Компрессоры установок каталитического рнформинга по своему назначению разделяются на:
циркуляционные компрессоры, предназначающиеся для циркуляции водородсодержащего газа в цикле реакции и регенерации;
вспомогательные компрессоры, предназначающиеся для сжатия воздуха, инертного газа в цикле регенерации катализатора;
дожимные компрессоры, предназначающиеся для дожима водородсодержащего газа до давления, необходимого для проведения цикла реакции или выдачи его в общезаводские сети.
Циркуляционные машины являются неотъемлемой частью любой установки каталитического рпформинга независимо от назначения установки или ее производительности.
Необходимость включения в состав установки дожимных или вспомогательных компрессоров определяется условиями привязки установки к общезаводскому хозяйству.
Часто, особенно в проектах установок последних лет, практикуется применение циркуляционных водородсодержащих компрессоров также для сжатия и циркуляции инертного газа в периоды регенерации катализатора. В этом случае требуется особая тщательность при выборе типа и конструкции машины.
По конструктивному признаку компрессоры подразделяются на машины поршневого и центробежного типа.
Поршневые компрессоры получили наибольшее распространение в отечественных установках каталитического риформинга. С ростом мощностей установок,' а также с созданием и освоением промышленностью машин центробежного типа в практику все более широко внедряется применение центробежных компрессоров для циркуляции водородсодержащего газа в реакторных блоках риформинга.
Центробежные компрессоры имеют меньшие массу и габариты, высокий к. п. д. Преимуществом центробежных компрессоров является также возможность использования в качестве привода паровой турбины, работающей, как правило, на паре, который вырабатывается на установке.
Циркуляционные компрессоры — ответственное оборудование установки. От его стабильной и надежной работы зависит получение на установках риформинга нефтепродуктов с необходимыми показателями качества и высокиими технико-экономическими показателями.
Выбор компрессора проводят с учетом обеспечения требуемой по технологии процесса производительности, давления со стороны нагнетания и ожидаемого перепада давления.
Для установок с выводом избыточного газа (или работающих на проток) производительность компрессоров подсчптывается по следующей формуле:*
Vo = nVc + Vнг
где Vo—суммарная производительность компрессоров, м3/ч; п — кратность циркуляции, м3/м3 сырья; Vc— производительность установки по сырью, м3/ч; Vнг — объем избыточного газа, выводимого из системы рнформпша, м3/ч.
В тех случаях, когда циркуляционные компрессоры участвуют при операциях регенерации катализатора, они проверяются из условий обеспечения подачи инертных или дымовых газов в требуемом количестве на различных ступенях регенерации катализатора и заданного давления. Кратность циркуляции при операциях выжига кокса обычно рекомендуется выбирать в пределах 500—1000 м3/ч на 1 м3 регенерируемого катализатора. Особое внимание следует обращать также на наличие в циркулирующих дымовых газах компонентов, вызывающих нарушение прочностных характеристик компрессоров, таких как сернистый ангидрид, хлористый водород, особенно в присутствии влаги. В последних случаях в проектах закладываются мероприятия по очистке и осушке циркулирующих дымовых газов.
Перепад давления, на который выбирается компрессор, является важной его характеристикой и обычно зависит от многих факторов, таких как скорости технологических потоков в аппаратуре реакторного блока, параметры процесса, закоксовываемостн аппаратуры и катализатора, протяженности трубопроводов, компоновки оборудования и т. п.
Принятый перепад давления обычно несколько больше расчетного на 15—20% за счет того, что в процессе эксплуатации теплообменная аппаратура, змеевики печи и сам катализатор загрязняются и закоксовываются и перепад давления в системе возрастает.
На действующих установках перепад давления обычно составляет 1,5—2,0 МПа для систем работающих при повышенных давлениях и 0,8—1,2 МПа для системе пониженным давлением в реакторе.
Неправильно выбранный перепад давления приводит или к нарушению технологического режима при эксплуатации, или к неоправданному увеличению эксплуатационных расходов.
При известной производительности и выбранном перепаде давления выбор компрессора зависит от мощности установки и характеристики сжимаемых газов. Для установки большой мощности надежность работы циркуляционного компрессора приобретает определяющее значение, так как остановка компрессора может привести к аварийной ситуации (прогар змеевиков печей, закоксовывание и спекание катализатора) или к значительному недоотпуску товарной продукции. Учитывая последнее обстоятельство число устанавливаемых циркуляционных компрессоров выбирается из следующих условий: 1) при применении поршневых машин обеспечивается 50—100%-ный резерв; 2) при применении центробежных машин безостановочный пробег должен быть не менее безрегенерационного цикла катализатора.
При выборе компрессоров необходимо учитывать плотность циркуляционного газа. Особенно важно это учитывать при применении центробежных машин, у которых при изменении плотности меняется давление нагнетания и связанная с ним производителыюсть.
Поршневые компрессоры. На установках каталитического риформинга Л-35-5, Л-35-6, Л-35-11/300, Л-35-11/600 для сжатия газа применялись только поршневые компрессоры. В основном применение поршневых машин определялось небольшой производительностью установок и неосвоенностью промышленностью машин центробежного типа. Для самых первых установок риформинга применялись компрессоры «байоиетного типа» (т. е. с цилиндрами, расположенными параллельно оси станины) 5Г-300/42-60, 5Г-300/15-30, 5Г-600/42-60.
