(化工領(lǐng)域?qū)諝鉂穸鹊囊螅?/p>
在聚乙烯生產(chǎn)制造過程中需檢測(cè)乙烯原料氣體的濕度,水會(huì)使鉑催化劑中毒,只有控制氣體CO2的適當(dāng)濕度,才能保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行;氯化物如漂白粉的生產(chǎn)過程中需嚴(yán)格控制載氣的濕度值,否則其會(huì)與水生成廢酸,這就需要到工業(yè)除濕機(jī)、壓縮機(jī)或者其他濕度控制設(shè)備。
壓縮氣體的生產(chǎn)過程中,需對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)干燥處理,以防壓縮過程中過飽和水汽的凝聚;液化氣體前應(yīng)對(duì)氣體進(jìn)行充分的干燥,以防水汽冷凝引起閥門和部件的堵塞;液體SO2的生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中,如若不對(duì)水分進(jìn)行充分地干燥,SO2與水作用可生成帶有強(qiáng)腐蝕性的亞硫酸和硫酸;天然氣和液化石油氣的輸送和儲(chǔ)存中,氣體中含水量過高時(shí),在低于0℃時(shí)凍結(jié),高于0℃時(shí)形成凝固水合物;在尼龍和聚酯的聚合過程及其纖維的紡織過程中,濕度控制不好,會(huì)降低生產(chǎn)效率和影響產(chǎn)品質(zhì)量?;ぴ碇袑iT有干燥氣體的論述,詳細(xì)分析干燥過程特征、干燥方法及其應(yīng)用,以干燥靜力學(xué)為理論基礎(chǔ),分析濕空氣的狀態(tài)參數(shù)、物料的含水狀態(tài)、自由水分與平衡水分、結(jié)合水分與非結(jié)合水分等,并討論恒定干燥條件下的干燥速度、干燥曲線與干燥速率曲線、臨界含水量、恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算。
煉油生產(chǎn)中常用的壓縮機(jī)主要為催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)和富氣壓縮機(jī),催化重整裝置和加氫裝置的循環(huán)氫壓縮機(jī)和新氫壓縮機(jī),焦化裝置的焦化氣壓縮機(jī)等。高壓氫氣壓縮機(jī)由于規(guī)模和工藝流程不同,并且有硫化氫等介質(zhì)腐蝕,制造難度大,世界上只有少數(shù)幾個(gè)國家能夠制造,如美國德來賽—蘭德公司、意大利新比隆公司、德國博爾齊格公司等。氣體壓縮機(jī)是對(duì)氣體進(jìn)行壓縮,產(chǎn)生氣體壓縮能的設(shè)備。對(duì)氣體進(jìn)行壓縮的目的是輸送氣體或者為化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造必要的條件。氣體壓縮機(jī)是石化裝置的關(guān)鍵設(shè)備,大部分石化裝置都有氣體壓縮機(jī)。
一般常用的有離心式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)等。大多數(shù)壓縮機(jī)輸送介質(zhì)為石油混合氣體、天然氣、氮?dú)狻錃?、氧氣、氯氣、甲烷、乙烯、丙烯、氨氣、二氧化氮等。鑒于石化生產(chǎn)裝置大多數(shù)在高溫、高壓、易燃、易爆、腐蝕、有毒、長(zhǎng)周期連續(xù)生產(chǎn)條件下,因此要求壓縮機(jī)組必須做到整體性能好,效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,無故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到h以上,而且可以滿足各種工況的需要。乙烯成套生產(chǎn)裝置中的壓縮機(jī)數(shù)量最多,如乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī);聚乙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機(jī)和乙烯壓縮機(jī);聚丙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機(jī)和丙烯壓縮機(jī);PTA裝置和丙烯腈裝置的工藝空氣壓縮機(jī)等。其中乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)和乙烯壓縮機(jī),俗稱“三機(jī)”,能耗占裝置總能耗的20%~40%,因此,降低壓縮機(jī)能耗對(duì)降低裝置能耗具有重要意義。
現(xiàn)在,國外已采用了高效率三元流動(dòng)葉輪及與其匹配良好的固定元件,使其壓縮機(jī)效率比原來提高5%以上,整機(jī)效率高達(dá)82%,而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),檢測(cè)、報(bào)警及聯(lián)鎖停車系統(tǒng)控制水平高,可保證裝置3年的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。高壓聚乙烯裝置中的超高壓壓縮機(jī)是石化生產(chǎn)裝置中壓力最高的往復(fù)壓縮機(jī),排氣壓力達(dá)到350MPa。世界上最大的乙烯裝置用壓縮機(jī)供應(yīng)商當(dāng)屬德來賽—蘭德公司、新比隆公司、三菱重工、德馬格公司、瑞士蘇爾壽公司等。化肥生產(chǎn)中用的離心壓縮機(jī),主要有工藝空氣壓縮機(jī)、合成氣壓縮機(jī)、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氨壓縮機(jī);空分空壓裝置的空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)等。由于合成氨裝置不斷向大型化發(fā)展,用戶對(duì)壓縮機(jī)組的能耗、可靠性、配套水平等技術(shù)指標(biāo)的要求也越來越高?,F(xiàn)在,世界上先進(jìn)的壓縮機(jī)制造廠家都在致力于這方面的研究,并取得了很大進(jìn)展。如在壓縮機(jī)氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)上使用的程序,能適用于幾百個(gè)大氣壓,大大提高了計(jì)算精度;轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性研究,已經(jīng)研制出超二階、三階的高柔性轉(zhuǎn)子,并已成功應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。另外,國外在壓縮機(jī)有關(guān)部件成套技術(shù)上也有了很大發(fā)展,如密封、軸承、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輔機(jī)配套水平、機(jī)組自動(dòng)化控制及故障診斷水平等方面取得了突破性的進(jìn)展。
