JP2001107891A - Centrifugal multi-stage compressor - Google Patents
Centrifugal multi-stage compressorInfo
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- JP2001107891A JP2001107891A JP28688599A JP28688599A JP2001107891A JP 2001107891 A JP2001107891 A JP 2001107891A JP 28688599 A JP28688599 A JP 28688599A JP 28688599 A JP28688599 A JP 28688599A JP 2001107891 A JP2001107891 A JP 2001107891A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブタジエンゴムの
製造プロセス等においてブタジエンガスを圧縮するため
に用いられる遠心多段型圧縮機に関する。The present invention relates to a multi-stage centrifugal compressor used for compressing butadiene gas in a process for producing butadiene rubber or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ブタジエンゴムの製造プロセス
には、主としてスクリュ式の圧縮機を用いて原材料とな
るブタジエンガスを所定圧力に圧縮する工程が含まれ
る。この場合、被圧縮流体であるブタジエンガスと圧縮
機外部とを遮断するためには、シール油を用いる軸封部
を設けると共に、この軸封部にバッファガスとしてブタ
ジエンガスを供給してシール油が圧縮機内部に流れ込む
ことを防止すると好ましい。2. Description of the Related Art In general, a process for producing butadiene rubber includes a step of compressing butadiene gas as a raw material to a predetermined pressure mainly using a screw-type compressor. In this case, in order to shut off the butadiene gas, which is the fluid to be compressed, and the outside of the compressor, a shaft sealing portion using seal oil is provided, and butadiene gas is supplied as a buffer gas to the shaft sealing portion so that the seal oil is removed. Preferably, it is prevented from flowing into the compressor.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ここで、ブタジエンガ
スの重合反応は、高温（約９０℃以上）、高濃度（ブタ
ジエン濃度が約９０％以上）の環境下で促進される。従
って、軸封部にバッファガスとして供給されたブタジエ
ンガスが高温、高濃度であればあるほど、軸封部に多量
のポリマが発生することになり、軸封部の性能劣化を招
くことになる。Here, the polymerization reaction of butadiene gas is promoted in an environment of high temperature (about 90 ° C. or more) and high concentration (butadiene concentration of about 90% or more). Therefore, the higher the temperature and the higher the concentration of butadiene gas supplied as the buffer gas to the shaft seal portion, the more polymer is generated in the shaft seal portion, and the performance of the shaft seal portion is deteriorated. .
【０００４】そこで、本発明は、軸封部におけるポリマ
の生成を抑制可能なブタジエンガス圧縮用の遠心式多段
圧縮機の提供を目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a centrifugal multistage compressor for compressing butadiene gas, which can suppress generation of a polymer in a shaft sealing portion.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による遠心多段型圧縮機は、ケーシング内で主軸に取り
付けられた複数段の羽根車を回転させてブタジエンガス
を圧縮する遠心多段型圧縮機であって、ケーシングに固
定されており、何れかの段から抽気されたブタジエンガ
スがバッファガスとして供給される軸封部と、軸封部内
に不活性流体を供給する不活性流体供給装置とを備える
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a centrifugal multistage compressor in which butadiene gas is compressed by rotating a plurality of stages of impellers mounted on a main shaft in a casing. A compressor, which is fixed to a casing, and a shaft sealing portion to which butadiene gas extracted from any stage is supplied as a buffer gas, and an inert fluid supply device for supplying an inert fluid into the shaft sealing portion. And characterized in that:
【０００６】この遠心多段型圧縮機では、被圧縮流体で
あるブタジエンガスと、圧縮機外部とを遮断するため
に、何れかの段からブタジエンガスが抽気され、軸封部
に対してバッファガスとして供給される。ここで、ブタ
ジエンの重合反応は、高温、高濃度の環境下で促進さ
れ、軸封部内にポリマが発生すると、軸封部の性能が著
しく損なわれる。これを踏まえて、この遠心多段型圧縮
機では、不活性流体供給装置から軸封部に対して不活性
流体（例えば、Ｎ2ガス等）が供給される。これによ
り、軸封部内では、ブタジエンガスが希釈され、軸封部
内に存在する流体中のブタジエン濃度が低くなる。ま
た、不活性流体の温度を低く（例えば、常温程度）設定
しておくことにより、軸封部内に存在する流体の温度を
低下させることができる。この結果、軸封部内における
ポリマの発生が抑制されることになり、軸封部の性能が
良好に維持される。In this multi-stage centrifugal compressor, butadiene gas, which is a fluid to be compressed, and the outside of the compressor are extracted with butadiene gas from any one of the stages, and the gas is extracted as a buffer gas to the shaft sealing portion. Supplied. Here, the polymerization reaction of butadiene is accelerated in a high-temperature, high-concentration environment, and when a polymer is generated in the shaft sealing portion, the performance of the shaft sealing portion is significantly impaired. Based on this, in the centrifugal multi-stage compressor, an inert fluid (for example, N 2 gas or the like) is supplied from the inert fluid supply device to the shaft sealing portion. As a result, the butadiene gas is diluted in the shaft seal portion, and the butadiene concentration in the fluid existing in the shaft seal portion decreases. In addition, by setting the temperature of the inert fluid to be low (for example, about normal temperature), the temperature of the fluid existing in the shaft sealing portion can be reduced. As a result, the generation of polymer in the shaft seal portion is suppressed, and the performance of the shaft seal portion is favorably maintained.
