孫士權(quán)

（中海油惠州石化有限公司，廣東惠州 516086）

在甲醇制烯烴生產(chǎn)過(guò)程中，需要借助于丙烯制冷壓縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與副產(chǎn)品的分離，作為整個(gè)分離工藝的核心環(huán)節(jié)，丙烯制冷壓縮機(jī)不但能夠提供必要的冷源，同時(shí)也是能源消耗最大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。對(duì)于生產(chǎn)活動(dòng)而言，丙烯制冷壓縮機(jī)的穩(wěn)定性就決定了生產(chǎn)的穩(wěn)定性。近些年來(lái)，隨著行業(yè)的快速發(fā)展，丙烯制冷壓縮機(jī)也向著規(guī)模化、智能化的方向發(fā)展，但是由于丙烯制冷劑的溫度穩(wěn)定性不強(qiáng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)氮?dú)獯嬖谟诒┲评鋲嚎s機(jī)內(nèi)部的情況，如果不及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，就會(huì)導(dǎo)致丙烯損失，從而帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了進(jìn)一步探討丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封氣源的主要問(wèn)題，就相關(guān)定義與技術(shù)特征進(jìn)行了介紹。

1 丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封概述

1.1 干氣密封的定義與特征

化工生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備的氣體密封一直是影響生產(chǎn)穩(wěn)定性的重要限制因素。干氣密封技術(shù)作為一種非接觸密封技術(shù)，其能夠替代傳統(tǒng)潤(rùn)滑油的技術(shù)限制，為實(shí)現(xiàn)密封工業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。由于本身屬于非接觸類型的密封，所以干氣密封相比于傳統(tǒng)潤(rùn)滑密封更適應(yīng)于高速高壓條件下的壓縮機(jī)運(yùn)行需求。另外，其對(duì)于氣體控制系統(tǒng)的接觸油要求較低，所以系統(tǒng)構(gòu)建的難度也要相應(yīng)的小很多。丙烯制冷壓縮機(jī)本身屬于閉環(huán)循環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠分三級(jí)實(shí)施制冷，在運(yùn)作過(guò)程中，機(jī)組采取潤(rùn)滑油站集中供油的模式來(lái)進(jìn)行運(yùn)作，針對(duì)軸端采取干氣密封技術(shù)，可以有效提升密封的整體效果。

1.2 丙烯壓縮機(jī)干氣密封狀態(tài)

丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封主要包括主密封與隔離氣密封兩個(gè)環(huán)節(jié)。其中，一級(jí)密封經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的處理后，整體密封氣體達(dá)到精度使用要求，該部分的氣體大部分都會(huì)經(jīng)過(guò)內(nèi)部構(gòu)造循環(huán)回機(jī)內(nèi)，為了避免循環(huán)體系內(nèi)的氣體遭受污染，會(huì)通過(guò)少量泄漏到密封端面外的方式予以凈化處理。二級(jí)密封氣通過(guò)過(guò)濾處理后，同樣達(dá)到壓力進(jìn)入密封腔當(dāng)中，此時(shí)經(jīng)過(guò)密封泄漏到外部排放，另外大部分則是通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入到機(jī)內(nèi)。隔離氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾后進(jìn)入到隔離氣氣室，隨后通過(guò)前端與后端的混合來(lái)引入安全地點(diǎn)放空。丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封技術(shù)的實(shí)現(xiàn)流程如下圖1所示

圖1 丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封流程圖

2 丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封氣源存在的問(wèn)題

根據(jù)丙烯制冷壓縮機(jī)開停工氣密性投用的流程要求，氮?dú)膺M(jìn)入到丙烯制冷壓縮環(huán)節(jié)，丙烯制冷壓縮機(jī)通過(guò)三段排壓的方式來(lái)滿足生產(chǎn)實(shí)際需求，而壓力超過(guò)1.0MPa的情況下，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉氮?dú)?，進(jìn)而進(jìn)入自身密封的狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，氮?dú)膺M(jìn)入到丙烯制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)后，會(huì)出現(xiàn)三段排出溫度較高的情況，此時(shí)各個(gè)級(jí)別的丙烯制冷劑達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)溫度水平，進(jìn)而影響到了烯烴分離的整體效果。在設(shè)計(jì)體系當(dāng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)受到破壞，將丙烯制冷壓縮機(jī)的內(nèi)部凝氣問(wèn)題予以處理，可以提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量純度。各個(gè)級(jí)別的制冷劑溫度達(dá)到一定閾值后，就不再上升，此時(shí)大量的丙烯會(huì)通過(guò)火炬系統(tǒng)排出到外部，從而導(dǎo)致丙烯材料的大量損失，具體的估算結(jié)果為3～5t。

