常減壓裝置液環(huán)壓縮機(jī)及脫硫塔系統(tǒng)的應(yīng)用

李天朝,曹金花

( 山東東明石化集團(tuán)有限公司，山東 東明 2745000)

1 項(xiàng)目背景

山東東明石化集團(tuán)有限公司常減壓裝置加工輕質(zhì)原油占全年加工量的44.36%，加工混合輕油期間低壓瓦斯產(chǎn)量占原油的0.8%左右，約有2.64t/h的瓦斯需要外送，裝置設(shè)計(jì)壓縮機(jī)負(fù)荷為0.63t/h，所以當(dāng)裝置加工混合輕油期間因低壓瓦斯不能及時(shí)外送，造成減壓塔抽空器后路背壓高，給裝置平穩(wěn)操作帶來很大影響。

2 液環(huán)壓縮機(jī)及脫硫塔技術(shù)參數(shù)

2.1 液環(huán)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

液環(huán)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 液環(huán)壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.2 脫硫塔技術(shù)參數(shù)

脫硫塔技術(shù)參數(shù)：

(1)共設(shè)置兩段散堆填料。(2)塔徑800mm，塔高23050mm。(3)操作彈性：60%～130%。

3 工藝原理

3.1 液環(huán)壓縮機(jī)

葉輪偏心安裝在泵體中，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，進(jìn)入水環(huán)式真空泵的水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用逼使水形成一個(gè)形狀類似于泵腔等厚度的封閉的水環(huán)。水環(huán)的上部表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內(nèi)表面和葉片頂端接觸(事實(shí)上，在水環(huán)葉有一定的插入深度)。這個(gè)時(shí)候，葉輪輪轂與水環(huán)之間形成了一個(gè)月牙形空間，空間被葉輪與葉片的數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn)，那么在180°旋轉(zhuǎn)的葉輪的時(shí)候，小腔的容積逐漸由小變大，壓力不斷下降，且與在吸排氣盤上的吸氣口相連，當(dāng)小腔空間內(nèi)的壓強(qiáng)低于被抽容器內(nèi)的壓強(qiáng)，根據(jù)氣體壓強(qiáng)平衡的原理，被抽的氣體不斷地被抽進(jìn)小腔，此時(shí)正處于吸氣過程。當(dāng)吸氣完成時(shí)與吸入端口隔離，腔的體積逐漸減小，壓力不斷增大，此時(shí)正處于壓縮過程。當(dāng)壓縮的氣體提前達(dá)到排氣壓力時(shí)，從輔助排氣閥提前排氣。而與排氣口相通的小腔的容積進(jìn)一步地減小壓強(qiáng)進(jìn)一步的升高，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)大于排氣壓強(qiáng)時(shí)，被壓縮的氣體從排氣口被排出，在泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不斷地進(jìn)行著吸氣、壓縮、排氣過程，從而達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。

3.2 脫硫塔

脫硫塔包括瓦斯氣脫硫塔填料、進(jìn)料分布管、進(jìn)料分布器、再分布器、氣體分布管，壓縮后瓦斯氣從塔下部進(jìn)入脫硫塔，外來貧液從塔上部進(jìn)入脫硫塔，壓縮后瓦斯與貧液在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行混合洗滌，富液從塔下抽出，脫硫瓦斯從塔上排出，完成瓦斯脫硫過程。

4 液環(huán)壓縮機(jī)及脫硫塔系統(tǒng)工藝流程

4.1 壓縮機(jī)部分

(1)低壓瓦斯自低壓瓦斯緩沖罐來進(jìn)入液環(huán)壓縮機(jī)，壓縮后瓦斯進(jìn)入脫硫塔中下部。(2)壓縮瓦斯殘液并入高壓瓦斯罐下瓦斯殘液線至減頂油泵入口。

