減少丙烯壓縮制冷系統(tǒng)丙烯損失的措施

強(qiáng)艷波　劉大貴

(內(nèi)蒙古榮信化工有限公司　內(nèi)蒙古鄂爾多斯014300)

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減少丙烯壓縮制冷系統(tǒng)丙烯損失的措施

強(qiáng)艷波劉大貴

(內(nèi)蒙古榮信化工有限公司內(nèi)蒙古鄂爾多斯014300)

1丙烯壓縮制冷系統(tǒng)工藝流程

某甲醇項(xiàng)目冷凍站丙烯壓縮制冷裝置使用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)，以丙烯為介質(zhì)，通過(guò)壓縮、用水冷凝、節(jié)流降壓蒸發(fā)以達(dá)到制冷效果，提供冷量給低溫甲醇洗系統(tǒng)中各丙烯冷卻器，補(bǔ)償系統(tǒng)冷量損失。該裝置的核心設(shè)備為汽輪機(jī)拖動(dòng)的離心式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)一段入口設(shè)計(jì)氣量為37 556 m3/h(標(biāo)態(tài))、壓力0.02 MPa(表壓)、溫度-40 ℃、出口壓力1.8 MPa。丙烯壓縮制冷系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　丙烯壓縮制冷系統(tǒng)工藝流程

2丙烯消耗的原因分析

丙烯制冷壓縮機(jī)的一段入口溫度和二段出口壓力是主要控制指標(biāo)，影響該指標(biāo)的因素除了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和冷凝器冷凝效果外，還有系統(tǒng)中的氮?dú)夂俊?/p>

冷凍站系統(tǒng)原始開(kāi)車前或退丙烯檢修后開(kāi)車，必須先進(jìn)行氣密性試驗(yàn)、氮?dú)庵脫Q。按常規(guī)設(shè)計(jì)，氮?dú)庵脫Q合格后，系統(tǒng)引入丙烯，丙烯的引入一般采用7.0 MPa中壓氮?dú)鈮喝胂到y(tǒng)丙烯儲(chǔ)罐和閃蒸罐。這一系列過(guò)程使得系統(tǒng)中充入了大量的氮?dú)?，丙烯壓縮機(jī)開(kāi)車后，氮?dú)庾鳛椴荒龤獯嬖冢谙虻蜏丶状枷聪到y(tǒng)供冷量前，應(yīng)將氮?dú)馀欧诺簦ＷC丙烯純度達(dá)到99.2%(體積分?jǐn)?shù))以上，故損失了大量的丙烯原料，還嚴(yán)重污染了環(huán)境。另外，按原設(shè)計(jì)，丙烯壓縮機(jī)開(kāi)車前，一級(jí)密封氣也是用0.4 MPa氮?dú)庾鳛闅庠?，通過(guò)增壓泵加壓后供一級(jí)密封氣，一級(jí)密封氣大部分進(jìn)入壓縮機(jī)丙烯氣體側(cè)，并從出口排出進(jìn)入系統(tǒng)，這也使氮?dú)膺M(jìn)入丙烯介質(zhì)。

3減少丙烯損失的措施

(1) 在丙烯制冷壓縮機(jī)出口增加抽真空泵。冷凍站系統(tǒng)開(kāi)車前、氮?dú)鈿饷苄栽囼?yàn)完成并置換合格后，啟動(dòng)真空泵對(duì)系統(tǒng)抽真空處理，將系統(tǒng)大部分氮?dú)夥趴?，減少系統(tǒng)氮?dú)饬?，也就?jié)省了排放不凝氣的時(shí)間，減少了損失的丙烯氣。