【０００７】また、バッファガスを抽気する段では、ブ
タジエンガスの温度が重合開始温度近傍に設定されてい
ると好ましい。このように、バッファガスとして供給す
るブタジエンガスの温度を、重合速度が比較的低い重合
開始温度近傍（例えば、４０℃±５℃程度）に設定して
おくことにより、軸封部内におけるポリマの発生が極め
て効果的に抑制される。In the stage of extracting the buffer gas, it is preferable that the temperature of the butadiene gas is set near the polymerization start temperature. By setting the temperature of the butadiene gas supplied as the buffer gas in the vicinity of the polymerization start temperature where the polymerization rate is relatively low (for example, about 40 ° C. ± 5 ° C.), the generation of the polymer in the shaft sealing portion is achieved. Is very effectively suppressed.
【０００８】更に、軸封部に接続されており、バッファ
ガスと不活性流体とを分離可能な分離回収手段を更に備
えると好ましい。このような構成を採用すれば、分離回
収手段によって分離させたバッファガス（ブタジエンガ
ス）と、不活性流体とを回収し、それぞれ軸封部に再度
供給することが可能となる。この結果、バッファガスと
して供給するブタジエンガス及び不活性流体の供給量を
低減することができる。Further, it is preferable to further comprise a separation and recovery means connected to the shaft sealing portion and capable of separating the buffer gas and the inert fluid. With such a configuration, it is possible to recover the buffer gas (butadiene gas) and the inert fluid separated by the separation and recovery unit, and supply them to the shaft sealing portion again. As a result, the supply amounts of the butadiene gas and the inert fluid supplied as the buffer gas can be reduced.
【０００９】また、軸封部は、羽根車側に配置されてお
り、バッファガスが供給される内側シール部と、内側シ
ール部の外方に配置された外側シール部と、内側シール
部と外側シール部との間に設けられた中間シール室とか
らなり、不活性流体供給装置は、中間シール室に接続さ
れていると好ましい。この場合、軸封部のうち、より圧
縮機内部側に対してブタジエンガス（バッファガス）が
供給され、不活性流体は、より圧縮機外部側に供給され
ることになる。従って、軸封部内に供給された不活性流
体が圧縮機内部に流入することを効果的に防止すること
ができる。また、中間シール室の更に外方には、外側シ
ール部が設けられているので、圧縮機の内外を極めて効
果的に遮断することができる。The shaft seal portion is disposed on the impeller side, and has an inner seal portion to which buffer gas is supplied, an outer seal portion disposed outside the inner seal portion, and an inner seal portion and an outer seal portion. It is preferable that the inert fluid supply device be connected to the intermediate seal chamber, the intermediate fluid chamber being provided between the seal section and the intermediate seal chamber. In this case, butadiene gas (buffer gas) is supplied more to the inside of the compressor in the shaft seal portion, and the inert fluid is further supplied to the outside of the compressor. Therefore, it is possible to effectively prevent the inert fluid supplied into the shaft seal portion from flowing into the compressor. Further, since the outer seal portion is provided further outside the intermediate seal chamber, the inside and the outside of the compressor can be blocked very effectively.
【００１０】更に、外側シール部を冷却する冷却手段を
更に備えると好ましい。このような構成を採用すれば、
外側シール部の温度上昇を抑制することが可能となるの
で、外側シール部に流入したブタジエンが重合すること
を抑制することができる。[0010] It is preferable that a cooling means for cooling the outer seal portion is further provided. If such a configuration is adopted,
Since the temperature rise of the outer seal portion can be suppressed, it is possible to suppress the polymerization of butadiene flowing into the outer seal portion.
【００１１】また、外側シール部は、ケーシングに対し
て静止する２つの静止リングと、主軸に取り付けられ、
静止リング間に配される回転リングとを含む共に、シー
ル油が供給されるメカニカルシールとして構成されてい
ると好ましい。このような構成を採用すれば、軸封部の
シール機能を極めて高いものにすることが可能となる。
また、ポリマの発生が抑制されるので、発生したポリマ
に起因して静止リングと回転リングとの間の間隙が広が
ることを防止できる。従って、軸封部から漏洩するシー
ル油の量を低減可能となる。Further, the outer seal portion is attached to two stationary rings stationary with respect to the casing and the main shaft,
It is preferable that the mechanical seal includes a rotary ring disposed between the stationary rings and is configured as a mechanical seal to which seal oil is supplied. By employing such a configuration, it is possible to make the sealing function of the shaft sealing portion extremely high.
Further, since the generation of the polymer is suppressed, it is possible to prevent the gap between the stationary ring and the rotating ring from being widened due to the generated polymer. Therefore, the amount of the seal oil leaking from the shaft sealing portion can be reduced.
