口温度55℃。
4.2设备选型比较
根据工艺要求，可以选择两种方案：一种是采用两台往复式压缩机构成二合一机组，一开一备。每台往复式压缩机四列四缸，新氢两级压缩，循环氢一级压缩。另外一种是采用三台机组，新氢段用两台往复式压缩机，一开一备，每台四列三缸或四缸，进行三级压缩。循环氢段采用一台离心式压缩机，背压式蒸汽透平推动。
两种方案进行对比，见表1
4.3对比结果
（1）两种方案均能够满足生产操作的需要；
（2）二合一机组的投资成本比分开机组要低；
（3）二合一机组占地比分开机组要小；
（4）二合一机组能耗和运行成本更低。
5 采用二合一机组需要注意的问题
二合一机组优势和特点明显，但是在工程设计和生产过程中还应该注意几个问题，以保证机组的可靠性。
5.1 联锁点的设计要合理
精简联锁点，强化联锁设计，避免假停机及不必要的停机。直馏柴油加氢装置二合一机组设置有以下联锁点：润滑油压力三取二；循环氢气缸出口温度；新氢一二级出口温度；压缩机轴箱振动；循环氢出入口压差；新氢一二级入口压力；新氢一二级出口压力；压缩机轴箱供油温度等
5.2 易损件的使用[3]
一般来说，导致机组非正常停机的主要易损件有气阀、压力填料、活塞环和支撑环。合理选用易损件，能够大限度的降低事故停机的概率。通常，易损件的选用遵循下列原则：
（1）合理的阀型；
（2）合适的阀隙马赫数；
（3）优化的气阀行程；
（4）自润滑、低磨损的压力填料盒活塞环、支撑环材料。
5.3 机组停机的处理
如机组停机，新氢和循环氢均中断，系统要紧急放空，根据情况再停进料泵和加热炉。如装置联锁，一般要求系统紧急放空，停新氢，不停循环氢。因此，新氢段要打开返回线。
6 结束语
二合一机组目前广泛用于中、小型加氢装置，它与分开机组本质上区别并不大，但是二合一机组对机组的可靠性要求更高。虽然国内的生产厂家在设计、制造的精细度和质量控制上与国外厂家还是有差距，国内多数石化企业都是压缩机主机及仪表控制系统进口，其他国内配套，但是通过制造商、用户的共同努力，机组整机的国产化必将成为现实。
参考文献
[1] 魏宗宪。120×104t/a柴油加氢精制装置反应系统压力控制的应用[J].化工自动化及仪表。2006，33（4）75～76
[2] 姚蕾。加氢裂化装置反应系统压力控制[J].自动化技术与应用。2012，31（6）86～89
[3] 郑学鹏。提高往复式压缩机可靠性的方法浅析[J].石油化工设备技术。2004，25（4）28～33
作者简介
賀路（1983～），男，工学学士，工程师。联系人 贺路，工程师，主要从事压缩机组仪表及ESD系统维护。
[关键词]二合一机组 加氢装置 技术特点及应用范围 注意事项
中图分类号：O643.38 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）34―0608―01
1 引言
二合一机组特点鲜明，占地面积不大，投资和运行成本低，效率较高，因而在目前国内石化企业的加氢精制装置中得到了广泛的应用。由于往复式压缩机具有排气压力高且稳定的优点，因而采用往复式压缩机进行二合一机组的组成，从经济性，实用性来说，都是最高效选择。
2 二合一机组的技术特点[1]
二合一机组通常是选用两台往复式压缩机，一开一备，每台压缩机均包含新氢和循环氢压缩部分，均为四列四缸，新氢部分可选用三列三缸三级，循环氢部分则用一列一缸一级，也有新氢和循环氢各选用二列二缸二级的，可根据实际情况进行配置。冷却水、润滑油、驱动电机以及控制系统等均共用。机组的气路系统是相对分开的，在正常操作运行过程中互不影响，但是当机组停机时，新氢和循环氢部分同时停。图1为二合一机组的一种布置简图。
3 采用二合一机组的限制条件
是否采用二合一机组，生产工艺是最主要的限制条件，如新氢压力、反应压力及操作稳定性和安全性要求等方面。