(2) 增加丙烯充裝壓縮機(jī)。在系統(tǒng)原始開(kāi)車前或運(yùn)行一段時(shí)間后，需要補(bǔ)充丙烯液。引入丙烯的過(guò)程，不再采用7.0 MPa中壓氮?dú)饨o丙烯罐車加壓將丙烯液壓入丙烯儲(chǔ)罐的方法，而是先利用丙烯罐車自身壓力將丙烯液壓入處于真空狀態(tài)的丙烯儲(chǔ)罐，然后逐步引入后系統(tǒng)；待冷凍站的系統(tǒng)壓力升高至與丙烯罐車的壓力持平后，再啟動(dòng)丙烯充裝壓縮機(jī)，將儲(chǔ)罐中丙烯氣抽出加壓后送往丙烯罐車，在丙烯儲(chǔ)罐和罐車之間形成壓差，從而將丙烯液壓入丙烯儲(chǔ)罐中。丙烯充裝壓縮機(jī)入口管道、出口管道和罐車出口至丙烯儲(chǔ)罐的丙烯液管道都可使用臨時(shí)軟管；丙烯充裝結(jié)束后，將軟管保存，以備下次使用。需注意的是，丙烯氣的抽出管徑應(yīng)比充裝壓縮機(jī)出口管徑大，否則壓縮機(jī)入口的流量過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)出口壓力低。丙烯充裝過(guò)程中不采用中壓氮?dú)饧訅?，既避免了大量氮?dú)膺M(jìn)入冷凍站系統(tǒng)，也避免了充裝后罐車內(nèi)含氮?dú)獾谋┙橘|(zhì)排放造成的浪費(fèi)及對(duì)周邊環(huán)境的污染。

(3) 增加不凝氣分離器回收不凝氣中夾帶的丙烯。不凝氣分離器利用從丙烯儲(chǔ)罐底部抽出的小股丙烯液作為冷源，進(jìn)入不凝氣分離器的殼程，將丙烯氣體換熱器、丙烯冷卻器、丙烯儲(chǔ)罐產(chǎn)生的不凝氣中的丙烯冷凝下來(lái)，然后進(jìn)入丙烯儲(chǔ)罐再次利用，將所含氮?dú)獾炔荒龤馔ㄟ^(guò)火炬放空，殼程出口閃蒸后的丙烯氣進(jìn)入閃蒸罐。

(4) 丙烯壓縮機(jī)一級(jí)密封氣直接用壓縮機(jī)出口的丙烯氣體作為密封介質(zhì)，在壓力不足的情況下，啟動(dòng)增壓泵提壓供給，避免氮?dú)膺M(jìn)入機(jī)體丙烯氣體側(cè)。

4運(yùn)行效果

冷凍站系統(tǒng)開(kāi)車前通過(guò)啟動(dòng)真空泵進(jìn)行系統(tǒng)抽真空，丙烯充裝壓縮機(jī)進(jìn)行丙烯充裝，丙烯氣體作為一級(jí)密封氣，避免大量氮?dú)膺M(jìn)入系統(tǒng)，節(jié)省了壓縮機(jī)開(kāi)車后需排放大量含丙烯氣、氮?dú)獾牟荒龤怏w以保證丙烯純度的時(shí)間，起到了減少丙烯損失和節(jié)省開(kāi)車時(shí)間的作用。

該裝置冷凍站自2014年7月系統(tǒng)開(kāi)車以來(lái)，不凝氣的累計(jì)排放時(shí)間不足0.5 h，且管徑為Ф 254 mm的放空管線閥門開(kāi)度不到5%，比其他公司丙烯壓縮機(jī)開(kāi)車后要排放不凝氣時(shí)間約2 h來(lái)說(shuō)，大大降低了丙烯的消耗；另外，不凝氣分離器也較好地冷凝回收了不凝氣中的丙烯。該裝置目前運(yùn)行穩(wěn)定，丙烯消耗只有一級(jí)密封氣放空的丙烯量，約為2 m3/h(標(biāo)態(tài))。

5結(jié)語(yǔ)

以上幾項(xiàng)技改措施實(shí)施后，年減少丙烯損失約15 t，則年可節(jié)約費(fèi)用15萬(wàn)元。另外，每次節(jié)省開(kāi)車時(shí)間約2 h，還可減少不凝氣中丙烯介質(zhì)排放而造成的環(huán)境污染，避免發(fā)生安全事故。

(收稿日期2015-11-27)