宋云平，周治宇

（中國石油 蘭州石化公司 煉油廠，甘肅 蘭州 730060）

催化重整是在一定溫度、壓力、臨氫和催化劑存在的條件下，使石腦油轉(zhuǎn)化為富含芳烴的重整生成油，并副產(chǎn)氫氣的過程。催化重整在進(jìn)行脫氫環(huán)化和芳構(gòu)化反應(yīng)的同時(shí)也伴隨著大分子裂解為小分子的副反應(yīng)，致使重整氫氣的純度相對較低，并夾帶大量的輕烴。因此，為提高供下游加氫裝置使用的氫氣的純度，也盡可能地回收其中可液化的烴類組分。連續(xù)重整裝置設(shè)有提純氫氣的再接觸系統(tǒng)，使重整產(chǎn)物分離罐頂?shù)暮瑲錃怏w和重整生成油在較高的壓力和較低的溫度下建立新的氣液平衡，吸收氫氣中的烴類，以提高外送氫氣的純度和重整生成油的液體收率[1]。

氨氣螺桿式制冷壓縮機(jī)（K-241A/B/C）（以下簡稱氨壓機(jī)）的主要作用是提高液體收率和氫氣純度，該壓縮機(jī)的介質(zhì)為氨氣，氨氣在整個(gè)氨系統(tǒng)中密閉循環(huán)使用，被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮后壓力升高，再經(jīng)過冷凝變成液體[2]。利用氨氣容易汽化和液化的性質(zhì)起制冷作用，其工藝流程如圖1所示。

圖1 氨冷系統(tǒng)工藝流程圖

重整循環(huán)氫壓縮機(jī)（K-201）是離心式壓縮機(jī)，由3.5MPa中壓蒸汽汽輪機(jī)驅(qū)動，其主要任務(wù)是維持重整反應(yīng)系統(tǒng)的氫氣循環(huán)，保證反應(yīng)的氫油比，平衡反應(yīng)系統(tǒng)的壓力，是裝置得以平穩(wěn)運(yùn)行的核心設(shè)備。

1 壓縮機(jī)運(yùn)行中存在的問題

1.1 氨壓機(jī)存在的問題

自2017年連續(xù)重整裝置提高處理量以來，氨冷系統(tǒng)做了相應(yīng)的調(diào)整，采取雙機(jī)運(yùn)行的方式提高氨冷效果。但這種運(yùn)行方式存在著以下問題：

1）氨壓機(jī)負(fù)荷增大，常年開2備1，電量消耗較大，且由于氨壓機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致其油氣分離效果變差，潤滑油油位下降快，需要頻繁加油，平均每月需補(bǔ)充170kg潤滑油。

2）氨冷系統(tǒng)溫度偏高，氨壓機(jī)雖然雙機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行，但即使在冬季，氨冷系統(tǒng)的溫度只能降至20℃，冷卻效果相對較差，無法使氫氣的溫度及純度達(dá)到當(dāng)前壓力下的最佳值。

3）氨壓機(jī)K-241C存在振動大、跑負(fù)荷等現(xiàn)象，若在運(yùn)行中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易導(dǎo)致機(jī)組過載而聯(lián)鎖，甚至損壞機(jī)組元件，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

1.2 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)存在的問題

重整循環(huán)氫壓縮機(jī)采用的是集中循環(huán)供油潤滑，在運(yùn)行過程中，存在以下問題：

1）由于重整循環(huán)氫壓縮機(jī)已運(yùn)行21年，潤滑油系統(tǒng)原設(shè)計(jì)沒有考慮排油煙設(shè)施，機(jī)組潤滑產(chǎn)生的油煙，不僅會使油箱處于微正壓狀態(tài)，導(dǎo)致回油不暢。而且當(dāng)干氣密封隔離氣等泄漏時(shí)，會造成機(jī)組軸承座、聯(lián)軸器護(hù)罩等部位處于微正壓環(huán)境。如果這些部位的密封存在滲漏點(diǎn)，氣體和飛濺出來的油滴就會順著這些滲漏點(diǎn)外泄，造成機(jī)組滲油。同時(shí)，如果回油量太大，導(dǎo)致回油管線內(nèi)被潤滑油充滿，氣體無法通過或通過阻力較大，用油點(diǎn)也會出現(xiàn)正壓。機(jī)組儀表接管曾多次出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，帶來了一定的潤滑油損失和安全隱患[4-5]。

2）重整循環(huán)氫壓縮機(jī)的油箱排油氣出口（介質(zhì)為油煙、氮?dú)猓┲迸糯髿?，造成大氣污染，同時(shí)，排出的油珠散落到裝置現(xiàn)場，給裝置現(xiàn)場規(guī)格化管理帶來不利影響。

