加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数剖析
加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数[行业严选]
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一类特制
5
2台60%配置方案
工况
A机
B机
总排量
1
60%
60%
120%
2
54%（余隙腔开）
60%
114%
3*
54%（余隙腔开） 54%（余隙腔开）
108%
4
30%（入口卸荷）
60%
90%
5
54%（余隙腔开） 30%（入口卸荷）
84%
6
60%
0
60%
工况3为正常工况，总量的8%每台为总量的4%用于压
力控制回流
加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数
厂名
处理量 口
茂名 南京
10840t/a 2m134n7/0h 1力.2 80 21470 M1.P2a
1力9.3 M19P.3a
温40度 4℃0
辽阳化纤公司 100 29233 2.396 19.3 40
吉林化学工业公 60 16000 2.4 13.82 40
曲柄拐数 2~4
2~6
2~8
2~10
2~10
2~10
一类特制
17
HHE压缩机数据表
型号
HHE-FB
综合活塞力kg 13608
气体力kg
16329.6
活塞杆直径mm 57.15(2.25”)
曲轴直径mm 171.45(6.75”)
行程mm
8.5,10”－12”
额定转速rpm 500
最高转速rpm 600
中等
最小
量最大
4 操作可靠性 取决于机器质量，但由于无 有备用机组，故障后可迅速 有备用机组，故障后，可迅
备用，在一台故障时，装置 切换，保证装置处理量 速切换，保证装置处理量。
加氢裂化装置用能分析及节能解析
基础之上，工作人员可有效降低加氢裂化的反应温度。
此外，反应压力作为加氢裂化操作当中的核心参数，如果反应压力较大，则表明加氢裂化化学反应有利，但是，若压力过高，进料泵和循环压缩机所消耗的能量也越高。
在加氢环节，总压力不是特别重要，氢分压起到主导作用[2]。
结合有关文献得知，若新氢的纯度过低，会降低装置运行能耗，针对高压加氢裂化装置的运行状态可以得知，新氢纯度下降1%，其反应能耗可以增加大约7%左右，因此，工作人员要科学控制新氢的纯度。
在反应加热炉内部，瓦斯和循环氢压缩机需要消耗较多资源，故工作人员可适当降低混氢量，不断降低反应加热炉的运行负荷，在具体操作环节，要合理控制加热炉的运行温度，并降低循环氢压缩机的运行速度，显著减少混氢量。
通过严格控制混氢量，不仅可以降低反应加热炉瓦斯消耗量，而且能够提高燃料利用效率。
工作人员在日常工作之中，在确保产品质量和安全的基础上，适当降低循环氢压缩机的运行速度，显著降低装置运行能耗。
加氢裂化装置主要是利用反应生成油和原料混氢油换热，不断提升反应进料的温度，工作人员需要有效调节装置自身的反应温度，在科学范围之内，适当提升反应的出口温度，并完全利用产物自身温度，安装高压换热器，为原料混氢油进行加热，不断提升反应加热炉的入口温度，显著减少加热炉负荷，节约燃气，真正达到节能降耗目标。
2.2 冷空气节能冷空气运行时间较长，翅片管表面容易出现大量积尘，对最终的空冷散热效果带来较大影响，因此，工作人员要在规定的时间之内，全面清洗池片管，不断提升空冷冷却效率。
在指定的条件之下，装置对空冷温度要求比较高，若将周围的空冷装置关闭，温度过高，若不关闭，温度也会突然下降，故工作人员通常不关闭，可以适当调整顶部百叶窗，确保制空冷温度得到有效控制，避免出现冷空负荷浪费现象[3]。
另外，若空冷采取变频电机驱动模式，则可以适当增加空冷启动量，温度降低之后，电机的转速急剧下降，采取此种操作方法，不仅能够保证空冷温度更加稳定，而且可以节省较多电能，提高节能降耗效果。
柴油加氢精制装置新氢压缩机故障分析及对策
石油化工设备技 术 ,２０１９,４０(１)������６３������ PetroＧChemicalEquipmentTechnology
柴油加氢精制装置新氢压缩机 故障分析及对策
马加壮
(中国石油化工股份有限公司济南分公司,山东 济南 ２５００００)
摘 要:新 氢 压 缩 机 组 是 加 氢 装 置 中 的 核 心 设 备,其 运 动 部 件 多,易 发 生 故 障. 文 章 简 要 介 绍 了 １．６０ Mt/a 柴油加氢精制装置新氢压缩机 组 的 基 本 情 况,针 对 当 前 该 机 组 在 运 行 过 程 中 出 现 的 二 级 负 荷 异 常故障、电机轴瓦烧损、HydroCOM 系统故障等问题进行分析,并结合历次检 修 经 验,找 出 故 障 原 因,提 出 改 进 措 施 ,取 得 了 良 好 的 效 果 ,为 同 类 装 置 往 复 式 压 缩 机 的 长 周 期 运 行 提 供 了 宝 贵 经 验 .