4.2 脫硫塔部分

壓縮瓦斯經(jīng)脫硫塔脫硫后，自塔頂至聚結(jié)器下部，自聚結(jié)器中上部出經(jīng)后分三路，一路經(jīng)瓦斯調(diào)節(jié)閥并汽化器液化氣線進(jìn)高壓瓦斯罐，作為高瓦燃料進(jìn)加熱爐燃燒；一路經(jīng)瓦斯調(diào)節(jié)閥并壓縮瓦斯線去催化；一路瓦斯調(diào)節(jié)閥并低壓瓦斯線去加熱爐火嘴。

4.3 脫硫塔貧、富液部分

貧液至裝置南系統(tǒng)管網(wǎng)來，經(jīng)貧液調(diào)節(jié)閥進(jìn)入脫硫塔上部；富液至脫硫塔塔底抽出至瓦斯氣脫硫富液泵升壓，經(jīng)富液外送調(diào)節(jié)閥至裝置南系統(tǒng)管網(wǎng)。

4.4 技改前流程

技改前流程見圖1。

圖1 技改前流程圖

4.5 技改后流程

技改后流程見圖2。

圖2 技改后流程圖

5 液環(huán)壓縮機(jī)及脫硫塔系統(tǒng)操作法

5.1 壓縮機(jī)

啟動操作：(1)確認(rèn)機(jī)封系統(tǒng)壓力正常、脫鹽水起動液位正常。嚴(yán)禁壓縮機(jī)腔無液起動；啟動前要盤車(特別是冬天及3天以上停車后重新啟動)。 (2)起動電機(jī)，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，泵內(nèi)形成液環(huán)，并逐漸進(jìn)入工作狀態(tài)產(chǎn)生排壓。被抽的油氣被壓縮后，附帶一部分工作液，進(jìn)入氣液分離罐進(jìn)行氣液油分離。工作液經(jīng)換熱器冷卻后，循環(huán)使用，由壓縮機(jī)→氣液分離罐一級腔→換熱器→壓縮機(jī)；壓縮機(jī)壓縮氣體產(chǎn)生溫升，通過管式換熱器由循環(huán)冷卻水帶走。

運(yùn)行時(shí)，排氣壓力過大且安全閥未起作用或特殊情況時(shí)，調(diào)節(jié)回流管路上的閥開度可降低排氣壓力，可觀察氣液分離罐上安裝的現(xiàn)場壓力表。 運(yùn)行時(shí)，觀察換熱器前、后的雙金屬溫度計(jì)前后的溫差，當(dāng)換熱器的冷卻效果不明顯時(shí)(低于3～6℃)，應(yīng)加大換熱器的冷卻水供給量或檢查是否堵塞。

停機(jī)操作。(1)停機(jī)前檢查系統(tǒng)中各相應(yīng)設(shè)備能否進(jìn)入停機(jī)規(guī)程中。 (2)壓縮機(jī)泄壓。關(guān)停機(jī)前須先降低壓縮機(jī)排氣壓力，直至接近壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，以減小對液環(huán)壓縮機(jī)沖擊。(3)關(guān)閉電機(jī)，壓縮機(jī)停止工作。 (4)兩天以上停機(jī)，應(yīng)放凈壓縮機(jī)、氣液分離罐、管路積液及換熱器(如有冰凍的可能性，停機(jī)后必須這樣做。

5.2 脫硫塔

脫硫塔底液位控制范圍：20%～80%；控制原則：以脫硫塔低富液調(diào)節(jié)閥控制，控制方式:人工手動調(diào)節(jié)或DCS自動調(diào)節(jié)控制 。

6 結(jié)論

(1 )投用液環(huán)壓縮機(jī)后，初頂、常頂、減頂壓力穩(wěn)定，保證裝置高負(fù)荷運(yùn)行。(2)加工輕質(zhì)原料時(shí)，塔頂負(fù)荷降低，塔頂操作難度降低，石腦油質(zhì)量提高，塔頂壓力降低。(3)脫硫塔投用后，壓縮瓦斯脫硫效果較為明顯，能較大程度的脫除壓縮瓦斯內(nèi)的硫化氫含量。脫硫前壓縮瓦斯硫化氫含量在10000PPM左右，脫硫后硫化氫含量均在50PPM以下，最低時(shí)在10PPM以下，脫硫塔脫硫效果較為明顯。