苯菲尔蒸汽压缩机是布朗合成氨深冷净化工艺中一台核心设备，对脱碳工艺系统、乃至整个合成氨/尿素工厂的满负荷稳定运行、节能降耗、设备及管道防腐蚀影响极大。目前，国内30万吨合成氨/50万吨尿素以上规模的大型化肥成套装置中，苯菲尔蒸汽压缩机多采用进口法国、意大利等欧洲国家设备，但运行效果不太理想，常因转子失效被迫停运，严重损害系统运行，给工厂造成巨大损失。 本文通过对建峰化工总厂苯菲尔蒸汽压缩机运行性能、失效形式的分析研究，提出了改造其运行性能的方案，实施后经检验改造获得成功。在改造实践中经深入研究，发现机组可以进一步深化改造以更好地提高其运行性能。同时，通过对苯菲尔蒸汽压缩机关键、重要零部件材料、加工的研究，以及对压缩机与管网联合运行性能研究，论文提出了进一步改造的新思路，并探索了进行100C5整机实施国产化改造的可能性。 本文研究应用了以下技术创新和技术突破：(1)采用高强度不锈钢17-4pH替代TA-6V材料，并对叶轮的诱导轮、工作轮结构重新设计调整，提高了叶轮综合性能，延长了叶轮使用寿命； (2)对高速单级悬臂压缩机组平行轴系进行转子动力学分析，重新设计新转子，对叶轮强度进行校核，对叶片固有频率进行计算，确保转子运转稳定； (3)对机组气动性能优化设计，对压缩机和管网联合运行分析研究后改造了防喘振回流温度管线、压缩机入口气流管线及洗涤操作工艺，改善叶轮进口处气流分布，减小介质对叶轮迎气面冲蚀，提高叶轮疲劳寿命； (4)探索、改进了苯菲尔蒸汽压缩机的安装、拆卸方式，调整装配数据，改进了高速转子叶轮装配专用工具，提高现场装配压缩机及其关重件的精度、效率和安全性，保证转子动平衡性能； (5)研究了压缩机碳环密封技术，并改进了密封系统，减小泄漏损失，可完全避免蒸汽对润滑油的污染。 建峰化工总厂成功地实现了苯菲尔蒸汽压缩机运行性能改造，改造后机组运行稳定，对整个合成装置贡献巨大，经济效益和社会效益明显。并为进一步改进机组运行性能，提供了新的思路。