关 键 词 :往 复 式 压 缩 机 柴 油 加 氢 故 障 措 施 doi:１０．３９６９/ji．ssn．１００６－８８０５．２０１９．０１．０１５
中石化济南分公司１．６０ Mt/a柴油加氢精制 装置新氢压缩机为２台固定水冷对称平衡型二列 二 级 无 油 润 滑 往 复 式 压 缩 机 (工 艺 位 号 为 KＧ１０１A/B),由无锡 压 缩 机 厂 设 计 制 造.KＧ１０１B 安装有 HydroCOM 气 量 无 级 调 节 系 统,KＧ１０１A 设置有吸入气阀卸 荷 器,可 进 行 ０％、５０％、１００％ 负 荷 调 节 ,于 ２０１１ 年 ９ 月 安 装 完 成 并 投 入 使 用 .
KＧ１０１B 二级负荷突然异常升高后,通过以下 两个方面判断原 因 为 二 级 西 侧 气 阀 故 障 倒 气,随 后的检修结果也证明了这一判断的正确性:
加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数
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汇报人：
汇报时间：20XX/XX/XX
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定义与作用
新氢压缩机的定义
新氢压缩机的作用
新氢压缩机与加氢裂化装 置的关系
新氢压缩机的性能要求
压缩机类型
往复活塞式压缩机 离心式压缩机 螺杆式压缩机 滚动转子式压缩机
新氢压缩机的性能参数
压缩比
定义：新氢压缩机压缩前后气 体体积比
影响因素：进气压力、排气压 力、压缩比等
性能要求：高压缩比、低能耗、 低泄漏等
加氢裂化装置新氢压缩机的 主要参数
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目录
CONTENTS
1 单击添加目录项标题 2 新氢压缩机概述 3 新氢压缩机的性能参数 4 新氢压缩机的结构特点 5 新氢压缩机的操作与维护 6 新氢压缩机的选型与安装注意事项
单击此处添加章节标题
新氢压缩机概述
密封形式：采用机械密封和干气密封两种形式 密封材料：采用耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料 密封结构：采用多级密封结构，确保密封效果 密封系统流程：新氢压缩机进出口管道与密封系统相连，确保密封效果
润滑系统
润滑油的作用： 减少摩擦、磨损， 降低温度，防止 生锈
润滑油的种类： 矿物油、合成油
润滑油的循环方 式：强制循环、 飞溅式循环
压缩机泄漏： 检查密封件、 管道连接和 阀门
压缩机振动 过大：检查 轴承、平衡 装置和支撑 结构
压缩机过热： 检查冷却系 统、润滑系 统和负荷情 况
新氢压缩机的选型与安装注意事项
选型依据与原则
工艺要求：根据加氢 裂化装置的工艺要求， 确定所需的新氢压缩 机类型和规格
加氢裂化循环氢压缩机(蒸汽透平驱动离心式压缩机)
循环氢压缩机干气密封系统 0.7MPa
Max:0.1MPa
PCV4
氮气
去B PIA7 PDIA FIA
61105A 61105A
增压机
安全 PDIA FIA 放空61105B 61105B
0.05MPa, 43.04Nm3
出口 入口 15.7 12.738 MPa, MPa,
FIA 61106A
FIA 61106B
12.85MPa, 523.77Nm3
PCV 61102 0.5MPa, 56.82Nm3
PDIA 61102
73.89Nm3
PCV 61101 0.4MPa, 17.05Nm3 氮气过 滤器
0.7MPa 氮气
循环氢压缩机干气密封系统
• 1--循环氢压缩机干气密封系统生产厂家: 约翰克兰 John crane • 2--循环氢压缩机干气密封形式: • T28XP(单向旋转串联密封,带中间迷宫),缓冲气类别为氮气和流程气. • 3—干气密封的说明: • 3—1干气密封控制系统带增压单元和除雾单元. • 3--2干气密封控制系统的最高工作压力至少为滞止压力(14.4MPa). • 能适应循环氢压缩机操作压力的迅速下降. • 3—3从压缩机出口到控制盘和从控制盘到压缩机主密封气管线做伴
清洗润滑油 管道用口
Ｌ
ＰＩＡ ６０５０１
自动启 动油泵
调 速 汽轮机
器
压缩机
中压 蒸汽
主油泵
清洗润滑油 管道用口
辅油泵
油箱充氮的目的:保持微正压，除去油箱中的油烟气，隔绝空气
电加热器
润滑油箱
0.7MPa 润滑油站的组成:
注油口 ６０Ｔ２Ｉ０２Φ2，10 氮气 Nm3/d,2kpa
加氢裂化装置简介
加氢裂化装置设计特点
• • • 采用抚顺石油化工研究院开发的3936和ZHC-01催化剂两 段串联一次通过加氢裂化工艺。 反应部分采用国内外成熟的炉前混氢流程，操作方便，流 程简化，传热效率高。 精制反应器与裂化反应器之间设置混氢油与精制反应产物 换热器，回收热量，减少冷氢用量。 采用热进料热高分流程，既降低能耗，又节省换热面积。 选用了PALL自动气体反吹原料过滤器。 对催化剂预硫化采用干法预硫化流程，催化剂活性高，预 硫化期间加热炉负荷少，预硫化所需时间短。 对催化剂钝化选用低氮油注氨的钝化方案。 大机组、高压泵、高压设备大部分国产化。