離心壓縮機(jī)在國內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)在離心式壓縮機(jī)發(fā)趨勢(shì)是:容量不斷增大,以滿足石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的要求;隨著新技術(shù)的發(fā)展,新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器的出現(xiàn),不斷開發(fā)高壓壓縮機(jī)和小流量壓縮機(jī)產(chǎn)品;進(jìn)一步研究三元流動(dòng)理論,不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計(jì),還發(fā)展到葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)中,以期達(dá)到最高的機(jī)組效率;低噪聲化,采用噪聲防護(hù)以改善操作環(huán)境。
國內(nèi)可以生產(chǎn)石化用離心壓縮機(jī)的制造企業(yè)主要有沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠、上海鼓風(fēng)機(jī)廠、陜西鼓風(fēng)機(jī)廠等。他們引進(jìn)國外技術(shù),經(jīng)過消化吸收,可以生產(chǎn)石化用大型離心壓縮機(jī)。沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠從意大利新比隆公司引進(jìn)了MCL、BCL、PCL三個(gè)離心壓縮機(jī)系列的全套設(shè)計(jì)制造專利技術(shù);從日本日立公司引進(jìn)了DH型離心壓縮機(jī)、HS型工業(yè)冷凍機(jī)設(shè)計(jì)制造專利技術(shù),從美國費(fèi)城齒輪公司引進(jìn)了MHS、HS、HSS、HSD四個(gè)系列的高速齒輪變速器的設(shè)計(jì)制造專利技術(shù);從德國德馬格公司引進(jìn)了VK8型組裝式離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造專利技術(shù)和從日本川崎重工株式會(huì)社引進(jìn)了GM型污水處理鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)。
沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的離心壓縮機(jī)在國內(nèi)石化企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用200多臺(tái),市場(chǎng)占有率已達(dá)80%以上。沈鼓廠生產(chǎn)的300萬t/a催化裂化裝置富氣壓縮機(jī)進(jìn)口流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到7166kW;離心式循環(huán)氫壓縮機(jī)流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到1600kW,出口壓力達(dá)到18MPa,已經(jīng)應(yīng)用于120萬t/a加氫裂化裝置;沈鼓廠自行設(shè)計(jì)、制造的裂解氣壓縮機(jī)流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到kW;同國外合作設(shè)計(jì)、制造的丙烯壓縮機(jī)流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到7500kW;乙烯壓縮機(jī)流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到5500kW,已經(jīng)應(yīng)用到30~50萬t/a乙烯裂解裝置。沈鼓廠自行設(shè)計(jì)和制造的大化肥裝置的空氣壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)已應(yīng)用于20~30萬t/a化肥裝置;沈鼓設(shè)計(jì)制造的空氣壓縮機(jī)流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到kW,已經(jīng)應(yīng)用于Nm3空分裝置。陜西鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)瑞士蘇爾壽公司A/AV型所有系列、12種機(jī)型軸流壓縮機(jī)技術(shù)專利和技術(shù)秘密,成功設(shè)計(jì)、制造了170多臺(tái)套性能優(yōu)良的軸流壓縮機(jī),其中60多臺(tái)套用于煉油廠催化裂化裝置的主、備風(fēng)機(jī)。其中為大連石化公司350萬t/a催化裂化裝置制造的主風(fēng)機(jī)是現(xiàn)在國內(nèi)石化裝置中最大的軸流壓縮機(jī),流量達(dá)到Nm3/h,功率達(dá)到kW。