3 丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封氣源改造措施

3.1 改造流程

為了解決丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封問(wèn)題，需要進(jìn)行系統(tǒng)的整體升級(jí)與改造。根據(jù)上文所分析的常規(guī)丙烯制冷壓縮機(jī)流程圖的實(shí)際情況進(jìn)行分析，綜合利用到丙烯保護(hù)床生產(chǎn)過(guò)程中所需要經(jīng)歷的能量變化特征，其整體屬于加熱體系，所以通過(guò)熱氣相的丙烯引入的方式來(lái)解決開工過(guò)程中使用大量氮?dú)獾膯?wèn)題。通過(guò)這樣的方式，不但可以解決資源循環(huán)利用的問(wèn)題，更可以有效降低氮?dú)膺M(jìn)入到丙烯制冷壓縮機(jī)內(nèi)部導(dǎo)致工藝出現(xiàn)問(wèn)題的情況，有效提升了丙烯制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行效果與結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，同時(shí)也可以顯著提升產(chǎn)品的純度與生產(chǎn)量。結(jié)合丙烯制冷壓縮機(jī)的干氣密封運(yùn)行條件與相關(guān)數(shù)據(jù)情況，通過(guò)丙烯保護(hù)床添加專用管線的方式來(lái)解決主密封氣密封不足的問(wèn)題，特別針對(duì)開工與停車階段，能夠通過(guò)熱氣相的丙烯來(lái)替代氮?dú)?，從而有效降低氮?dú)膺M(jìn)入丙烯制冷壓縮機(jī)內(nèi)部的可能性。

具體改造過(guò)程中，首先需要丙烯制冷壓縮機(jī)停機(jī)，隨后打開氮?dú)忾y門，并隨后關(guān)閉三段排出的一級(jí)密封閥門。啟動(dòng)設(shè)備后，丙烯制冷壓縮機(jī)的排出壓力弱顯示正常，則可以關(guān)閉氮?dú)忾y門并排出一級(jí)密封閥門。通過(guò)排放、循環(huán)的方式來(lái)逐步排空內(nèi)部的氣體，以此來(lái)降低后期技術(shù)升級(jí)改造時(shí)帶來(lái)的影響。通過(guò)技術(shù)升級(jí)后，能夠增加過(guò)熱氣相丙烯的參與，替代氮?dú)鈦?lái)作為生產(chǎn)保護(hù)氣體，用于停工、開工階段時(shí)，不但可以節(jié)約氮?dú)獾氖褂茫梢员苊獾獨(dú)馀c產(chǎn)品混合導(dǎo)致產(chǎn)品的純度下降。其次，關(guān)閉一級(jí)密封氣閥，分別建立液相丙烯加熱器、密封氣閥通道，做好一定流量加熱器干氣密封系統(tǒng)的構(gòu)建工作，確保排出壓力達(dá)到1.0MPa即可。隨后打開三段排出氣閥，關(guān)閉丙烯閥門。丙烯制冷壓縮機(jī)停機(jī)后，關(guān)閉三段排出閥門，整體改造工作基本完成。該改造工作的主要技術(shù)特征在于丙烯制冷壓縮機(jī)開車、停車階段能夠保持氣相丙烯持續(xù)過(guò)熱，此時(shí)能夠顯著降低干氣密封過(guò)程中氮?dú)獾牟涣加绊?，從而提升密封效果?/p>

3.2 改造效益評(píng)價(jià)

通過(guò)丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封技術(shù)升級(jí)改造，有效轉(zhuǎn)變了過(guò)去停車與開車過(guò)程中密封不牢的問(wèn)題，使用中壓氮?dú)馓娲芊鈿怏w，實(shí)現(xiàn)了開停工期間無(wú)不凝氣的問(wèn)題，提升了生產(chǎn)的穩(wěn)定性。根據(jù)某實(shí)際案例的效益分析情況來(lái)看，該企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施了丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封技術(shù)升級(jí)改造，改造后一周內(nèi)減少火炬丙烯排放量5t，同時(shí)開工時(shí)間縮減2h，根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格7 000元/t來(lái)進(jìn)行效益的整體預(yù)估，同時(shí)考慮到甲醇的市場(chǎng)價(jià)格以及投料負(fù)荷等影響因素，可以得到本次改造的效益為99萬(wàn)元，主要針對(duì)停車與開車的環(huán)節(jié)。也就是說(shuō)，通過(guò)丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封技術(shù)升級(jí)，每次停車、開車都可以為企業(yè)節(jié)約接近一百萬(wàn)的成本，從而有效提升了企業(yè)的投資回報(bào)效率，同時(shí)為企業(yè)更好地開展養(yǎng)護(hù)維修工作，促進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行保養(yǎng)壽命創(chuàng)造了條件，建議在行業(yè)內(nèi)推廣使用該丙烯制冷壓縮機(jī)干氣密封改造技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，丙烯制冷壓縮機(jī)在技術(shù)改造與升級(jí)過(guò)程中采取過(guò)熱氣相丙烯能夠有效避免氮?dú)膺M(jìn)入到丙烯制冷壓縮機(jī)當(dāng)中，從而確保整體經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。在經(jīng)濟(jì)效益分析中發(fā)現(xiàn)，相比于改造前取得了大幅度的效益提升，無(wú)論是開工時(shí)間還是原材料的需求量，都得到了整體優(yōu)化，節(jié)約了大量開車成本，為促進(jìn)企業(yè)的平穩(wěn)快速發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)。