催化剂物化特性对操作影响
热点一旦出现，将会造成热点区的催化剂结焦速度加快， 使得该区域的床层压力降增大，又反过来使得流经该热点 床层区的气相物料流量更少，反应热量不能及时带走，使 得该点温度更高，形成恶性循环。这样一来，一方面影响 装置的操作安全，另一方面由于高温点的存在而缩短装置 的操作周期。 2）催化剂强度不够，粉尘量大。粉尘量大，导致床层 差压大，影响装置长周期运行，装置压缩机出口压力高， 装置能耗高。粉尘量大，带到反应器后部设备，导致换热 器堵塞，换热效果下降，系统差压升高，同时造成反应物 料在催化剂床层内“沟流”、“贴壁”等走“短路”现象 的发生，也会导致部分床层的塌陷，情况与1）类似。
加氢裂化主催化剂性质
物化性质 孔容/mL/g 表面积/m2/g 堆密度/ g/100ml 压碎强度/ N/mm 烧减，mt% 磨耗，mt% 形状 条长/mm 直径/mm
3936 0.32-0.38 >160 88-94 >25 <2.0 <1.0 三叶草 3-8 1.2-1.4
ZHC-01 0.30-0.35 ≥240 96-102 >14.7 <3.0 柱状 3-8 1.5-1.7
加氢裂化操作因素变化的分析
操作参数对反应过程的影响主要讨论反应温度、压力、氢油比及空速等操作参数对加氢裂化转化深度、产品分布以及产品质量的影响。
讨论的前提：反应器物流近似于活塞流且径向温差很小(不存在沟流、返混)。
一.反应温度1.CAT、CAT1、CAT2、BAT11、BAT12、BAT13、BAT21、BAT22、BAT23、BAT24介绍CAT（Catalyzer Average Temperature）为一个反应器中催化剂的平均温度，其值等于该反应器中每一床层温度和该床层的催化剂在反应器总催化剂中所占体积百分数乘积之和（加权平均温度）。
BAT(Bed Average Temperature)为床层的平均温度，其值等于某一床层入口温度和出口温度的算术平均值。
温度分布是指每个反应器所有床层从上到下每个床层出入口温度所形成的曲线图。
一般要求在同一反应器中每个床层进出口温度是相同的，这样所形成的温度分布为“平坦的”。
相对于平坦的温度分布曲线，有上升的温度曲线和下降的温度曲线，两相比较，有相同的转化率下，平坦的温度分布曲线使催化剂有较均匀的工作条件使催化剂寿命延长。
反应温度对反应过程的影响机理简述。
反应器中的反应主要分加氢精制反应和加氢裂化反应。
精制反应器中以加氢精制反应为主，伴有加氢裂化反应，裂化反应器中以加氢裂化反应为主，伴有加氢精制反应。
前面花主任在讲《加氢裂化过程的化学反应》时对加氢裂化过程中涉及到的各类化学反应讲得比较详细。
从反应动力学和反应热力学两个角度综合分析，得出的结论是提高反应温度有利于精制反应和裂化反应的进行。
2.反应温度对转化率的影响转化率：加氢裂化是重质烃/非烃复杂混合物轻质化的过程，过程的裂化转化率理论上指的是通过反应生成进料中原来未含有的轻馏分产率。
但有两种情况需要说明：1)由于进料往往为很宽的馏分油，进料本身就含有一部分轻质产品组分，它并非由裂化产生；2)进料中最重的部分通过轻微裂化变成较小的分子，但其沸点范围仍在原料范围之中而未进入轻质产品，还是比我们需要的产品重。
加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数课件
压缩氢气的过程中产生的热量被离心式压缩机带走，因此是常用的一种压缩机类型。
2 螺杆压缩机
适合于气体量大、压力相对较小的加氢裂化装置中，其耗电量低、噪音小，是一种节能 高效的压缩机。
压缩机的主要参数
压缩机的主要参数包括排气压力、排气流量、功率、转速以及气缸数等。这些参数都是容易测量的，也是判断一台 氢压缩机性能的重要指标。
丰富的应用
氢压缩机在石油化工、燃料电池、航空航天、半导体等 领域中都有广泛的应用。
压缩机品质
压缩机的品质与设备的稳定性、可靠性、安全性等息息 相关，是加氢裂化装置中不可忽视的因素。
压缩机的工作原理
压缩机通过机械方式将氢气压缩，其原理与空气压缩机类似。由于压缩机需要在高速旋转的状态 下工作，所以其轴承、齿轮等配件的质量直接影响到其寿命和稳定性。
ห้องสมุดไป่ตู้气体种类
不同气体的压缩方式和技术难度不同，选型时需要 考虑其是否适用。
工作压力
氢气的工作压力对压缩机的选型和性能指标有着很 大的影响。
安全性与可靠性
在特定场景下，不可靠的压缩机可能会招致极大的 安全风险，因此需要关注设备的可靠性和安全性。
成本效益
压缩机的性能和成本之间存在不可避免的矛盾，需 要在考虑性能的同时兼顾成本效益。
加氢裂化装置新氢压缩机 的主要参数