【００１２】更に、冷却手段は、静止リング及び回転リ
ングの少なくとも一方に形成された冷媒流通路であると
好ましく、この場合は、冷媒流通路に流通させる冷媒と
して、外側シール部に供給させたシール油を用いるとよ
い。また、冷却手段は、主軸に形成された冷媒流通路で
あってもよく、この場合は、冷却水等の冷媒を主軸の冷
媒流通路に流通させるようにするとよい。更に、冷却手
段は、静止リング及び回転リングの少なくとも一方に設
けられた冷却フィンとしてもよい。Further, the cooling means is preferably a refrigerant flow passage formed in at least one of the stationary ring and the rotating ring. In this case, a seal supplied to the outer seal portion as a refrigerant flowing through the refrigerant flow passage is provided. Oil may be used. Further, the cooling means may be a refrigerant flow passage formed in the main shaft, and in this case, a refrigerant such as cooling water may be caused to flow through the refrigerant flow passage of the main shaft. Further, the cooling means may be cooling fins provided on at least one of the stationary ring and the rotating ring.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による遠
心多段型圧縮機の好適な実施形態について詳細に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a multi-stage centrifugal compressor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明による遠心多段型圧縮機を
示す模式図である。同図に示す遠心多段型圧縮機１は、
ブタジエンゴム製造プラント等に適用可能なものであ
り、ブタジエンガスＢを圧縮するために用いられる。遠
心多段型圧縮機１は、水平割り形、又は、垂直割り形に
形成されており、吸込口２と吐出口３とを有するケーシ
ング４を備える。ケーシング４の内部には、５体のイン
ペラ（羽根車）５が収容されている。各インペラ５は、
モータ又は蒸気ガスタービンからなる駆動部６により回
転駆動される主軸７に固定されている。主軸７の反駆動
部側端部は、ケーシング４に固定されたスラスト軸受８
によって支持されている。また、ケーシング４の両端部
には、ケーシング４の内外を遮断するための軸封部１０
が固定されている。FIG. 1 is a schematic diagram showing a centrifugal multi-stage compressor according to the present invention. The centrifugal multi-stage compressor 1 shown in FIG.
It is applicable to butadiene rubber production plants and the like, and is used to compress butadiene gas B. The centrifugal multi-stage compressor 1 is formed in a horizontal split type or a vertical split type, and includes a casing 4 having a suction port 2 and a discharge port 3. Inside the casing 4, five impellers (impellers) 5 are housed. Each impeller 5
It is fixed to a main shaft 7 that is rotationally driven by a drive unit 6 composed of a motor or a steam gas turbine. An end of the main shaft 7 on the side opposite to the drive unit is connected to a thrust bearing 8 fixed to the casing 4.
Supported by A shaft sealing portion 10 for blocking the inside and outside of the casing 4 is provided at both ends of the casing 4.
Has been fixed.
【００１５】ここで、この遠心多段型圧縮機１は、実質
的に３台の遠心圧縮機を連続させたものと同様の構成を
有する。すなわち、５体のインペラのうち、駆動部側に
位置する第１段目及び第２段目のインペラ５は、２段型
遠心圧縮機として機能する第１ステージ１１を構成す
る。また、第３段目及び第４段目のインペラ５は、第１
ステージ１１と同様に、２段型遠心圧縮機として機能す
る第２ステージ１２を構成する。更に、第５段目のイン
ペラ５は、１段型遠心式圧縮機として機能する第３ステ
ージ１３を構成する。Here, the centrifugal multi-stage compressor 1 has substantially the same configuration as that of a series of three centrifugal compressors. That is, of the five impellers, the first-stage and second-stage impellers 5 located on the drive unit side constitute a first stage 11 functioning as a two-stage centrifugal compressor. In addition, the third and fourth stage impellers 5
Like the stage 11, the second stage 12 that functions as a two-stage centrifugal compressor is configured. Further, the fifth stage impeller 5 constitutes a third stage 13 functioning as a one-stage centrifugal compressor.
【００１６】第１ステージ１１に対してはケーシング４
の吸込口２から被圧縮流体（ブタジエンガスＢ）が導入
され、第１ステージ１１に対して設けられた第２段吐出
口１１ａは、ケーシング４の外部に配置されたインター
クーラ１４ａに接続されている。インタークーラ１４ａ
の出口は、第２ステージ１２に対して設けられた第３段
吸込口１２ａと接続されている。また、第２ステージ１
２のスラスト軸受８側には、第４段吐出口１２ｂが設け
られており、この第４段吐出口１２ｂは、ケーシング４
の外部に配置されたインタークーラ１４ｂに接続されて
いる。インタークーラ１４ｂの出口は、第３ステージ１
３に対して設けられた第５段吸込口１３ａと接続されて
いる。第３ステージ１３は、ケーシング４の吐出口３と
接続されている。For the first stage 11, the casing 4
A fluid to be compressed (butadiene gas B) is introduced from the suction port 2 of the first stage 11, and the second stage discharge port 11 a provided for the first stage 11 is connected to an intercooler 14 a disposed outside the casing 4. I have. Intercooler 14a
Is connected to a third-stage suction port 12a provided for the second stage 12. Second stage 1
A second stage discharge port 12 b is provided on the thrust bearing 8 side of the second casing 2.
Is connected to an intercooler 14b arranged outside the device. Exit of the intercooler 14b is the third stage 1
3 is connected to the fifth stage suction port 13a provided for the third stage. The third stage 13 is connected to the outlet 3 of the casing 4.
【００１７】ここで、インタークーラ１４ａの出口付近
では、被圧縮流体であるブタジエンガスＢの温度が、そ
の重合開始温度（３８℃）の近傍（この場合約４２℃）
になるように設定されている。インタークーラ１４ａの
出口と第３段吸込口１２ａとを結ぶ流路は、その中途で
分岐されており、配管及びバルブを介してケーシング４
の両端部に配置された軸封部１０と接続されている。こ
れにより、この遠心多段型圧縮機１では、ブタジエンガ
スＢが第３段（吸込側）から抽気され、バッファガスと
して軸封部１０に供給されることになる。Here, near the outlet of the intercooler 14a, the temperature of the butadiene gas B, which is the fluid to be compressed, is close to the polymerization start temperature (38 ° C.) (in this case, about 42 ° C.).
