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

某甲醇項目冷凍站丙烯壓縮制冷裝置使用汽輪機(jī)驅(qū)動離心式壓縮機(jī)，以丙烯為介質(zhì)，通過壓縮、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)拖動的離心式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)一段入口設(shè)計氣量為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)中的氮氣含量。

冷凍站系統(tǒng)原始開車前或退丙烯檢修后開車，必須先進(jìn)行氣密性試驗、氮氣置換。按常規(guī)設(shè)計，氮氣置換合格后，系統(tǒng)引入丙烯，丙烯的引入一般采用7.0 MPa中壓氮氣壓入系統(tǒng)丙烯儲罐和閃蒸罐。這一系列過程使得系統(tǒng)中充入了大量的氮氣，丙烯壓縮機(jī)開車后，氮氣作為不凝氣存在，在向低溫甲醇洗系統(tǒng)供冷量前，應(yīng)將氮氣排放掉，保證丙烯純度達(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，丙烯壓縮機(jī)開車前，一級密封氣也是用0.4 MPa氮氣作為氣源，通過增壓泵加壓后供一級密封氣，一級密封氣大部分進(jìn)入壓縮機(jī)丙烯氣體側(cè)，并從出口排出進(jìn)入系統(tǒng)，這也使氮氣進(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)開車前、氮氣氣密性試驗完成并置換合格后，啟動真空泵對系統(tǒng)抽真空處理，將系統(tǒng)大部分氮氣放空，減少系統(tǒng)氮氣量，也就節(jié)省了排放不凝氣的時間，減少了損失的丙烯氣。

(2) 增加丙烯充裝壓縮機(jī)。在系統(tǒng)原始開車前或運行一段時間后，需要補(bǔ)充丙烯液。引入丙烯的過程，不再采用7.0 MPa中壓氮氣給丙烯罐車加壓將丙烯液壓入丙烯儲罐的方法，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，再啟動丙烯充裝壓縮機(jī)，將儲罐中丙烯氣抽出加壓后送往丙烯罐車，在丙烯儲罐和罐車之間形成壓差，從而將丙烯液壓入丙烯儲罐中。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罐的丙烯液管道都可使用臨時軟管；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)入口的流量過小，會導(dǎo)致壓縮機(jī)出口壓力低。丙烯充裝過程中不采用中壓氮氣加壓，既避免了大量氮氣進(jìn)入冷凍站系統(tǒng)，也避免了充裝后罐車內(nèi)含氮氣的丙烯介質(zhì)排放造成的浪費及對周邊環(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、丙烯儲罐產(chǎn)生的不凝氣中的丙烯冷凝下來，然后進(jìn)入丙烯儲罐再次利用，將所含氮氣等不凝氣通過火炬放空，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，啟動增壓泵提壓供給，避免氮氣進(jìn)入機(jī)體丙烯氣體側(cè)。

4運行效果

冷凍站系統(tǒng)開車前通過啟動真空泵進(jìn)行系統(tǒng)抽真空，丙烯充裝壓縮機(jī)進(jìn)行丙烯充裝，丙烯氣體作為一級密封氣，避免大量氮氣進(jìn)入系統(tǒng)，節(jié)省了壓縮機(jī)開車后需排放大量含丙烯氣、氮氣的不凝氣體以保證丙烯純度的時間，起到了減少丙烯損失和節(jié)省開車時間的作用。

該裝置冷凍站自2014年7月系統(tǒng)開車以來，不凝氣的累計排放時間不足0.5 h，且管徑為Ф 254 mm的放空管線閥門開度不到5%，比其他公司丙烯壓縮機(jī)開車后要排放不凝氣時間約2 h來說，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。該裝置目前運行穩(wěn)定，丙烯消耗只有一級密封氣放空的丙烯量，約為2 m3/h(標(biāo)態(tài))。

5結(jié)語

以上幾項技改措施實施后，年減少丙烯損失約15 t，則年可節(jié)約費用15萬元。另外，每次節(jié)省開車時間約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)