百万吨乙烯装置丙烯压缩机组设计的技术难点及解决方案

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1、风机技术2009年第3期设计计算百万吨乙烯装置丙烯压缩机组设计的技术难点及解决方案张婉悦/沈阳鼓风机集团有限公司李力/中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司摘要：针对丙烯压缩机组设计过程中遇到的技术难点———ANTI-STONEWALL阀门流量计算等，通过分析乙烯装置丙烯流程中防喘振、防阻塞控制的特点，同时考虑多种因素影响，对常规算法进行补充，提出区别以往常规的独特流量计算方法，设计与实现了ANTI-STONEWALL阀门流量及其控制算法的解决方案。关键词：丙烯离心压缩机；ANTI-STONEWALL阀门；设计计算中图分类号：TH452文献标识

2、码：B文章编号：1006-8155（2009）03-0030-03TechnologyDifficultyandSolvingProjectofDesigninThePropyleneCompressorofMegatonEthyleneEquipmentAbstract：thepaperaimsatresolvingthetechnologydifficulty,whichisfluxcalculationofANTI-STONEWALLvalve,intheprocessofdesignandcalculationofpropyleneco

3、mpressorofMegatonEthyleneEquipment.Throughanalysisthecharacteristicofpreventingsurgecontrolandchokecontrolofpropylenecompressorinmegatonethyleneequipmentandconsideringotherimportanteffects,werenewconventionalalgorithmandputforwardaparticularcalculationmode.Thiscalculationmod

4、ehasadesignandimplementationoffluxcalculationofANTI-STONEWALLvalveanditscontrolalgorithm.1乙烯装置丙烯压缩机组介绍图1丙烯主要工艺流程图自1923年开始乙烯采用裂解方法，原料经加热后进入裂解炉，产生的高温裂解气先进入急冷锅炉快速降温（产生的高压水蒸气可驱动压缩机），然后再用冷油和水降温，冷却后的气体进入分离工序。所获裂解气组成十分复杂，主要是乙烯和丙烯（合计占45％）。其中，丙烯主要工艺流程见图1。整个裂解分离过程需要材料、设备多，需大量资金投入，而且技

5、术密集，加上生产流程复杂，物料处理量大，整个生产装置形成了庞大的集群。压缩机组是生产乙烯原料装置的核心设备，乙烯生产装置压缩机组主要包括裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机。我国乙烯工业装置的技术水平和生产能力相对较低，1998年以前，国内的18套乙烯装置用的50多台离心Keywords：propylenecompressor;ANTI-压缩机组均从国外引进，国产乙烯装置用百万STONEWALLvalve;designandcalculation吨级大型丙烯压缩机组更是空白。收稿日期：2009-03-04沈阳市110142—30—2百万吨

6、乙烯装置丙烯压缩机组概况、存在难点及解决方案2.1概况图2丙烯制冷压缩流程图丙烯压缩机组为单缸4段压缩机，其中1段、2段为加气、3段为抽气、4段为加气，3段抽气设置主要是为了节能，当工艺用量不需要这么大气量时，利用3段抽出使其进入下一段的反应气量减少，流程见图2。从控制方案的角度来看乙烯装置压缩机组中丙烯机组的控制流程和方案最为复杂。而正是由于3段抽出的存在增加了控制的难度。2.2技术难点和先进点ANTI-STONEWALL阀门的设置的控制量很难确定，流量若设置大了，则控制不够准确，势必会造成机组运行的不稳定；流量若设置小了，则无法满足工艺上及

7、用户用量的要求。大型重要机组的流程阀门一般都选择精度、质量要求高的进口阀门，这样的阀门订货周期长，价格高，一旦方案确定改动的余地不大，如果阀门流量计算错误，将会造成重大损失。由于此前类似机组及其控制系统的完成全部依赖进口，并且丙烯流程阀门流量的计算直接关系到机组防喘振控制方案的确定，因此成了丙烯机组控制的重点，同时也是难点。通常机组阀门流量的计算主要依据压缩机组的主机预期性能曲线，通过预期性能曲线可以计算出所需要的阀门能够通过的最大流量和最小流量[1]，这是确定阀门口径的主要依据。而此机组的预期性能曲线上无法提供STONEWALL的流量，它受抽

8、气气量、1段加气气量，还有出口通过防喘阀回流回来的气量以及用户用量等众多因素所影响。同时，通过它回流到1段的气量有会对整个机组的流量产生影响，处理不