It is set to be. The flow path connecting the outlet of the intercooler 14a and the third-stage suction port 12a is branched in the middle thereof, and the casing 4 is connected via a pipe and a valve.
Are connected to the shaft seal portions 10 arranged at both ends of the shaft. Thus, in the centrifugal multi-stage compressor 1, the butadiene gas B is extracted from the third stage (suction side) and supplied to the shaft seal 10 as a buffer gas.
【００１８】図２は、遠心多段型圧縮機１の軸封部１０
を示す拡大部分断面図である。同図に示すように、軸封
部１０は、ケーシング４に固定されており、主軸７の周
囲を覆うシールブロック２１を含む。シールブロック２
１のインペラ５側の内端部２１ａには、円周方向に少な
くとも１本のバッファガス供給路２２が設けられてお
り、このバッファガス供給路２２が、上述したインター
クーラ１４ａの出口と第３段吸込口１２ａとを結ぶ流路
の中途に接続されている（図１参照）。また、内端部２
１ａの主軸７と対向する内周面には、ラビリンス２３が
複数配設されている。内端部２１ａ、バッファガス供給
路２２、及びラビリンス２３は、バッファガスとしての
ブタジエンガスＢが供給される内側シール部２４を構成
する。FIG. 2 shows a shaft seal 10 of the centrifugal multistage compressor 1.
FIG. As shown in the figure, the shaft sealing portion 10 is fixed to the casing 4 and includes a seal block 21 that covers the periphery of the main shaft 7. Seal block 2
At least one buffer gas supply passage 22 is provided in the inner end 21a on the side of the impeller 5 in the circumferential direction, and the buffer gas supply passage 22 is connected to the outlet of the intercooler 14a and the third It is connected in the middle of the flow path connecting the step suction port 12a (see FIG. 1). Also, the inner end 2
A plurality of labyrinths 23 are arranged on the inner peripheral surface of the la 1a facing the main shaft 7. The inner end 21a, the buffer gas supply passage 22, and the labyrinth 23 constitute an inner seal portion 24 to which butadiene gas B as a buffer gas is supplied.
【００１９】また、内側シール部２４の外方（駆動部６
側、又はスラスト軸受８側）には、メカニカルシールと
して構成された外側シール部２５が設けられている。外
側シール部２５は、シールブロック２１に形成された外
側シール室２６を含む。外側シール室２６の両側端面に
は、ベローズ２７を介してそれぞれ１体の静止リング２
８が取り付けられている。各静止リング２８は、シール
ブロック２１（ケーシング４）に対して実質的に静止す
る。一方、主軸７には、回転リング２９が、２体の静止
リング２８間に位置するように固定されている。The outside of the inner seal portion 24 (the drive portion 6)
Side or the thrust bearing 8 side), an outer seal portion 25 configured as a mechanical seal is provided. The outer seal part 25 includes an outer seal chamber 26 formed in the seal block 21. One stationary ring 2 is provided on both end surfaces of the outer seal chamber 26 via bellows 27.
8 is attached. Each stationary ring 28 is substantially stationary with respect to the seal block 21 (casing 4). On the other hand, a rotating ring 29 is fixed to the main shaft 7 so as to be located between the two stationary rings 28.
【００２０】更に、外側シール室２６には、シールブロ
ック２１に設けられたシール油流通路３０を介してシー
ル油供給装置３１からシール油Ｓが供給される。この場
合、シール油Ｓは、図１に示すように、外側シール部２
５の下側から供給され、上側に位置するシール油流通路
３０を介して、再度、シール油供給装置３１に戻され
る。遠心多段型圧縮機１の運転中にシール油Ｓが供給さ
れるメカニカル方式の外側シール部２５では、主軸７の
周囲に完全な油膜が形成されることになる。従って、こ
の軸封部１０は、きわめて高いシール機能及び信頼性を
有する。Further, the seal oil S is supplied to the outer seal chamber 26 from a seal oil supply device 31 through a seal oil flow passage 30 provided in the seal block 21. In this case, as shown in FIG.
5, and is returned to the seal oil supply device 31 again via the seal oil flow passage 30 located on the upper side. In the mechanical outer seal portion 25 to which the seal oil S is supplied during the operation of the centrifugal multi-stage compressor 1, a complete oil film is formed around the main shaft 7. Therefore, the shaft sealing portion 10 has a very high sealing function and reliability.
【００２１】上述した内側シール部２４と外側シール部
２５との間には、中間シール室３２が設けられている。
この中間シール室３２は、シールブロック２１に設けら
れた不活性流体流通路３３と連通している。この不活性
流体流通路３３は、円周方向に少なくとも１本設けられ
ており、図１に示すように、不活性流体としてのＮ2ガ
スを発生する不活性流体供給装置３４に接続されてい
る。これにより、軸封部１０内には、不活性流体（Ｎ2
ガス）が供給される。なお、不活性流体（Ｎ2ガス）の
供給量は、バッファガス（ブタジエンガス）の供給量と
同量程度にするのが好ましい。また、不活性流体の温度
は、ブタジエンの重合開始温度（３８℃）よりも低い温
度（例えば、常温程度）に設定する。An intermediate seal chamber 32 is provided between the inner seal part 24 and the outer seal part 25 described above.