欢迎大家来到本次关于加氢裂化装置新氢压缩机主要参数的课件。在这份PPT 中，我们将会讲述压缩机的作用，工作原理，主要参数，性能指标，选型因 素等内容。让我们一起来深度解析这个主题吧！
压缩机的作用
加氢裂化装置中的氢气需要被迅速压缩，从而实现不断循环的使用。压缩机的主要作用就是将氢气从较低压力压缩 至较高压力，以满足生产过程中对氢气的需求。它是加氢裂化装置中最核心的设备之一。
新氢压缩机节能改造及其效益分析
新氢压缩机节能改造及其效益分析摘要：240万吨/年柴油加氢精制装置所需新氢量较设计值小，且加工量常年偏低，新氢压缩机能耗浪费严重。
通过对不同节能改造方案的对比分析，在大修期间进行HydroCOM气量无级调节系统改造，节能效果显著。
0、引言延安石油化工厂240万吨/年柴油加氢精制装置投产于2014年8月，主要生产符合国Ⅴ标准的柴油产品。
新氢压缩机（011-K-101AB）是该装置的关键设备，也是主要耗能设备，其作用是将氢气管网来的氢气增压，供其参与加氢精制反应。
该压缩机为两列两级、对称平衡式布置，采用卸荷器调节（机械式气量调节控制阀控制仪表风压开吸气阀调节），可实现0%、50%及100%三档气量调节，并配有旁通调节进行辅助调节。
主要技术参数：排气量（吸入状态）为29.6m³/min，转速为333r/min，电动机额定功率2400kW，额定电压10000V，功率因数为0.89。
1、应用中存在的问题(1) 能耗较大。
当装置满负荷运行时，新氢压缩机仅需约55%负荷，即可满足工艺生产对新氢量的需求。
但该压缩机仅有0、50%及100%三档气量调节，因此约45%负荷的气量需要通过旁通返回至压缩机入口分液罐，造成了能源浪费。
(2) 进气阀及活塞环寿命短。
当加工量低于260t/h时，压缩机仅需50%以下负荷，即可满足工艺的需求。
当压缩机处于50%负荷运行时，气缸外侧的进气阀处于长期压开的状态，部分气量始终在该吸气阀处吸入和排出，使吸气阀、活塞环长期处于高温状态，加速了气阀非金属阀片和活塞环的老化。
(3) 机械故障风险高。
当长期处于50%负荷工况运行时，压缩机气缸单侧卸载，活塞杆较长时间处于单向受力状态，造成十字头销等部位润滑不良，加速磨损，发生机械故障的风险较高。
2、改造方案的选择往复压缩机常用的气量调节方式有旁通调节、卸荷器调节、变转速调节、余隙腔调节和气量无级调节。
2.1 增设变频调速系统变频调速系统适用于交流异步电动机的无级调速，不仅有结构简单、安装维护方便、操作简单、过载能力强等优点，而且能大大降低设备（额定电流内）启动电流，实行软起动，缓解对电网的冲击[1]。
加氢裂化装置解读
400℃
15MPa
消防水的压力0.8MPa
一、加氢裂化装置简介
2、加氢裂化的原理
加氢精制 VS 加氢裂化
一、加氢裂化装置简介
2、加氢裂化的原理--加氢精制 在催化剂和氢气存在下，石油馏分中的含硫、含氮、含 氧化合物发生加氢脱硫、脱氮、脱氧反应，含金属的有机化 合物发生氢解反应，同时，烯烃发生加氢饱和反应。在有些 情况下，也会发生芳烃的加氢饱和反应。
二、物质理化特性
6、石脑油 石脑油又称粗汽油 主要成分： 主要为烷烃的C5～C7成分
在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特 殊气味，不溶于水。密度在650-750kg/m3
其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高 热能引起燃烧爆炸
二、物质理化特性
7、柴油
沸点范围和黏度介于煤油与润滑油之间的液态石 油馏分。易燃易挥发，不溶于水，易溶于醇和其他有 机溶剂
一段串联加氢裂化流程 一段串联加氢裂化采用两个反应器串联操作。 原料油在第一反应器（精制段）经过深度加氢脱氮后，其 反应物流直接进入第二反应器（裂化段）进行加氢裂化。 裂化段出口的物流经换热、空冷/水冷后，进入高、低压分 离器进行气/液分离，高分顶部分离出的富氢气体循环使用， 其液体馏出物到低分进一步进行气/液分离; 低分的液体流出物，到分馏系统进行产品切割分馏，其塔 底的未转化油返回（或部分返回）裂化段循环裂化，或出 装置作为下游装置的原料。
一、加氢裂化装置简介
5、装置概况： 本装置采用中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研 究院成熟先进的加氢催化剂，工程上采用SEI开发的单段串联、 尾油全循环加氢裂化工艺流程成套技术。反应部分采用炉前 混氢方案，热高分流程。设置精制、裂化两个反应器，两反 应器串联操作，中间不设置分离系统，尾油全循环回到原料 缓冲罐；分馏部分采用双塔流程，为避免稠环芳烃累积，装 置运行过程中，尾油需间断适量外甩；吸收稳定部分用混合 石脑油做吸收剂，回收干气中的液化气。催化剂的硫化采用 湿法硫化与液氨钝化的方式。
加氢裂化装置简介1
整理课件
1
加氢裂化装置
● 装置概述 ● 流程说明
整理课件
● 装置概述
加氢裂化装置是引进美国CHEVRON公司 专利的两段加氢裂化工艺，年处理量316万 吨，全循环操作，最大限度地生产重石脑油 给芳烃联合装置提供原料，同时副产液化气、 轻石脑油及少量尾油。
