螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用分析

张志勇，张代春，朱付强

（山东恒业石油新技术应用有限公司，山东 东营 257100）

引言

螺杆压缩机就是螺旋式的压缩机，又被称为“喷油螺杆”或“注油螺杆”，广泛应用于石油化工工艺中，能够有效提高石油化工生产效率，降低能源消耗，在石油化工工艺中发挥着重要的作用。科技的进步也推动了螺杆压缩机的水平不断提高。世界第一台螺杆压缩机于1963 年诞生，是在“润滑油混入介质中，能被很好的分离”“压缩气体介质与润滑油不发生反应”的基础上，由专业工程师研究发明的。在螺杆压缩机中，没有设置同步齿轮，润滑系统能够与压缩腔之间互相连通。通常情况下，将一个滑阀设置其中，不仅能够对排气压力进行有效调节，确保螺杆压缩机具备适应多种工作环境的能力，而且还能使工作过程中对资源的消耗大幅度减少。主机与主轴之间采用了干气密封，使整个压缩机没有一处磨损件，唯一的消耗品就是润滑油和油滤，运行成本相当低。整体系统具有结构简单、高效、出口压力灵活可调、节能和配件耗材少等优点。本文笔者通过自身的工作经验和大量查阅资料，重点分析螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用，为提高螺杆压缩机的利用率和实现社会主义现代化贡献出一份力量。

1 螺杆压缩机的优点

螺杆压缩机又称为螺杆式压缩机，主要有单螺杆式压缩机和双螺杆式压缩机，该技术最早诞生于1934 年，迄今为止已经被广泛应用于工业活动中。螺杆压缩机具有以下几大优点。

1）螺杆压缩机的运行特别平稳，没有不平衡惯力，可以保证工作运转高效稳定，并且具有较长的使用周期，不会轻易损坏。螺杆压缩机本身的结构比较简单，维护也相对便利。伴随着螺杆压缩机技术的不断完善，其运行水平更加趋于自动化，对人力方面的需求也在不断降低，设备操作人员只需要简单的培训即可上岗[1]。

2）螺杆压缩机具备很强的适应能力，可以强制性的输气，其自身容积流量受排气力压的影响较小，在大范围的工作中都可以保证高效运行。如果压缩机结构不被改动，其可以在各种工作情况下应用，对批量定型生产具有积极作用。

3）在压缩机转子齿间具有一定的缝隙，具有良好的耐冲击力，同时还具备压送粉尘和其他易聚合气体的功能，这种优势体现出螺杆压缩的多项混输。另外，螺杆压缩机的滑阀流量调节不用打回流，可以有效降低能源的消耗，做到节能生产[2]。

2 螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用

2.1 螺杆压缩机的应用现状

近年来，我国的科技取到了突飞猛进的进步，工艺、技术、质量和管理上也有了一定的提升。有关调查表明，我国使用螺杆压缩机进行生产的中大型石油化企业数量已有三十多家。所以，在石油化工产业的生产活动中，螺杆压缩机的作用不容小觑[3]。

2.2 螺杆压缩机在石油化工工艺中用途

螺杆压缩机主要可用于以下三类用途，不同用途的螺杆压缩机应用范围也各不相同。

1）合成聚合物。在化学工业的生产中，合成和聚合是螺杆压缩机重要的应用方向。在进行化工生产的时候，需要压缩气体，比如将氮氢合成氨、氢和二氧化碳合成甲醇等，将气体压缩以达到合成与聚合的目的，这些螺杆压缩机都可以做到。

2）能够分离和制冷气体。螺杆压缩机除了能做到聚合与合成，还具有对气体进行分离和制冷的作用。在石油化工业中，螺杆压缩机能够对气体进行冷却、压缩、液化，处理后的气体可用于人工制冷，例如以前最常见的冰箱制冷剂氟利昂，不过随着环境保护的力度越来越大，该种制冷剂已不再生产。在化工工艺中作用于制冷的这种螺杆压缩机我们称之为制冷机或冰机。另外，螺杆压缩机还会在液体气体含有大量混合气体时，将不同种类的合格气体有效分离出来。一般情况下，液化气体在被分离后，能够得到氮气和氧气等。