The intermediate seal chamber 32 communicates with an inert fluid flow passage 33 provided in the seal block 21. At least one inert fluid flow passage 33 is provided in the circumferential direction, and as shown in FIG. 1, is connected to an inert fluid supply device 34 that generates N 2 gas as an inert fluid. . As a result, the inert fluid (N 2
Gas) is supplied. The supply amount of the inert fluid (N 2 gas) is preferably about the same as the supply amount of the buffer gas (butadiene gas). The temperature of the inert fluid is set to a temperature lower than the polymerization initiation temperature of butadiene (38 ° C.) (for example, about normal temperature).
【００２２】この場合、軸封部１０のうち、より圧縮機
内部側に対してブタジエンガスＢ（バッファガス）が供
給され、不活性流体（Ｎ2ガス）は、より圧縮機外部側
に供給されることになる。従って、軸封部１０内に供給
された不活性流体（Ｎ2ガス）が遠心多段型圧縮機１の
内部に流入することが効果的に防止される。また、中間
シール室３２の更に外方には、外側シール部２５が設け
られているので、遠心多段型圧縮機１の内外を極めて効
果的に遮断することができる。In this case, the butadiene gas B (buffer gas) is supplied to the inner side of the compressor in the shaft seal portion 10, and the inert fluid (N 2 gas) is supplied to the outer side of the compressor. Will be. Therefore, the inert fluid (N 2 gas) supplied into the shaft seal portion 10 is effectively prevented from flowing into the centrifugal multi-stage compressor 1. Further, since the outer seal portion 25 is provided further outside the intermediate seal chamber 32, the inside and outside of the centrifugal multi-stage compressor 1 can be extremely effectively shut off.
【００２３】なお、図１に示すように、軸封部１０の下
側において、中間シール室３２にはサワーガス管３５が
接続される。軸封部１０内で、ブタジエンガス、Ｎ2ガ
ス、及びシール油Ｓが混合した、いわゆるサワーガス
は、サワーガス管３５を介してドレインポット３６に導
入される。ドレインポット３６では、気液分離処理が施
され、分離された気体成分とシール油Ｓとは、それぞれ
系外に排出される。As shown in FIG. 1, a sour gas pipe 35 is connected to the intermediate seal chamber 32 below the shaft sealing portion 10. In the shaft sealing portion 10, so-called sour gas in which butadiene gas, N 2 gas and seal oil S are mixed is introduced into a drain pot 36 through a sour gas pipe 35. In the drain pot 36, a gas-liquid separation process is performed, and the separated gas component and the seal oil S are respectively discharged out of the system.
【００２４】また、図１に示すように、各サワーガス管
３５にポリマ検出器３７を設け、不活性流体供給装置３
４やシール油供給装置３１に接続させておくと好まし
い。このような構成を採用すれば、サワーガス管３５内
に生じるポリマの量を検知し、検知されたポリマの量に
基づいて、不活性流体供給装置３４から供給されるＮ2
ガス（不活性流体）の温度や、シール油供給装置３１か
ら供給されるシール油Ｓの温度を制御することが可能と
なり、軸封部１０内の温度を効率よく低下させることが
できる。Further, as shown in FIG. 1, a polymer detector 37 is provided in each sour gas pipe 35, and the inert fluid supply device 3 is provided.
It is preferable to connect to the seal oil supply device 4 and the seal oil supply device 31. With such a configuration, the amount of polymer generated in the sour gas pipe 35 is detected, and N 2 supplied from the inert fluid supply device 34 is detected based on the detected amount of polymer.
The temperature of the gas (inert fluid) and the temperature of the seal oil S supplied from the seal oil supply device 31 can be controlled, and the temperature inside the shaft sealing portion 10 can be efficiently reduced.
【００２５】次に上述した遠心多段型圧縮機１の動作に
ついて説明する。Next, the operation of the centrifugal multistage compressor 1 will be described.
【００２６】まず、被圧縮流体であるブタジエンガスＢ
は、吸込口２から吸込まれて第１ステージ１１に導入さ
れる。そして、第１段目及び第２段目のインペラ５によ
り圧縮された後、第２段吐出口１１ａを介してインター
クーラ１４ａに導入される。ブタジエンガスＢは、イン
タークーラ１４ａにより冷却された後、第３段吸込口１
２ａから第２ステージ１２に導入される。そして、第３
段目及び第４段目のインペラ５によって圧縮された後、
第４段吐出口１２ｂを介してインタークーラ１４ｂに導
入される。ブタジエンガスＢは、インタークーラ１４ｂ
により冷却された後、第５段吸込口１３ａから第３ステ
ージ１３に導入される。そして、第５段目のインペラ５
によって所望圧力まで圧縮された後、吐出口３から吐出
される。First, butadiene gas B, which is a fluid to be compressed,
Is sucked from the suction port 2 and introduced into the first stage 11. Then, after being compressed by the first-stage and second-stage impellers 5, it is introduced into the intercooler 14a through the second-stage discharge port 11a. After the butadiene gas B is cooled by the intercooler 14a, the third stage suction port 1
It is introduced into the second stage 12 from 2a. And the third
After being compressed by the impeller 5 of the stage and the fourth stage,
It is introduced into the intercooler 14b through the fourth stage discharge port 12b. Butadiene gas B is supplied to the intercooler 14b.
After being cooled by the third stage, the gas is introduced into the third stage 13 through the fifth stage suction port 13a. And the fifth stage impeller 5
After being compressed to a desired pressure, the liquid is discharged from the discharge port 3.
