关于螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用研究

朱付强，张志勇，张代春

（山东恒业石油新技术应用有限公司，山东 东营 257100）

引言

目前，螺杆压缩机在石油化工工艺中应用范围持续扩大。大量研究认为，螺杆压缩机可促进石油化工工艺装备完善，提高石油化工生产效率，进而促进我国石油化工领域的持续稳定发展。当前，我国螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用仍存在诸多问题，为此需加强研究分析，准确把握相关技术要点，以确保螺杆压缩机发挥应有作用。

1 螺杆压缩机简介及其优势分析

1.1 螺杆压缩机简介

螺杆压缩机也称为螺旋式压缩机，1934 年瑞典皇家理工学院A.Lysholm 成功研制螺杆压缩机SRM技术，并将其应用于工业领域，进而带动螺杆压缩机的全面发展[1]。螺杆压缩机主要包括螺杆工艺压缩机、螺杆空气压缩机等类型，也可依据内部构造不同可划分为单螺杆压缩机、双螺杆压缩机，其中双螺杆压缩机应用范围较广，其内部结构包括相互啮合且平行的阴阳螺杆等。

螺杆压缩机凭借自身具有的多元化优势，在空气运动领域得到了广泛应用，其中的螺杆空气压缩机，能够灵活应用在各类风动工具中，特别是在气体净化技术以及油气分离技术全面发展的带动下，应用范围不断扩展。目前，大量使用在对空气品质要求极高的各类应用场合，比如，药品、食品、棉纺织等行业，都是螺杆压缩机的主要应用领域；螺杆工艺压缩机能够将各种工艺流程中的气体进行有效压缩，从而达到生产目的，比如，能够对火炬、天然气、氢气、甲烷、乙烯、二氧化碳等气的工艺流程进行压缩；空压机改良工艺的用途十分广泛，主要是将螺杆的空气压缩机转子改造成工艺气体压缩用途。此类机型虽然成本较低，但是局限性非常大，只能适用于某一类气体。

1.2 螺杆压缩机的优势分析

螺杆压缩机性能优良，在石油化工工艺中应用效果显著。螺杆压缩机主要技术优势如下，第一，螺杆压缩机运行状态稳定，操作简便，且维护简单。螺杆压缩机兼具旋转式与活塞式两种机械的技术优势，内部构造简单、运行稳定性较强、且尺寸小、容量大、无振动、无惯性力和较强的防污染性等优点。无油螺杆压缩机内部无液压油成分，对空气无污染，且内部气体中存在的液体成分及杂质对螺杆压缩机运行无影响。第二，螺杆压缩机具有较长的使用寿命。螺杆压缩机内部零件总体数量较少，无易损零部件，系统运行稳定性及可靠性强，通常情况下使用寿命可达30 年[2]。螺杆压缩机内部珠子可在无基础状态下平稳运行，转子齿面区域存在缝隙结构，使其具有良好的耐液体冲击能力，可完成多种粉尘气体与易聚合气体的压送，进而实现多相混输。第三，螺杆压缩机适应能力较强，可实现强制性输气，且排气压力对螺杆压缩机自身容积流量影响轻微，使其具有较大的使用范围，并可承受高效工作的基本要求。螺杆压缩机在特定应用基础条件下适应能力较强，可能够满足多种生产活动要求，并可实现批量定型生产。另外，螺杆压缩机应用于石油化工工艺中可有效调节流量，并可降低能耗。

2 螺杆压缩机的主要用途及在石油化工工艺中的应用现状

2.1 螺杆压缩机的主要用途分析

石油化工生产期间，气体压缩为重点环节，螺杆压缩机可利用较大的压强完成气体压缩，并可合成聚合物，如氢气与氮气合成，进而满足石油化工工艺需求。同时，螺杆压缩机可实现气体制冷与分离，也可对气体液化，进而实现融合气体的分离，比如石油化工工艺中可利用螺杆压缩机将氧气与氮气分离。另外，螺杆压缩机可辅助完成气体运输。石油化工生产中需要大推力推动气体以完成运输，螺杆压缩机可提供气体运输所需压强，使气体压缩至0.3×102kg/cm2，进而满足运输条件[3]。

