摘  要：本文通過對山東淄博某石油化工企業Nano-forming（NF）碳四芳烴構化工藝生產線中原料氣壓縮機的高壓變頻調速項目來介紹其應用特點和優勢。

關鍵詞：NF工藝  碳四 螺杆壓縮機 高壓變頻器 矢量控製

Abstract: Based on the high frequency control project in Shandong Zibo Chemical Industrial Corporation Oil Nano-forming (NF) four aromatic carbon structure of the process feed gas compressor production line to introduce their application characteristics and advantages.

Keywords：NF crafts  Carbon four  screw compressors  high-voltage inverter  vector control

1.引言

NF工藝采用煉化企業的副產品—碳四（簡稱C4）裂(lie)解(jie)氣(qi)來(lai)生(sheng)產(chan)富(fu)苯(ben)混(hun)芳(fang)和(he)貧(pin)苯(ben)混(hun)芳(fang)，同(tong)時(shi)聯(lian)產(chan)粗(cu)丙(bing)烷(wan)或(huo)粗(cu)丁(ding)烷(wan)，在(zai)生(sheng)產(chan)富(fu)苯(ben)混(hun)芳(fang)時(shi)還(hai)副(fu)產(chan)富(fu)氫(qing)幹(gan)氣(qi)。富(fu)苯(ben)混(hun)芳(fang)通(tong)過(guo)抽(chou)提(ti)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)優(you)級(ji)純(chun)苯(ben)、優級甲苯和混合二甲苯等化工原料；貧苯混芳適合於作歐IV歐V汽油的調和組分，其辛烷值可達97且基本不含硫，在市場上很暢銷。聯產品粗丙烷可作為丙烯原料或用於調製車用液化氣；粗丁烷可用於生產乙烯、丙烯和異丁烯等低碳烯烴；富氫幹氣可用於製氫、蒸汽裂解製乙烯或作為燃料氣
、城市煤氣使用。總之
，NFtansifangtinggouhuajishushiyizhongnenggoudaguimoliyongtansiliejieqifuchanziyuandezhongyaogongyi

，tayulianhuaqiyexiangrongxinghao，jishuxianjinchengshu，yongyouzizhuzhishichanquan，chanpinzengzhixinggao
，juyoulianghaodeyingyongqianjing。

2.現場工藝介紹

本廠主要使用混和碳四（丁烯丁烷）做原料生產富苯混芳（BTX）和使用混和碳四中丁烯經過低溫芳烴構化生產貧苯混芳（高辛烷值清潔汽油調和組分）
，其工藝流程主要有：加熱-高溫芳烴構化反應-吸收副產物-分離。主要流程如下圖所示：

主要原材料C4存在於油田氣、濕天然氣和裂化氣中，如石油化工輕油裂解製乙烯裝置中，聯產的碳四烴，約為乙烯產量的40%；石油煉廠催化裂化裝置所產的碳四烴，約占裝置處理量的6%
，經分離可得碳四。其分離獲得過程如下圖所示：

原料氣經分離-壓縮-脫水-過濾-增壓-冷卻-脫乙烷最後得到穩定高純度的液態輕烴-混合碳四，作為生產最終產品--苯、甲苯、BTX和高辛烷值清潔汽油調和添加劑的主要原料。

3.主要設備和裝置 

主要裝置和設備由反應、分離、吸收、換熱和化學處理等部分組成。主要設備有：一、二級分離裝置、過濾、增壓裝置、換熱器、脫水器
、膨脹器
、加熱爐、烴構化反應器等。裝置主要配套設施有：產品罐、吸收塔、涼水塔、循環冷卻水泵及其它公用工程、控製和運輸配套設施等。

4. 原料氣壓縮機的變頻調速

原料氣（本廠主要使用C4裂解氣），常溫下為氣態，要分離提取得到液態和100%高純度的C4混合物必須將氣態的原料通過壓縮機壓縮為高溫液態再經過冷卻才能達到分離提純的條件。該廠處理量10萬噸/年的碳四氫芳烴構化工業裝置中原料氣壓縮機配套電機參數如下：

電機型號	YBPT 450-2W	額定功率	500kW
額定電壓	6kV	額定電流	58.2A
功率因數	0.86	額定轉速	3585r/min
額定頻率	60HZ	防護等級	IP55

原料氣壓縮機電機采用英威騰GD5000矢量型高壓變頻器驅動，主要參數如下：

負載設備名稱	配置變頻器型號	額定容量	額定功率	額定電壓	額定電流	旁路方式
原料氣壓縮機	GD5000-A0710-06-S	710kVA	560kw	6kv	68A	一拖一手動