【００２７】一方、この遠心多段型圧縮機１では、上述
したように、圧縮機１内部へシール油Ｓが流入するのを
防止するために、第３段吸込側からブタジエンガスＢが
抽気され、軸封部１０に対してバッファガスとして供給
される。一般に、ブタジエンの重合反応は、高温、高濃
度の環境下で促進され、軸封部１０内にポリマが発生す
ると、軸封部１０の性能が著しく損なわれる。これに対
して、この遠心多段型圧縮機１では、第３段吸込側にお
いて、ブタジエンガスＢの温度は、ブタジエンの重合開
始温度（３８℃）の近傍（この場合、４２℃）に設定さ
れている。従って、バッファガスとして軸封部１０に供
給されるブタジエンガスＢは、重合速度が比較的低い状
態にあるので、軸封部１０内におけるポリマの発生が効
果的に抑制される。On the other hand, in the centrifugal multi-stage compressor 1, as described above, butadiene gas B is extracted from the third suction side in order to prevent the seal oil S from flowing into the compressor 1. The gas is supplied to the shaft sealing portion 10 as a buffer gas. In general, the polymerization reaction of butadiene is accelerated in a high-temperature, high-concentration environment, and when a polymer is generated in the shaft sealing portion 10, the performance of the shaft sealing portion 10 is significantly impaired. On the other hand, in the centrifugal multi-stage compressor 1, the temperature of the butadiene gas B is set near the polymerization start temperature of the butadiene (38 ° C.) (42 ° C. in this case) on the third stage suction side. I have. Therefore, since the butadiene gas B supplied to the shaft sealing portion 10 as the buffer gas has a relatively low polymerization rate, the generation of polymer in the shaft sealing portion 10 is effectively suppressed.
【００２８】なお、バッファガスを抽気する段は、ブタ
ジエンガスＢの温度が、ブタジエンの重合開始温度（３
８℃）の近傍に設定されていると共に、ブタジエンガス
の圧力がバッファガスに要求される圧力を満たす段であ
れば何れの段であってもよい。In the step of extracting the buffer gas, the temperature of the butadiene gas B is changed to the temperature at which the butadiene polymerization starts (3.
8 ° C.), and any stage may be used as long as the butadiene gas pressure satisfies the pressure required for the buffer gas.
【００２９】加えて、この遠心多段型圧縮機１では、不
活性流体供給装置３４から軸封部１０の中間シール室３
２に対してＮ2ガス（不活性流体）が供給される。これ
により、軸封部１０内では、ブタジエンガスＢが希釈さ
れ、軸封部１０内に存在する流体中のブタジエン濃度が
低くなる。また、Ｎ2ガスの温度は、例えば、常温程度
に設定されているので、軸封部１０内に存在する流体の
温度を低下させることができる。この結果、軸封部１０
内におけるポリマの発生が抑制されることになり、軸封
部１０の性能が良好に維持される。特に、圧縮機内部側
の静止リング２８と回転リング２９との間におけるポリ
マの発生が抑制されるので、発生したポリマに起因して
静止リング２８と回転リング２９との間の間隙が広がる
ことを防止できる。従って、軸封部１０から漏洩するシ
ール油Ｓの量を低減可能となる。In addition, in the centrifugal multi-stage compressor 1, the inert fluid supply device 34 supplies the intermediate sealing chamber 3 of the shaft sealing portion 10.
2 is supplied with N 2 gas (inert fluid). As a result, the butadiene gas B is diluted in the shaft sealing portion 10 and the butadiene concentration in the fluid existing in the shaft sealing portion 10 decreases. Further, since the temperature of the N 2 gas is set to, for example, about room temperature, the temperature of the fluid present in the shaft sealing portion 10 can be reduced. As a result, the shaft seal 10
The generation of the polymer in the inside is suppressed, and the performance of the shaft sealing portion 10 is favorably maintained. In particular, since the generation of polymer between the stationary ring 28 and the rotating ring 29 on the inner side of the compressor is suppressed, the gap between the stationary ring 28 and the rotating ring 29 due to the generated polymer is increased. Can be prevented. Therefore, the amount of the seal oil S leaking from the shaft sealing portion 10 can be reduced.
【００３０】図３は、本発明による遠心多段型圧縮機の
他の実施形態に含まれる軸封部を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a shaft seal included in another embodiment of the centrifugal multistage compressor according to the present invention.
【００３１】同図に示す軸封部１０Ａでは、シールブロ
ック２１の内端部２１ａにガス回収路４０が設けられて
いる。ガス回収路４０は、バッファガス供給路２２と中
間シール室３２との中間に位置しており、ガス分離回収
装置４１に接続されている。ガス分離回収装置４１は、
バッファガスであるブタジエンガスＢと、Ｎ2ガスとを
分離可能に構成されている。このような構成を採用すれ
ば、ガス分離回収装置によって分離させたブタジエンガ
スＢと、Ｎ2ガスとを回収し、それぞれ軸封部１０の中
間シール室３２に再度供給することが可能となる。この
結果、バッファガスとして供給するブタジエンガスＢ及
びＮ2ガス（不活性流体）の供給量を低減することがで
きる。In the shaft seal 10A shown in FIG. 1, a gas recovery path 40 is provided at the inner end 21a of the seal block 21. The gas recovery path 40 is located between the buffer gas supply path 22 and the intermediate seal chamber 32, and is connected to the gas separation and recovery device 41. The gas separation and recovery device 41
Butadiene gas B, which is a buffer gas, and N 2 gas can be separated. If such a configuration is adopted, the butadiene gas B and the N 2 gas separated by the gas separation and recovery device can be recovered and supplied to the intermediate seal chamber 32 of the shaft sealing portion 10 again. As a result, the supply amounts of butadiene gas B and N 2 gas (inert fluid) supplied as buffer gases can be reduced.