В дальнейшем для циркуляции водородсодержащего газа использовались специально разработанные для этой цели компрессоры на оппозитной базе типа М: 2М16-32/35-50, 4М16-45/35-55, 2М16-20/42-60, 2М10-10/20-50Б.
Компрессоры типа 5Г используются на установках Л-35-5, Л-35-6, Л-35-11/300. Они представляют собой одноступенчатые крейцкопфные компрессорные машины двойного действия. Компрессоры указанного типа имеют небольшую производительность по циркуляционному газу 0,18—0,4 м3/с при условиях всасывания, умеренные давления нагнетания 5,6 МПа и являются тихоходными машинами (167 об/мин для 5Г-300/42-60 и 5Г-600/42-60, 187 об/мин для 5Г-300/15-30). Привод осуществляется от синхронного электродвигателя во взрывозащищенном исполнении.
Для продувки электродвигателя применяется отдельно стоящая система вентиляции из вентилятора, вентиляционных камер, фильтров для воздуха и воздуховодов. Регулирование производительности— ручное, ступенчатое (со ступенями 25%). Оно осуществляется путем последовательного выключения полостей цилиндров отжимом пластин всасывающих клапанов. Смазка трущихся деталей осуществляется с помощью двух систем маслоподачи от специального масляного насоса шестеренчатого типа.
В настоящее время на многих нефтеперерабатывающих заводах отрасли широко практикуется применение компрессоров без смазки цилиндров и сальников.
Возможность работы компрессора без смазки цилиндров и сальников достигается за счет создания специальных уплотняющих устройств с применением в качестве уплотняющего материала фторопластов марок АФГМ, 4К20 и АФГ-80ВС. Последние показали высокую работоспособность и надежность при компримированик газов различного состава и агрессивности, в широком диапазоне температур и давлений.
Применение на технологических установках компрессоров без смазки положительно сказывается на проведении технологических процессов, при этом положительный эффект складывается из сокращения расходов по содержанию н эксплуатации оборудования и уменьшения замасливания технологических систем. В последнем случае эффективность достигается за счет увеличения срока службы катализатора, интенсификации теплообмена, уменьшения расходов электроэнергии и воды и экономии затрат на обезжнрованне системы.
Так, перевод установки Л-35-11/300 на работу с циркуляционными газовыми компрессорами 5Г-600/42-60 без смазки цилиндров позволяет получить годовой экономический эффект от 15 до 18 тыс. руб. [36]. При этом экономический эффект распределяется в следующем соотношении: сокращение расходов по содержанию и эксплуатации компрессора — 10%; уменьшение расхода катализатора — 75%; экономия затрат по замене и регенерации катализатора — 0,5%; снижение условно-постоянных расходов от дополнительного выпуска продукции — около 15% .
Перевод компрессоров на работу без смазки цилиндров и сальников не требует больших затрат и дополнительных капитальных вложений, может быть осуществлен в период капитального ремонта оборудования установок:
Компрессоры указанного типа по сравнению с машинами марки Л1 имеют большую удельную массу, недостаточный уровень автоматизации и занимают значительную площадь.
Компрессоры типа М. Применяются на установках Л-35-8/300Б, Л-35-11/600, Л-35-11/1000, Л-35-13/30ОА. К этому тину машин относятся компрессоры 2М16-32/35—50, 2М16-20/42—60, 4М16-22.3/ 23-64, 4М16—45/35-55, 2М10-Ю/20-50Б. Указанные компрессоры были разработаны на смену компрессоров на байонетной основе типов 5Г.
По сравнению с компрессорами типа Г, компрессоры типа М обладают следующими преимуществами:
1) выполнены на оппозитной базе и имеют высокую уравновешенность сил инерции механизма движения и поршневых усилий;
2) имеют меньшую удельную металлоемкость;
3) частота вращения их выше (от 300 до 600 об/мин);
4) имеют меньшие габариты и сниженные нагрузки на фундамент;
5) имеют высокую степень автоматизации работы и комплекс защит, предотвращающих аварийные ситуации;
6) компоновка агрегата и вспомогательных трубопроводов создает более лучшие условия для обслуживания и ремонта.
Производительность компрессора зависит от числа цилиндров, предусматриваемых в агрегате. Обычно применяются машины с двумя или четырьмя цилиндрами.
Конструктивно машины указанного типа представляют компрессорные агрегаты с горизонтальным расположением цилиндров, одноступенчатые двойного действия.
Компрессорные агрегаты комплектуются синхронными электродвигателями во взрывозащищенном продуваемом исполнении.
Вращение вала электродвигателя преобразуется в поступательное движение поршней с помощью коленчатого вала, который соединяется с валом электродвигателя с помощью жесткой муфты.
Для сглаживания пульсаций газа агрегат комплектуется буферными емкостями на всасывании и нагнетании.
Регулирование — автоматическое в пределах от 100 до 50%.
_________________
*Все объемы газов отнесены к нормальным условиям.