加氢裂化装置由SEI（中国石化工程建设 公司）负责详细设计。
反应器——第二重型机械厂 加热炉——北京华福设计，炉管进口 循环氢压缩机——Hitach Plant Technologies,Ltd.(Japan) 透平——杭州汽轮机厂 新氢压缩机——GE Oil & Gas Nuovo Pignone(Italy) 高压泵——Flowserve Pump Division 高压换热器四台——Officine Luigi Resta(Italy)
320℃ 0.25MPa
分馏塔底重沸泵
分馏塔底泵
整理课件
原料/HN 换热器
HN空冷器
去罐区
※ 轻烃回收部分
＊脱乙烷塔系统 来自产品汽提塔塔顶气、塔顶液与轻烃吸
收塔塔底液及脱乙烷塔塔顶气混合后，先经 脱乙烷塔顶水冷器冷却后再进入脱乙烷塔顶 回流罐，气相进入轻烃吸收塔底部，液相经 脱乙烷塔回流泵升压后进入脱乙烷塔，用重 沸器汽提，汽提热源为重石脑油中段回流。 塔底物流在进入脱丁烷塔。
整理课件
循环氢来自
169t/h
压缩机
927133Nm3/h
92℃
16.31MPa
380℃ 15.14MPa
反应器 R-101A
二段反应器冷氢 新氢来自PSA /制氢装置
AC-101
热高分气/循环氢换热器 E-106
加氢裂化反应系统操作因素分析
加氢裂化反应系统操作因素分析1.1反应系统1.1.1反应温度反应温度是控制脱S脱N率和生成油转化率的主要手段。
在己选定催化剂和原料油的情况下，温度的影响最为重要，因为在正常的生产条件下，系统压力、新H2纯度变化不会很大，氢油比也是基本恒定的，所以温度也就成为最有效的控制手段。
对于R1001，加氢精制段平均反应温度按照精制油中氮含量要求加以控制调整，要求调整到R1001流出油中有机氮≤1Oppm。
提高反应温度，加快加氢速度，可提高脱S脱N 率，烯烃的饱和程度亦提高，产品安定性好。
为裂化反应创造条件。
催化剂床层温升控制在25-30℃以寻求在提高催化剂的整体利用效率和降低炉子负荷、节省装置能耗上的平衡，达到装置的操作成本最低化。
对于R1002，加氢裂化段平均反应温度按照单程转化率要求加以控制调整，提高反应温度可使裂化反应速度加快，原料的裂化程度加深，生成油中低沸点组分含量增加，气体产率增高。
提高反应温度对产品化学组成有明显影响，正构烷烃含量增加，异构烷烃含量降低，异烷/正烷的比值下降。
催化剂床层温升控制在8-12℃以寻求在产品分布合理、装置温度操作安全方面的平衡。
另外，从减少冷氢用量，从而减少循环氢压缩机负荷、减低装置投资和操作成本考虑，加氢精制反应器出口温度与加氢裂化反应器入口温度之差应尽量减小，从装置操作安全性上考虑，此温度差不得高于20℃。
反应温度的提高会使催化剂表面积炭结焦速度加快，影响其寿命。
所以，温度条件的选择一般受催化剂活性、操作温度限定值、产品分布等诸多因素的影响。
通常在催化剂活性允许的条件下，采用尽可能低的反应温度，为补偿催化剂结垢的影响，反应温度随开工周期的延长将逐步提高。
催化剂床层温度是反应部分最重要的工艺参数。
其它工艺参数对反应的影响，可用调整催化剂床层温度来补偿。
R1001的温度催化剂活性下降时，所有反应器需要较高的温度。
(稳定状态)操作参数的相互关系。
这些数据对均衡情况下温度调整时判断某些参数的变化是十分有用的。
加氢裂化装置设计能力简介
加氢裂化装置设计能力简介1.1装置概况1.1.1 装置简介中国石油乌石化分公司炼油厂新建100万吨/年加氢裂化装置于2005年5月10日破土动工，2007年9月30日实现装置中交。
由中油第一建筑公司、中油第七建筑公司共同承建。
其基础设计部分由中国石化工程建设公司（原北京设计院）完成，详细设计部分由中国石化工程建设公司（SEI）和乌石化总厂设计院（UPDI）共同完成。
100万吨/年加氢裂化装置位于炼油厂建南生产规划区，建东侧与消防二队相邻，建西侧与重催装置隔路相望，建北侧与二套低温热装置毗邻，建南侧为规划预留地。
装置占地面积17927.5m2。
加氢裂化装置由反应、分馏吸收稳定两部分组成。
装置采用“双剂串联尾油全循环”的加氢裂化工艺。
反应部分采用SEI成熟的炉前混氢方案；催化剂的硫化采用干法硫化；催化剂的钝化采用低氮油注氨的钝化方案；催化剂再生采用器外再生方案。
分馏部分采用脱硫化氢塔＋常压塔出柴油方案，设脱硫化氢塔底重沸炉、分馏进料加热炉；吸收稳定部分采用重石脑油作吸收剂的方案。
加氢裂化装置主要原料为炼油厂二套常减压装置的减压蜡油（VGO）和焦化装置的焦化蜡油（CGO），主要产品为轻石脑油、重石脑油、轻柴油，副产品为干气、低分气。
加氢裂化装置设计能力为100万吨/年（尾油全循环方案），年开工时间为8400小时。
1.1.2 工艺原理1.1.2.1加氢精制加氢精制是馏份油在氢压下进行催化改质的统称。
是指在催化剂和氢气存在下，石油馏分中含硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应，烯烃和芳烃分子发生加氢饱和反应。