現(xiàn)在國內(nèi)離心壓縮機(jī)在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品方面還不能滿足國內(nèi)需要。另外在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國外還有差距。隨著石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,離心壓縮機(jī)大型化方面面臨新的課題。100萬t/a乙烯三機(jī)中的裂解氣壓縮機(jī),進(jìn)口流量達(dá)到kg/h,出口壓力達(dá)到3.89MPa,軸功率達(dá)到kW。45萬t/aPTA裝置原料空氣壓縮機(jī)(帶尾氣透平)進(jìn)口流量Nm3/h,進(jìn)出口壓力0.1/1.46MPa,軸功率kW,國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造這些大型氣體壓縮機(jī)上還沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)。
往復(fù)壓縮機(jī)在國內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)在往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)展方向是:大容量、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可靠性高、排氣凈化能力強(qiáng);普遍采用撬裝無基礎(chǔ)、全罩低噪聲設(shè)計(jì),大大節(jié)約安裝、基礎(chǔ)和調(diào)試費(fèi)用;不斷開發(fā)變工況條件下運(yùn)行的新型氣閥,氣閥壽命大大提高;在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上,應(yīng)用壓縮機(jī)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件和壓縮機(jī)工作過程模擬軟件等,提高了計(jì)算準(zhǔn)確度,通過綜合模擬模型預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能參數(shù),以提高新產(chǎn)品開發(fā)的成功率。壓縮機(jī)產(chǎn)品機(jī)電一體化得到強(qiáng)化,采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,自動(dòng)顯示各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行狀態(tài),優(yōu)化聯(lián)機(jī)運(yùn)行、運(yùn)行參數(shù)異常顯示、報(bào)警與保護(hù);產(chǎn)品設(shè)計(jì)重視工業(yè)設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù),壓縮機(jī)外型美觀,更加符合環(huán)保要求。國內(nèi)可以生產(chǎn)石化行業(yè)需要的往復(fù)式壓縮機(jī)的廠家主要有沈陽氣體壓縮機(jī)廠、上海壓縮機(jī)廠、無錫壓縮機(jī)廠等。經(jīng)過20年的發(fā)展,國內(nèi)已形成L、D、DZ、H、M型等等數(shù)十個(gè)壓縮機(jī)系列、數(shù)百種產(chǎn)品。國內(nèi)的中小型壓縮機(jī)基本滿足了國內(nèi)石化行業(yè)的需求,但大型往復(fù)壓縮機(jī)還不能完全滿足需要。沈陽氣體壓縮機(jī)廠從德國BORSIG公司引進(jìn)了全套的往復(fù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù),將產(chǎn)品市場(chǎng)定位于煉油化工領(lǐng)域,尤其在大中型往復(fù)壓縮機(jī)技術(shù)開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展。1990年研制成功了符合現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)的4M50型系列大型氫氣往復(fù)壓縮機(jī)組,1996年推出了6M50型系列氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)組,1998年研制成功了4M80型系列大型氫氣壓縮機(jī)組。往復(fù)式新氫壓縮機(jī)容積流量達(dá)到Nm3/h,活塞壓力達(dá)到80kN,出口壓力達(dá)到19MPa,功率達(dá)到4000kW,已用于200萬t/a渣油加氫脫硫裝置。天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院和江陰壓縮機(jī)廠合作設(shè)計(jì)制造的迷宮壓縮機(jī)流量達(dá)到980Nm3/h,出口壓力達(dá)到3.8MPa,已經(jīng)應(yīng)用于7萬t/a聚丙烯裝置。大型機(jī)組的研制成功,打破了國外廠家和銷售商長(zhǎng)期壟斷我國煉油化工用往復(fù)壓縮機(jī)市場(chǎng)的局面,使同種機(jī)組的市場(chǎng)價(jià)格下降超過了50%,標(biāo)志著國內(nèi)的往復(fù)壓縮機(jī)制造能力正向國際先進(jìn)水平邁進(jìn)。
現(xiàn)在國內(nèi)往復(fù)壓縮機(jī)技術(shù)水平同國外相比,主要差距為基礎(chǔ)理論研究差,產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低,工藝裝備和實(shí)驗(yàn)手段落后,產(chǎn)品技術(shù)起點(diǎn)低,規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量和可靠性還有相當(dāng)差距,技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品滿足不了國內(nèi)需要。