2.2 螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用现状

螺杆压缩机对于我国石油化工工业的发展具有重要促进作用，目前螺杆压缩机的制作工艺及质量显著提升，管理水平持续提高，应用范围持续扩大。相关研究资料显示，我国三十余家大型石油化工企业均应用螺杆压缩机开展相关工艺生产，国产螺杆压缩机占比逐年提高，可认为螺杆压缩机在我国石油化工工艺中具有重要的应用价值。

3 螺杆压缩机在石油化工工艺中应用要点分析

我国关于螺杆压缩机的研究起步较晚，为满足石油化工工艺需求，多家大型及中型石油化工生产企业均从欧美发达国家进口螺杆压缩机系统，如苯乙烯装置、丁二烯抽提装置、低温制冷系统、火炬气回收系统等，上述装置主要生产厂家包括德国GHH 公司、美国A-C 公司等。为确保螺杆压缩机在石油化工工艺中发挥应有作用，相关企业需加强研究分析，准确把握应用要点。

3.1 合理选型

生产厂家的技术能力可对螺杆压缩机的整体质量产生较大影响，且石油化工工艺对各类生产设备质量要求严格，应用质量不达标的设备可影响生产进度，甚至引发安全事故。比如石油化工生产工艺对于苯乙烯装置、丁二烯抽提装置要求严格，美国A-C 公司生产的苯乙烯装置压缩机应用广泛，质量过硬，可优先选用。英国HowDNE 公司生产的丁二烯抽提装置工艺成熟完善，运行稳定性较高，可优先选用。国产螺杆压缩机在制造技术方面与西方发达国家存在较大差距，石油化工企业需谨慎选择[4]。

3.2 规范完成相关技术操作

目前，大部分石油化工企业应用国外进口螺杆压缩机辅助完成相关工艺，部分操作人员对设备使用方法缺乏了解，未严格依据相关规范完成设备操作，继而导致设备运行问题无法得到及时有效的解决，使石油化工企业的经济利益受损，并可危及自身安全。比如某石油化工企业操作人员应用丁二烯抽提装置期间，丁二烯物料聚合堵塞出口消音器，导致压缩机处于过载状态，机体与驱动透平间的联轴断裂，透平上方盖板飞起，引发此事故的主要原因为操作人员未准确判断温度变化，对出口压力控制不合理。为确保螺杆压缩机在石油化工工艺中发挥应有作用，操作人员需深入研究设备技术原理及熟练掌握操作规范。

3.3 加强设备安装维护

螺杆压缩机要求较高的安装精度，进口螺杆压缩机安装技术保密，仅提供少量安装数据，导致用户安装期间缺乏参照标准，而国产螺杆压缩机则安装技术标准及尺寸均存在一定缺陷，使用期间极易导致转子报废等不良事件。为此，石油化工生产企业在应用螺杆压缩机完成相关工艺期间需不断总结经验，制定科学的安装及维护措施，并不断总结各类故障的处理方法，进而带动我国石油化工领域的持续健康发展[5]。

4 螺杆压缩机应用于石油化工工艺中的发展趋势

未来螺杆压缩机应用于石油化工工艺中的主要趋势为三维工程设计，技术人员可利用三维设计开发技术优化螺杆压缩机，并可提高机组结构安排的合理性。通过三维工程设计开发可实现螺杆压缩机的自动检查，并可进行结构自动化分析，进而有效解决设计缺陷，最大程度上缺乏设计的精确度。同时，技术人员需加强对螺杆压缩机转子及轴承的研发，充分分析影响因素，合理设定结构参数，不断提高设备的智能化及自动化[6]。

5 结语

目前，我国石油化工工业处于高速发展阶段，螺杆压缩机应用范围持续扩大。相关企业在应用螺杆压缩机期间需加强研究分析，详细了解设备原理及操作规范，不断总结经验，不断加强技术研究，以确保螺杆压缩机发挥应有作用。