通过加氢精制可以改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量，满足环保对油品的使用要求。
石油馏分加氢精制过程的主要反应包括：含硫、含氮、含氧化合物等非烃类的加氢分解反应；烯烃和芳烃（主要是稠环芳烃）的加氢饱和反应；此外还有少量的开环、断链和缩合反应。
这些反应一般包括一系列平行顺序反应，构成复杂的反应网络，而反应深度和速率往往取决于原料油的化学组成、催化剂以及过程的工艺条件。
某厂加氢裂化装置新氢压缩机（K102S）一级气缸缸盖螺栓断裂故障原因分析
某厂加氢裂化装置新氢压缩机（ K102S）一级气缸缸盖螺栓断裂故障原因分析摘要：本文从工艺，腐蚀。
操作等各方面分析了新氢压缩机一级气缸缸盖螺栓断裂故障的原因，并提出一些可行性建议。
关键词：加氢裂化装置；故障一、装置背景介绍装置2012年建成投产，同年8月6日产品全部合格，实现一次开汽成功。
装置由反应部分（包括压缩机和低分气脱硫）、分馏部分（包括干气脱硫）及公用工程设施组成。
其中低分气脱硫部分处理的含硫气体包括加氢裂化、柴油加氢精制两套装置的低分气；干气脱硫部分处理的含硫气体包括加氢裂化、柴油加氢精制两套装置的塔顶气。
二、加氢裂化装置新氢压缩机（K102S）一级气缸缸盖螺栓断裂原因分析2.1、故障经过：2019年10月27日上午6时55分，岗位人员巡检至压缩机厂房一层时发现厂房二层有气体泄漏的声音，到厂房二层经过确认是加氢裂化装置新氢压缩机（2203-K-102S）一级气缸缸盖处泄漏氢气，且发现端盖上一根螺栓螺母已断裂脱落。
岗位员工立即向班长进行汇报，班长启动紧急预案，组织压缩机岗位人员停运新氢压缩机，将新氢压缩机进行放空置换。
7:45厂房内可燃气体浓度合格后启动K102A，装置恢复正常生产。
2.2、原因分析：1、工艺原因：压缩机一级排气压力波动，可能会导致一级气缸端盖受力变化，容易导致螺栓断裂。
查询DCS操作趋势，泄漏发生前8小时内管网压力、压缩机各级操作压力均无波动，故可排除因工艺操作原因造成的泄漏。
2、腐蚀原因：经过光谱分析，一级缸盖螺栓材质为40CrMnMo，在富氢环境下易发生氢脆，造成应力集中，超过钢的强度极限，导致螺栓断裂。
螺栓断裂之前该部位未发生泄漏，螺栓不与氢气直接接触，且经中科韦尔对断裂螺栓进行全面检测，一级缸盖螺栓未发生氢脆，故可排除氢腐蚀情况。
3、施工原因：2015年12月一级缸盖螺栓出现两根断裂以后，更换了两根由沈阳申元压缩机厂制作的螺栓，并将所有螺栓按照压缩机厂家技术人员建议的850牛·米的力矩值进行定力矩紧固。
加氢站新氢压缩机操作法
(4)
检查机体排污系统是否打开， 仪表测量根部阀是否打开正常， 检查外部工艺系
统是否正常。压缩机辅助系统压力、温度等参数是否正常。 (5) 启动注油器注油，然后启动盘车器盘车 2－5 分钟检查各部件是否灵活好用，
停止盘车后将盘车按钮处于开车位置。 (6) (7) (8) (9) 全开出口阀、二回一阀。 确认压缩机的开机条件全部具备，确认卸荷器处于 0％状态。 通知内操后，启动电机，认真检查各部件运转情况，空负荷运行≯30 分钟。 压缩机运行正常后缓慢全开入口阀， 根据实际需要调节卸荷器将负荷由空负荷 0％逐渐增加至工艺需要,直至 100％。 (10) 仔细检查各部位压力、温度等是否正常，电流是否正常，各运动部件运转情况
常运转后，根据实际操作 情况调节该阀，停机时必须全关 PC-2502. (4) 如果压缩机联锁停机后，必须将机体泄压，卸荷器恢复至 0％状态。做完上述
工作后启动原运转机若不能启动， 应立即启动备用机， 如果备用机同样不能启动则按 停新氢处理 (5) 启动主电机时， 应将按钮旋转到位， 当电流从启动时的最大值回复至正常值后
或 电机定子温度 TA406/1.2 ≥140℃ 电机定子温度 TA407/1.2 ≥140℃ 一级排气温度 TA106B/1.2 ≥140℃ 二级排气温度 TA112B/1.2 ≥140℃ 电机定子温度 TA408/1.2 ≥140℃ 与 电机后轴承温度 TA405/1.2 ≥80℃ 主机轴承温度 TA402/1.2 ≥80℃ 主机轴承温度 TA403/1.2 ≥80℃ 冷却水压力 PA203/1.2 ≤0.12MPa
压缩机停机时注意事项： 停机前必须将负荷卸到 0％（紧急停机除外） 。 停机后必须将机体内的压力放掉。 停机时应先关入口阀再关出口阀 停机备用时应将卸荷器位置处于 100％ 压缩机正常切换 压缩机正常切换步骤 与班长、内操岗位联系好;班长应在现场指挥。
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阀片材料
PEEK 是 Poly-Ether-Ether-Ketone 的缩写
阀片材料分子结构比较
金属分子结构
PEEK分子结构
PEEK材料特点
• 重量轻 为金属阀片的六分之一,减少惯性力和冲击力 及磨损, 使用寿命增加.