3）输送气体。螺杆压缩机也经常应用于输送气体，在输送气体的过程中，压缩机就会充当管道的作用，管道的长度会影响到气体的压力，管道越短，气体压力就越小。例如，在进行煤气输送时，所要求的压力是0.3×102MPa[4]。

3 国外双螺杆压缩机在我国的应用

双螺杆压缩机在我国发展时间较短，新中国成立以来，越来越多的中大型石油化工企业引进国外的先进螺杆压缩机系统，例如丁二烯抽提装置、苯乙烯装置、低温制冷系统等，选择厂家这方面还是以欧美国家为主，包括美国的A-C 公司、德国的GHH 公司等，这些厂家所制造的双螺杆压缩机都是世界领先的水平，所以进一步详细了解国外的双螺杆压缩机在我国的使用情况十分必要。

3.1 型号选择

螺杆压缩机生产厂家的选择非常重要，一定要谨慎选择。在进行石油化工的生产中，丁二烯和苯乙烯装置要求很高。国内的丁二烯装置与国外相比还具有一定的差距，如英国HOWDNE 公司生产的丁二烯装置性能已经相对成熟，而且具有较强的稳定性。美国A-C 公司生产的苯乙烯装置的压缩机为最佳。在实际的生产过程中，相比之下，我国在制造工艺气体压缩机这一方面一直存在技术不足，国内生产的螺杆压缩机在进行气体压缩时频繁的出现故障，不仅严重影响生产活动，而且给石油化工企业也造成了巨大的经济损失[5]。

3.2 实操方面

在我国的石油化工行业，螺杆压缩机的使用中存有一定的问题，究其根本是操作人员对螺杆压缩机的工作原理和使用方法还不够了解，因此在使用时问题频发。例如大庆丁二烯螺杆机就发生过聚合堵塞问题，以致压缩机发生过载引起驱动透平和机体间连轴断裂，引发不良影响。引起这种问题的原因就是在使用双螺杆压缩时，出口的压力太大，操作人员不能精准判断温度变化[6]。

3.3 维修养护方面

螺杆压缩机的安装一定要十分精确，国外的螺杆压缩机在安装技术方面通常会采取保密措施，在处理各部位时只会提供一些简单的数据，因此，在安装时，没有详细的参考标准，这就导致后期的维修养护会发生一系列问题。而我国自主生产的螺杆压缩机又缺少先进的技术，同欧美等发达国家有不小的差距，也会出现转子报废的情况，并且这一情况在长期内不会改变。虽然我国在制造工艺上存在不足，但只要善于总结经验，深入探讨和分析设备的使用情况，熟练掌握螺杆压缩机的运行行规律和维护方法，推动石油化工行业的稳步发展。

4 螺杆压缩机的发展前景

在石油化工行业的未来工艺发展中，螺杆压缩机会加强三维设计开发，这样有利于优化螺杆压缩机的性能，提高其工作效率和美观性。三维设计能够增强螺杆压缩机自动干预检查性能，弥补传统设计的不足，提高设计效率。在计算机的辅助设计下能够达到三维实体造型设计，然后建立相应的资源库，以增强石油化工艺中螺杆压缩机的应用效果。

5 结语

螺杆压缩机在石油化工艺中的应用越来越广泛，相信随着科技和自动化的发展，螺杆压缩机在石油化工中的自动化程度会越来越强。另外，我国在螺杆压缩机制造技术这方面也要进行加强，加深三维设计的研究，强化螺杆压缩机的软件开发和利用，让螺杆压缩机在石油化工中发挥出最大的作用，进一步提高企业的经济效益和社会价值。