3.1 新氢压力[2]
加氢装置的新氢主要来源于重整氢和制氢装置。重整氢压力（绝对压力）为1.3～1.6MPa，制氢装置供给压力（绝对压力）为2.2～2.5MPa。在生产过程中，若反应压力一定，新氢段需要三级压缩才能满足生产，那么循环氢段就只有一缸，这就要求二合一机组机型要大，使用会受到限制。
3.2 反应压力
反应压力取决于原料和所希望的杂质脱除程度。目前，加氢装置反应压力多在3.5～14.0MPa之间。较高的反应压力同样可能要求机组机型偏大，使用也就受限。
3.3 操作稳定性及安全性要求
加氢装置要求循环氢不能中断，因而对于循环氢压缩机的可靠性、稳定性要求很高。而二合一机组中，新氢段和循环氢段级数多、易损件多，联锁点也较多，停机率也就较高，而且还会引起同步停机。停机会造成循环氢中断，反应器升温，催化剂失效，因而，对于加氢反应比较剧烈的装置，如蜡油加氢裂化，选择离心式循环氢压缩机较合适。
4 二合一机组与分开机组的对比
4.1 工艺条件
以某公司300万吨/年直馏柴油加氢装置为例，新氢工艺参数：入口压力在2.4MPa左右、出口压力7.5MPa左右，入口温度32℃；循环氢工艺参数：入口压力5.6MPa，出口压力7.5MPa左右，入口温度55℃。
4.2设备选型比较
根据工艺要求，可以选择两种方案：一种是采用两台往复式压缩机构成二合一机组，一开一备。每台往复式压缩机四列四缸，新氢两级压缩，循环氢一级压缩。另外一种是采用三台机组，新氢段用两台往复式压缩机，一开一备，每台四列三缸或四缸，进行三级压缩。循环氢段采用一台离心式压缩机，背压式蒸汽透平推动。
两种方案进行对比，见表1
4.3对比结果
（1）两种方案均能够满足生产操作的需要；
（2）二合一机组的投资成本比分开机组要低；
（3）二合一机组占地比分开机组要小；
（4）二合一机组能耗和运行成本更低。
5 采用二合一机组需要注意的问题
二合一机组优势和特点明显，但是在工程设计和生产过程中还应该注意几个问题，以保证机组的可靠性。
5.1 联锁点的设计要合理
精简联锁点，强化联锁设计，避免假停机及不必要的停机。直馏柴油加氢装置二合一机组设置有以下联锁点：润滑油压力三取二；循环氢气缸出口温度；新氢一二级出口温度；压缩机轴箱振动；循环氢出入口压差；新氢一二级入口压力；新氢一二级出口压力；压缩机轴箱供油温度等
5.2 易损件的使用[3]
一般来说，导致机组非正常停机的主要易损件有气阀、压力填料、活塞环和支撑环。合理选用易损件，能够大限度的降低事故停机的概率。通常，易损件的选用遵循下列原则：
（1）合理的阀型；
（2）合适的阀隙马赫数；
（3）优化的气阀行程；
（4）自润滑、低磨损的压力填料盒活塞环、支撑环材料。
5.3 机组停机的处理
如机组停机，新氢和循环氢均中断，系统要紧急放空，根据情况再停进料泵和加热炉。如装置联锁，一般要求系统紧急放空，停新氢，不停循环氢。因此，新氢段要打开返回线。
6 结束语
二合一机组目前广泛用于中、小型加氢装置，它与分开机组本质上区别并不大，但是二合一机组对机组的可靠性要求更高。虽然国内的生产厂家在设计、制造的精细度和质量控制上与国外厂家还是有差距，国内多数石化企业都是压缩机主机及仪表控制系统进口，其他国内配套，但是通过制造商、用户的共同努力，机组整机的国产化必将成为现实。
参考文献
[1] 魏宗宪。120×104t/a柴油加氢精制装置反应系统压力控制的应用[J].化工自动化及仪表。2006，33（4）75～76
[2] 姚蕾。加氢裂化装置反应系统压力控制[J].自动化技术与应用。2012，31（6）86～89
[3] 郑学鹏。提高往复式压缩机可靠性的方法浅析[J].石油化工设备技术。2004，25（4）28～33
作者简介
賀路（1983～），男，工学学士，工程师。联系人 贺路，工程师，主要从事压缩机组仪表及ESD系统维护。