【００３２】図４は、本発明による遠心多段型圧縮機の
更に他の実施形態に含まれる軸封部を示す拡大部分断面
図である。FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing a shaft seal portion included in still another embodiment of the centrifugal multistage compressor according to the present invention.
【００３３】同図に示す軸封部１０Ｂには、外側シール
部２５を冷却する冷却手段を備える。すなわち、外側シ
ール部２５を構成する各静止リング２８及び回転リング
２９には、冷媒流通路２８ａ，２９ａがそれそれ形成さ
れている。この冷媒流通路２８ａ，２９ａには、外側シ
ール室２６に供給されたシール油Ｓが流通する。これに
より、互いに接触し合って発熱する各静止リング２８及
び回転リング２９が冷却される。The shaft seal 10B shown in FIG. 1 is provided with a cooling means for cooling the outer seal 25. That is, each of the stationary ring 28 and the rotating ring 29 that constitute the outer seal portion 25 is formed with a refrigerant flow passage 28a, 29a. The seal oil S supplied to the outer seal chamber 26 flows through the refrigerant flow passages 28a and 29a. As a result, the stationary ring 28 and the rotating ring 29 that come into contact with each other and generate heat are cooled.
【００３４】また、静止リング２８には、冷却フィン４
２が全周にわたって複数設けられている。これにより、
静止リング２８に生じた熱が冷却フィン４２から放射さ
れる。冷却フィンは回転リング２９に対して設けてもよ
い。更に、主軸７の中央部には、螺旋状の冷媒流通路７
ａが形成されている。この冷媒流通路７ａには、冷却水
や冷却油といった冷媒が流通させられる。これにより、
主軸７を介して回転リング２９が冷却されることにな
る。なお、主軸７に対して、冷媒流通路７ａを設けるに
際しては、二重管構造の主軸７を採用し、内側の軸と外
管との間に冷媒を流通させるようにしてもよい。Further, the cooling fin 4 is
2 are provided over the entire circumference. This allows
The heat generated in the stationary ring 28 is radiated from the cooling fins 42. Cooling fins may be provided for the rotating ring 29. Further, a spiral refrigerant flow passage 7 is provided at the center of the main shaft 7.
a is formed. Refrigerant such as cooling water or cooling oil is circulated through the refrigerant flow passage 7a. This allows
The rotating ring 29 is cooled via the main shaft 7. When providing the coolant flow passage 7a with respect to the main shaft 7, the main shaft 7 having a double pipe structure may be employed so that the refrigerant flows between the inner shaft and the outer tube.
【００３５】これらの冷却手段を設けることにより、外
側シール部２５の温度上昇を抑制することが可能となる
ので、バッファガスとして供給されたブタジエンが重合
することを抑制することができる。この場合も、特に、
圧縮機内部側の静止リング２８と回転リング２９との間
におけるポリマの発生が抑制されるので、発生したポリ
マに起因して静止リング２８と回転リング２９との間の
間隙が広がることを防止できる。従って、軸封部１０か
ら漏洩するシール油Ｓの量を低減可能となる。By providing these cooling means, it is possible to suppress a rise in the temperature of the outer seal portion 25, so that polymerization of butadiene supplied as a buffer gas can be suppressed. Again, in particular,
Since the generation of polymer between the stationary ring 28 and the rotating ring 29 on the inner side of the compressor is suppressed, it is possible to prevent the gap between the stationary ring 28 and the rotating ring 29 from expanding due to the generated polymer. . Therefore, the amount of the seal oil S leaking from the shaft sealing portion 10 can be reduced.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明による遠心多段型圧縮機は、以上
説明したように構成されているため、次のような効果を
得る。すなわち、遠心多段型圧縮機の軸封部内に不活性
流体を供給したり、バッファガスとして供給するブタジ
エンガスの温度を、重合速度が比較的低い重合開始温度
近傍に設定することにより、軸封部におけるポリマの生
成が効果的に抑制されるので、軸封部の性能を良好に維
持することが可能となる。The centrifugal multi-stage compressor according to the present invention is configured as described above, and has the following effects. That is, an inert fluid is supplied into the shaft seal portion of the centrifugal multi-stage compressor, or the temperature of butadiene gas supplied as a buffer gas is set near the polymerization start temperature where the polymerization rate is relatively low. The formation of the polymer is effectively suppressed, so that the performance of the shaft sealing portion can be maintained satisfactorily.
【図１】本発明による遠心多段型圧縮機を示す模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic view showing a centrifugal multi-stage compressor according to the present invention.
【図２】図１の遠心多段型圧縮機に含まれる軸封部を示
す拡大部分断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing a shaft seal portion included in the centrifugal multi-stage compressor of FIG.
【図３】遠心多段型圧縮機の他の実施形態に含まれる軸
封部を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a shaft seal included in another embodiment of the centrifugal multi-stage compressor.
【図４】遠心多段型圧縮機の更に他の実施形態に含まれ
る軸封部を示す拡大部分断面図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a shaft sealing portion included in still another embodiment of the centrifugal multi-stage compressor.