英威騰GD5000係列矢量型高性能變頻器采用電壓源型單元串聯多電平高-高解決方案
，直接6kV輸入、6kV輸出，接線簡單、控製靈活。控製係統采用DSP+FPGA+ARM三核技術，對此種轉矩波動大的螺杆式壓縮機采用無PG（速度傳感器）的電壓開環（SVC）控製。一方麵可輕鬆實現低轉速
、大轉矩的帶重載啟動；另一方麵
，當負荷波動瞬間轉矩增大時，內置的DSP高速數字處理芯片可在100haomiaoneixunsujiangdiyunxingzhuansu，tigaoshuchudediancizhuanju
，fangzhiyinfuzaishunjianbodongdianliuturanzengdazaochengdeshebeipinfantiaozha，manzuxianchangyunxinggongkuangyaoqiu。ciwai
，duiyuanliaotichunfenlizhongdeyasuojizushiyonggaoyabianpintiaosuhaiyouruxiajidayoushi：

    ● 電機為額定頻率60HZ的變頻電機，采用直驅方式，中間省去了增速箱等附屬裝置
，降低了係統損耗。使用變頻傳動
，滿足轉速輸出要求，其輸出頻率範圍0.5～120HZ，頻率分辨率0.01HZ
；提高了傳動效率和控製精度。

    ● 采用DCS集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)
，起(qi)停(ting)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)硬(ying)接(jie)線(xian)按(an)鈕(niu)，不(bu)僅(jin)滿(man)足(zu)了(le)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)的(de)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)
，而(er)且(qie)還(hai)提(ti)高(gao)了(le)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)優(you)化(hua)調(tiao)整(zheng)和(he)監(jian)控(kong)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)。其(qi)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)圖(tu)如(ru)下(xia)所(suo)示(shi)：

    ● 原yuan料liao氣qi儲chu罐guan容rong積ji有you限xian從cong而er造zao成cheng壓ya縮suo機ji吸xi氣qi壓ya力li不bu穩wen定ding
，負fu荷he隨sui時shi間jian無wu規gui律lv波bo動dong。使shi用yong變bian頻pin調tiao速su可ke在zai壓ya縮suo機ji出chu口kou加jia裝zhuang壓ya力li傳chuan感gan變bian送song器qi，變bian頻pin器qi可ke根gen據ju負fu荷he變bian化hua實shi時shi調tiao整zheng運yun行xing轉zhuan速su
，實shi現xian輸shu出chu壓ya力li恒heng定ding的de閉bi環huan控kong製zhi。運yun行xing頻pin率lv越yue低di
，製zhi冷leng壓ya縮suo機ji的de能neng耗hao也ye越yue低di，從cong而er在zai滿man足zu工gong藝yi要yao求qiu的de條tiao件jian下xia能neng實shi現xian一yi定ding的de節jie能neng降jiang耗hao。

    ●  化工企業生產設備繁多
，經常大批量同時啟動時容易造成廠內母線電壓陡降，引起設備欠壓跳閘。GD5000係列變頻器具有優良的抗電網電壓波動性能。網側電壓在+10%～-15%之間波動時可做到滿載輸出。同時具有AVR功能
，能夠根據母線電壓的波動自動調整輸出電壓。網側電壓在短時間小於85%～65%額定值或大於110%～120%額定值時，高壓變頻器降額運行不停機，可保證壓縮機持續運行。

    ●  作為工藝循環中的關鍵負載，GD5000係列變頻器具有功率單元工作情況（溫度
、直流母線電壓、電流等）的實時監控和單元自動旁路功能。

5.結束語

螺杆壓縮機不僅具有純旋轉透平機械(容量的高速性
、尺寸小、結構簡單
、無慣性力、無振動)的優點
，同時兼有活塞式機械簡單而運行特性穩定的特點。壓縮是無油的，氣體沒有汙染,fanzhi
，yijingcunzaiyuqitizhongdezazhiheyetizufenduiluoganyasuojimeiyouduodaganrao。suoyimuqianhuagongxingyetebieshishihuaxingyezaiyasuohanzazhichengfenduohuoshidudadeyuanliaoqishiyuelaiyueduodecaiyongluoganshiyasuoji。

另一方麵，為完全適應螺杆式壓縮機的低壓大排量和高壓小排量特性和提高係統的總體效率，大功率壓縮機采用效率高的高壓電機拖動、用高壓變頻器做電氣傳動及通過聯軸器直連的方式能有效的提高電氣和機械傳動效率

，從而滿足化工行業的工藝優化和節能需求。

參考文獻：

【1】廣東化工學院  黃炎 《化工與通用機械》

【2】胡堯良 《低碳芳烴構化的技術進展》

【4】深圳市英威騰電氣股份有限公司 《GD5000係列高壓變頻調速係統產品說明書》