2 解決措施

2.1 氨壓機(jī)改造

2.1.1 改造氨壓機(jī)K-241C

為了滿足裝置大處理量的要求，同時(shí)解決K-241C振動大、跑負(fù)荷、油分濾網(wǎng)失效導(dǎo)致的跑油等問題，提出了更換K-241C的機(jī)頭、利舊電機(jī)等改造方案。氨壓機(jī)的壓縮效率主要受轉(zhuǎn)子型線的影響，通過將以前的以點(diǎn)、直線、擺線組成的齒曲線改造為以圓弧、橢圓、拋物線組成的齒曲線，提高了齒間容積的利用率，解決了K-241C存在的問題。

2.1.2 更換E-241管束、清理E-205

由于氨冷系統(tǒng)各容器材質(zhì)為碳鋼，在氨氣的作用下，各容器上會有鐵銹皮等剝落下來，這些東西大部分會沉降在貯氨罐底和E-205底部，加之氨壓機(jī)油氣分離器效果不佳，導(dǎo)致潤滑油隨氨氣進(jìn)入了氨冷系統(tǒng)，也會沉積在E-205底部，使E-205的有效換熱面積減小，達(dá)不到預(yù)期效果。同時(shí)，由于循環(huán)水質(zhì)及E-241的結(jié)構(gòu)等因素，造成E-241堵塞嚴(yán)重。通過對氨冷系統(tǒng)進(jìn)行全面排查，更換了E-241管束、清理了E-205殼體底部的鐵銹、潤滑油等贓物。

2.2 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)排油煙系統(tǒng)改造

通過前期的調(diào)研，選用了新型排油煙機(jī)，油煙抽出后利用分離器將油氣進(jìn)行分離，潤滑油返回油箱，達(dá)標(biāo)氣體外排。在操作上，控制油箱保護(hù)氮?dú)獾臎_入量，使外排的氣體與沖氮量達(dá)到動態(tài)平衡，油箱內(nèi)部處于微負(fù)壓的狀態(tài)。通過油霧分離器的抽氣作用，當(dāng)油霧分離器的抽氣能力大于油煙和隔離氣泄漏量時(shí)，這些部位就變成微負(fù)壓，外部的氣體通過密封滲漏點(diǎn)往內(nèi)走，飛濺的油滴就不會往外滲，從而改善了機(jī)組的滲油狀況，如圖2所示。

圖2 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)排油煙系統(tǒng)改造示意圖

3 取得的效果與效益

3.1 氨壓機(jī)改造后取得的效果及效益

3.1.1 取得的效果

通過氨壓機(jī)的改造，以前的雙機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行改為現(xiàn)在的雙機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行，降低了電耗；重整氫氣作為裝置預(yù)加氫系統(tǒng)的氫源，其純度越高，越有利于除雜質(zhì)反應(yīng)的進(jìn)行，增加了反應(yīng)的深度，減少預(yù)加氫催化劑的積炭，也可避免和減少床層溫升，延長生產(chǎn)運(yùn)行周期；氫氣的提純效果顯著，氫氣中可液化的輕烴得到了有效地回收，提高了裝置的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，裝置在增加了10000Nm3/h氫氣產(chǎn)率的情況下，通過對氨冷系統(tǒng)的改造，氨冷系統(tǒng)的溫度由之前的20℃降至現(xiàn)在的9℃，氫氣純度提高了0.64%左右。見表1，效果顯著。

表1 改造前后H2純度對照表

3.1.2 經(jīng)濟(jì)效益

氨冷系統(tǒng)改造前后的運(yùn)行情況見表2。

表3 改造前后氨冷系統(tǒng)的運(yùn)行情況對比

雙機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行改為雙機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行，每年可節(jié)約電費(fèi)為：（2×216kW-116kW-150kW）×8400h×0.55元/kW·h=76.69萬元。

氨壓機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行后，油氣分離效果較好，節(jié)省了大量的潤滑油，按照潤滑油單價(jià)11.05元/kg計(jì)算，每年可節(jié)省潤滑油的費(fèi)用為：（10-1）×170kg×11.05元/kg=1.69萬元。

3.2 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)排油煙系統(tǒng)改造后的效果

重整循環(huán)氫壓縮機(jī)排油煙系統(tǒng)改造后，有效地解決了機(jī)組儀表管接頭的漏油問題，消除了安全隱患；并有效去除了PM2.5級油霧，解決了油煙污染問題，符合了越來越嚴(yán)格的VOCs排放要求，排放口無可見油煙，對環(huán)境保護(hù)及裝置現(xiàn)場規(guī)格化管理作出了貢獻(xiàn)；同時(shí)，通過收集潤滑油煙，使之變?yōu)橛偷位氐接拖?，降低了處理成本，?chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。