１…遠心多段型圧縮機、４…ケーシング、５…インペラ
（羽根車）、７…主軸、７ａ…冷媒流通路、１０，１０
Ａ，１０Ｂ…軸封部、１１…第１ステージ、１２…第２
ステージ、１３…第３ステージ、２１…シールブロッ
ク、２１ａ…内端部、２２…バッファガス供給路、２４
…内側シール部、２５…外側シール部、２８…静止リン
グ、２８ａ…冷媒流通路、２９…回転リング、２９ａ…
冷媒流通路、３０…シール油流通路、３１…シール油供
給装置、３２…中間シール室、３３…不活性流体流通
路、３４…不活性流体供給装置、４０…ガス回収路、４
１…ガス分離回収装置、４２…冷却フィン、Ｂ…ブタジ
エンガス、Ｓ…シール油。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Centrifugal multistage compressor, 4 ... Casing, 5 ... Impeller (impeller), 7 ... Main shaft, 7a ... Refrigerant flow path 10, 10
A, 10B: shaft sealing portion, 11: first stage, 12: second
Stage, 13: third stage, 21: seal block, 21a: inner end, 22: buffer gas supply path, 24
... inner seal part, 25 ... outer seal part, 28 ... stationary ring, 28a ... refrigerant flow path, 29 ... rotating ring, 29a ...
Refrigerant flow passage, 30 ... seal oil flow passage, 31 ... seal oil supply device, 32 ... intermediate seal chamber, 33 ... inert fluid flow passage, 34 ... inert fluid supply device, 40 ... gas recovery passage, 4
1: Gas separation and recovery device, 42: Cooling fin, B: Butadiene gas, S: Seal oil.
Claims (9)
数段の羽根車を回転させてブタジエンガスを圧縮する遠
心多段型圧縮機であって、 前記ケーシングに固定されており、何れかの段から抽気
されたブタジエンガスがバッファガスとして供給される
軸封部と、 前記軸封部内に不活性流体を供給する不活性流体供給装
置とを備えることを特徴とする遠心多段型圧縮機。1. A centrifugal multi-stage compressor for compressing butadiene gas by rotating a plurality of stages of impellers mounted on a main shaft in a casing, the compressor being fixed to the casing, and extracting air from any stage. A centrifugal multi-stage compressor comprising: a shaft sealing portion to which the butadiene gas is supplied as a buffer gas; and an inert fluid supply device for supplying an inert fluid into the shaft sealing portion.
記ブタジエンガスの温度が重合開始温度近傍に設定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の遠心多段型圧
縮機。2. The multi-stage centrifugal compressor according to claim 1, wherein the temperature of the butadiene gas is set near the polymerization start temperature in the stage of extracting the buffer gas.
ファガスと前記不活性流体とを分離可能な分離回収手段
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の
遠心多段型圧縮機。3. The centrifugal multistage type according to claim 1, further comprising a separation and recovery unit connected to the shaft sealing portion and capable of separating the buffer gas and the inert fluid. Compressor.
給される内側シール部と、 前記内側シール部の外方に配置された外側シール部と、 前記内側シール部と前記外側シール部との間に設けられ
た中間シール室とからなり、前記不活性流体供給装置
は、前記中間シール室に接続されていることを特徴とす
る請求項１〜３の何れかに記載の遠心多段型圧縮機。4. The shaft seal portion is disposed on the impeller side, the inner seal portion to which the buffer gas is supplied, an outer seal portion disposed outside the inner seal portion, The inert fluid supply device comprises an intermediate seal chamber provided between an inner seal portion and the outer seal portion, and the inert fluid supply device is connected to the intermediate seal chamber. The centrifugal multistage compressor according to any one of the above.
更に備えることを特徴とする請求項４に記載の遠心多段
型圧縮機。5. The centrifugal multi-stage compressor according to claim 4, further comprising cooling means for cooling the outer seal portion.
対して静止する２つの静止リングと、前記主軸に取り付
けられ、前記静止リング間に配される回転リングとを含
む共に、シール油が供給されるメカニカルシールとして
構成されていることを特徴とする請求項５に記載の遠心
多段型圧縮機。6. The outer seal portion includes two stationary rings that are stationary with respect to the casing, and a rotating ring attached to the main shaft and disposed between the stationary rings, and is supplied with seal oil. The multi-stage centrifugal compressor according to claim 5, wherein the compressor is configured as a mechanical seal.
記回転リングの少なくとも一方に形成された冷媒流通路
であることを特徴とする請求項６に記載の遠心多段型圧
縮機。7. The multi-stage centrifugal compressor according to claim 6, wherein said cooling means is a refrigerant flow passage formed in at least one of said stationary ring and said rotating ring.
冷媒流通路であることを特徴とする請求項６又は７に記
載の遠心多段型圧縮機。8. The multi-stage centrifugal compressor according to claim 6, wherein said cooling means is a refrigerant flow passage formed in said main shaft.
記回転リングの少なくとも一方に設けられた冷却フィン
であることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の
遠心多段型圧縮機。9. The multi-stage centrifugal compressor according to claim 6, wherein said cooling means is a cooling fin provided on at least one of said stationary ring and said rotating ring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28688599A JP2001107891A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Centrifugal multi-stage compressor |
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|---|---|---|---|
| JP28688599A JP2001107891A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Centrifugal multi-stage compressor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001107891A true JP2001107891A (en) | 2001-04-17 |
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