• 耐腐蚀 几乎所有种类的工艺气体,包括100% H2S和 低于3%的氯气或 HCL 100%HCO等各种酸性气体.
• 大头瓦材料为铝镁合 金(同主轴瓦),上下两 半结构,可加垫调节
• 小头瓦为青铜瓦套 • 小头瓦内有螺旋线油
槽用于建立油膜润滑 十字头销 • 衬套是可更换零件
卸荷器的类型
孔口式卸荷器 柱塞式卸荷器 余隙腔式卸荷器
压缩机的流量控制
入口缓冲器
入口过滤器
出口缓冲器
冷却器
分
离
器
指状卸荷器
镇海司炼化
80 20850 1.2 19.23 40
机器 配置
备注
2X60% 2X60%
三井 三井
2X60%
2X60% 2X60%
Dress-lan 沈气d 厂
氢气在往复式压缩机中的压缩
氢气在往复式压缩机中的压缩，一般具有以下特 点：
可通过多级压缩实现较大的压力比： 限制每一压缩级的出口温度不超135℃ 尽量采用无油或少油润滑 控制活塞平均速度不大于3.5m/s 在多级压缩的往复式压缩机中，要采取级间
气缸列数
(1)、2、(3)、4
最大单列轴功率 503.35kW
最大轴功率kW 2625
2列机重量kg 13923
每增1 列重量kg 8526
2列机占地mm 5791×2134
每增1 列占地mm 5791×524
HHE-VE 27216 32659.2 76.2(3”) 228.6(9”) 11”－13” 428 500 4.657 1－6 1155.8kW 5280 21546 7258 7747 ×2413 7747 ×635
备用，在一台故障时，装置 切换，保证装置处理量 速切换，保证装置处理量。
需降量
5 占地面积 最小
最大
大
6 投资
最少
大
大
在选择配置方案时，还应考虑以下因素。
1） 压缩机的排量控制及调节
新氢压缩机可以通过设置固定式或可变式余隙 腔及入口卸荷的方式实现排量控制。
通过固定式（或可变式）余隙腔可实现约10% 左右的排量控制。
曲柄拐数 2~4
2~6
2~8
2~10
2~10
2~10
HHE压缩机数据表
型号
HHE-FB
综合活塞力kg 13608
气体力kg
16329.6
活塞杆直径mm 57.15(2.25”)
曲轴直径mm 171.45(6.75”)
行程mm
8.5,10”－12”
额定转速rpm 500
最高转速rpm 600
最大线速度m/s 5.08
整体铝镁合金 低摩擦高强度
轴瓦的性能比较
主轴瓦和连杆大头瓦
钢基巴氏合金层 铜基巴氏合金 铜基薄层巴氏合金 多金属薄层巴氏合金 吕合金基薄层进氏合金
巴氏合金 厚度mm
滑油过 滤器进度 U
0.06
1000-1600 100
40-60
0.007-0.01
125
25
0.002-0.003
压力比：从限制每级出口温度不超过135℃的条 件，每级的压力比一般均小于3。
总列数：在确定总压缩级数及级压力比以后，根 据每列为一个气缸的原则确定总列数，考虑到 压缩机动力平衡的要求，采用偶数列是理想的。
每级气缸数：由每级要求的入口流量计算出的 气缸直径，再综合考虑总的级数，列数及动力 平衡，确定每级的缸数。
120%
2
54%（余隙腔开）
60%
114%
3*
54%（余隙腔开） 54%（余隙腔开）
108%
4
30%（入口卸荷）
60%
90%
5
54%（余隙腔开） 30%（入口卸荷）
84%
6
60%
0
60%
工况3为正常工况，总量的8%每台为总量的4%用于压 力控制回流
2） 某些装置要求新氢压缩机在某一 中间压力下抽出部分氢气，这将对 压缩机级压缩比的选择提出要求。
压缩级数及列数
新氢压缩机对每级出口温度的严格要求 （小于135℃），使制造厂在考虑配置方 案时应综合考虑压力比的分配及总的列 数，从动力平衡的角度选择偶数列的布 置较为理想。
偶数列的气缸布置对机架受力和 力矩的影响
压缩级数及列数
目前工业上应用的往复压缩机从2列到10列， 每列间相隔相同的角度。
回流的控制手段，使每级压力比尽量接近 设计值
新氢压缩机配置方案
根据装置所需的新氢量，在选择新氢 压缩机时，通常有三种方案可供选择
2×60% 3×50%， 2×100%。
方案
方案（一）
方案（二）
方案（三）
项目
2×60%
