冰機停用后自深冷技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用分析

孫鵬飛 楊永勝

摘 要 本公司氣相法聚乙烯裝置回收系統(tǒng)采用傳統(tǒng)壓縮/冷凝工藝，并增加第三代雙膨脹自深冷技術共同回收尾氣中的烴類，為節(jié)約成本，測試雙膨脹機自深冷系統(tǒng)在冰機未投用下的運行及烴類回收情況。

關鍵詞 自深冷;回收;冰機;氣相法聚乙烯

1概述

蒲城清潔能源化工有限責任公司30萬噸/年全密度聚乙烯裝置引進美國UNIVATION公司氣相法UNIPOL聚乙烯專利技術，該技術排放氣回收系統(tǒng)采用傳統(tǒng)壓縮/冷凝工藝，不能將所有的乙烯、1-丁烯和異戊烷都冷凝下來，火炬氣體中仍含有很多烴類組分，造成了物料的大量浪費。裝置采用第三代雙膨脹自深冷技術，將火炬氣中的幾乎所有烴類液化后與氮氣分離，從而實現(xiàn)烴類的回收利用。

本文主要研究排放氣回收系統(tǒng)冰機停用后，2000立方米/小時處理能力的雙膨脹自深冷技術在氣相聚乙烯裝置中的應用。

2深冷系統(tǒng)原理

利用回收尾氣“壓力能”驅動膨脹機轉動，根據(jù)能量轉換和守恒定律，氣體在膨脹機內進行絕熱膨脹對外做功，氣體的能量焓值減少，從而使氣體本身強烈的冷卻，并通過換熱器換熱，降低尾氣溫度，使其溫度降低至-120～-125℃，并利用火炬尾氣中各組分不同的溫度下露點不同，使烴類組分與氮氣分離，實現(xiàn)尾氣中烴類組分回收利用[1]。

3流程描述

來自脫氣倉的氣體經過回收氣壓縮機壓縮、冷卻（循環(huán)水/冰機），液相（重烴）在C5210收集進入反應器，進入深冷分離系統(tǒng)的原料氣經過尾氣緩沖罐V-5281消除由于PDS輸送氣引起的壓力波動，尾氣緩沖罐出來的氣體溫度由于工況和外部環(huán)境的影響會有所波動變化，故先經過預熱器E-5281加熱后，進入深冷分離冷箱（PK-5280-2）中，首先經過換熱器E-5283降溫至-30～-50℃，將其中的C4+烴類液化后在V-5283中分離，分離后的液相經E-5283回收冷量后送出冷箱，V-5283分離后的氣相返回E-5283進一步冷卻至-120℃使得其中的乙烯液化，在V-5284中進行分離，液化后的乙烯經E-5283回收冷量后送出冷箱，進入V-5282緩沖，以防止后續(xù)管線中有液帶形成，在V-5284中分離得到的氣相經E-5283換熱后進入膨脹機膨脹制冷，制冷后的氣體經E-5283回收冷量后送出冷箱排火炬[2]。

4運行情況分析

2020年7月15日投用冰機前后，生產運行情況分析：

（1）冰機投用前，大量重烴通過深冷回收返回壓縮機一段入口，回收氣壓縮機段間集液罐及二段入口分液罐液位較高，段間集液泵頻繁啟停;脫氣倉20min、30min平均壓力由27kpa漲至30kpa，接近31kpa報警值。

（2）冰機投用后，回收液進反應器量由2400kg/h增加到3000kg/h，回收氣壓縮機段間集液罐及二段入口分液罐無液位。

5運行數(shù)據(jù)分析

聚乙烯裝置滿負荷運行，生產LLDPE線性低密度（DFDA7042）。

5.1 物料消耗

分析：有由上表可知，冰機投用前，回收系統(tǒng)丁烯/ICA回收量降低，丁烯/ICA單耗增加。

6思考

（1）為滿足生產及節(jié)能降耗需要，需增加深冷回收系統(tǒng)能力。

（2）為保證回收及脫氣系統(tǒng)正常運行，需在重烴回收罐V-5283底部增加泵輸送重烴直接進反應器，降低回收氣壓縮機K5206負載。

7結束語

（1）冰機投用前，深冷系統(tǒng)在裝置高負荷情況下單獨運行無法完全回收回收氣中的烴類，反應器需要補充ICA增加反應器冷量。

（2）冰機投用前，深冷溫度只能達到-110℃，回收氣中乙烯無法完全回收。

（3）冰機投用前，回收氣壓縮機負載增加。

參考文獻

[1] 孫鵬飛，李京仙，孫建友.自深冷技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用[J].化工管理，2018（27）：161-162.

[2] 朱炳煥.無動力深冷分離技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用[J].現(xiàn)代化工，2015，35（01）：160-162.