3×50%
2×100%
1 操作方式 正常时 2 台同时操作，一台 正常时，两台并联操作，一 正常时，一台操作，一台备
温度：阀板、弹簧等所使用材料的温度极限。
对颗粒的容忍性：气流中携带的颗粒会引起泄漏 和运动部件的疲劳。非金属材料对颗粒的容忍 性较好，因为颗粒可嵌在其上面不影响可靠性。
差压：高的差压如果和高的温度组合则易造成阀 板的变形
冲击：阀板对阀座的冲击速度过大会造成“冲击 疲劳”，其值和材料及阀的设计有关。
脉动：如果阀在打开的位置下，阀板在阀座和 导杆间来回颤抖，这将减小可靠性。
意大利NUOVO Pignone公司 H型机架的数据
架型号
HA
HB
HD
HE
HF
HG
额定功率 kW 800~16001250~37502300~94403800~190004500~225007000~35000
转速 max r/min 1200
800
700
600
480
430
行程 mm 180 210~230 240~280 240~330 320~420 360~450
(AISI4142和CC450的材料允许抗拉强度力100,000和160,000PSI) - 螺纹预(拉)应力为最大允许负荷下应力值的1.5倍. 满足API 要求对应填料处活塞杆硬化处理,采用:
- 感应硬化 - 表面镀铬 - 活塞杆表面喷涂硬化技术
TC3-高速高温喷涂
优点: - 涂层高密度,高
均匀度,与母体高强 度结合
- 表面硬度 RC70 - 耐腐蚀
原料组份 钨T+碳化物C+钴C+铬C
燃料室温度 2760 ºC 喷涂速度 1360 M/S
辅助系统
往复压缩机的辅助系统主要有 入口过滤； 进出口缓冲 级间冷却； 级间气液分离； 润滑及冷却系统等。
辅助系统的正确选择对压缩机的安全运转至关重 要
操作差压 105Kg/cm2 140Kg/cm2
环状阀
POPPET阀
POPPET阀的阀芯
Magnum阀
活塞杆填料
活塞杆填料工作原理
斜切口三瓣式填料环
开放式水道填料盒
封闭水道填料盒
小“ O ”型圈,更换方便 封闭水套紧贴密封圈,冷却效果好
模锻连杆和大小头瓦
• 连杆是高强度模锻钢 制造.
故障后，装置降量操作 台故障时，另一台投入，装 用
置不降量。
2 备用率 无备用
一台备用 50%
一台备用 100%
3 驱动电机 功率需求按总量 60%，容量 功率需求按总量 50%，容量 功率需求按总量 100%，容
中等
最小
量最大
4 操作可靠性 取决于机器质量，但由于无 有备用机组，故障后可迅速 有备用机组，故障后，可迅
HHE-VG 47628 56700 101.6(4”) 279.4(11”) 12”－15” 333 375 4.445 1－10 1938.8kW 8850 27125 10433 8128 ×2591 8128 ×673
HHE-VL 81648 99792 127(5”) 330.2(13”) 12”－16” 333 375 4.511 1－10 2565.2kW 17195 43772 14515 9017 ×2972 9017 ×788
余隙腔卸荷器
• 余隙腔卸荷器安装在气缸端盖上 • 用来开启和关闭余隙腔.当卸荷阀关闭时,余隙腔关 闭,当卸荷阀开启时,余隙腔与气缸腔连在一起,用来
减少流量.
活塞杆
- 合金钢 AISI 4142 , 35CrMoV - 不锈钢 AISI 410/420，17－4 PH
- 滚制螺纹加工工艺
- 螺纹根部应力限制 在最大允许负荷下,螺纹根部应力值限制在10,000PSI以下
150-175
10
Micro
300-500
10
0.005-0.001 >5000
10
飞轮置于压缩机与电机之间
电机冷却器
压缩机
电动机
带盘车功能的飞轮
对置式布局和单支承电机
曲轴夹角的均分度设计
曲拐的均分度设计使能耗降到最低
HHE载荷的均衡分布减小了对驱动器的冲击 对称平衡式的负荷不均衡性靠很大的飞轮加以克服
十字头体 活塞杆
小头瓦
十字头销
连杆
衬圈
滑板
夹块上紧十字头
N
F
FN
液压上紧拉力器
上紧螺母 活塞杆
液压口
拉杆螺母 拉杆螺栓
法兰
液压上紧十字头
液压上紧十字头
中体滑道中的十字头