CN104976862B - 一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺 - Google Patents

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Abstract

一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺，其特征是不需要单独的制冷系统，不使用氨、氟利昂等制冷剂，而是使用乙烯自身作为制冷剂实现降温。具体步骤为：乙烯缓冲罐V‑01中的液态乙烯闪蒸降温后，经乙烯冷凝器E‑02冷凝系统内的气态乙烯。同时用膨胀机ET‑01来提供系统的冷量补充。储存系统吸热气化的乙烯在乙烯过冷器E‑04内用压缩机出口的高温气体升温后进入压缩机C‑01，以提高压缩机进气温度，以避免使用低温压缩机。使用换热器E‑03，E‑04来多次回收冷量，降低运行费用。系统初次启动时用更低温度的进料乙烯冷凝含有惰性气体的乙烯，预冷冷凝系统，减少乙烯的排放。可降低能耗，节约成本，减少建设投资，同时提高装置的稳定性。

Description

一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺
技术领域
本发明属于有机化工生产技术领域，尤其是一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺。
背景技术
乙烯贮存系统中需要-104℃的低温，一般的乙烯贮存工艺中都要设置单独的氨或氟利昂制冷系统实现乙烯的降温。
下面以说明书附图1为例说明：
从乙烯贮存罐区来的气相乙烯（-104℃、6kpa）经C-01压缩机压缩后压力升高到26kgf/cm2，温度为135℃，经乙烯后冷器E-01冷却后温度下降到40℃，该气相乙烯直接进入三联设备（塔、换热器及缓冲罐三合一设备），气相乙烯被-27℃的液氨通过E-02乙烯冷凝器冷凝为液态的乙烯，液态的乙烯通过三联设备的塔釜经减压降温后返回到乙烯贮存罐区。
该系统中的冷量是通过氨或氟利昂制冷系统提供。有如下缺点：
1.制冷系统工艺较复杂，操作不好控制；
2.-104℃乙烯冷量没有被利用；
3.选用-104℃的低温乙烯压缩机，设备投资较大；
4.在该系统中需要中间的冷却介质（乙二醇），需增设乙二醇贮存及运转设施。
以上缺点一直没有好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是，针对现有乙烯贮存工艺中都要设置单独的氨或氟利昂制冷系统实现乙烯的降温，存在制冷系统工艺较复杂，操作不好控制；-104℃乙烯冷量没有被利用；选用-104℃的低温乙烯压缩机，设备投资较大；在该系统中需要中间的冷却介质（乙二醇），需增设乙二醇贮存及运转设施的缺点，提出一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺。
本发明的技术解决方案是：该工艺不需要单独的制冷系统，不使用氨、氟利昂等制冷剂，而是使用乙烯作为制冷剂实现降温。乙烯缓冲罐V-01中的液态乙烯闪蒸降温后，经乙烯冷凝器E-02冷凝系统内的气态乙烯。同时用膨胀机ET-01来提供系统的冷量补充。储存系统吸热气化的乙烯在乙烯过冷器E-04内用压缩机出口的高温气体升温后进入压缩机C-01，以提高压缩机进气温度，以避免使用低温压缩机。增加膨胀机ET-01来调整工艺系统冷量的补充，扩大系统的操作弹性。使用换热器E-03，E-04来多次回收冷量，降低运行费用。系统初次启动时用更低温度的进料乙烯冷凝含有惰性气体的乙烯，预冷冷凝系统，减少乙烯的排放。
本发明的工作原理是：
1.压缩机出口的主流程2.4Mpag，135℃乙烯经乙烯后冷器E-01冷却后温度下降到40℃，该乙烯被送到乙烯冷却器E-03与乙烯冷凝器E-02来的-48℃乙烯气体换热。乙烯被冷却到13.7℃进入乙烯过冷器E-04壳程被乙烯罐区来的乙烯冷却到-20℃，以汽液混合状态进入三联设备进一步冷凝。
2.从三联设备塔底引出一条管线至三联设备的乙烯冷凝器壳程，在此液态乙烯经闪蒸后温度下降到-48℃、压力为1MPag，与三联设备内的气相乙烯换热，以使三联设备内的乙烯气相冷凝。从乙烯冷凝器壳程出来的气相乙烯经乙烯冷却器E-03被主流程的乙烯换热后温度上升到38℃进入乙烯压缩机的二级与主乙烯气体混合。
3.从乙烯卸车站接一条管线，必要的时候（如开车）把卸车时-104℃的液态乙烯输送到E-02乙烯冷凝器壳程，替换三联设备塔釜的乙烯液体，实现冷凝系统的预冷。
4.从乙烯冷却器E-03后主乙烯流程中取出一部分乙烯送到膨胀机的膨胀端做功膨胀，温度下降到-95℃，进入乙烯过冷器E-04的管程与乙烯罐区来的主流程乙烯混合。以补充和调节系统的冷量。膨胀机的做功端从乙烯后冷器E-01后主流程乙烯接出，经做功端压缩后回到乙烯后冷器进口与主流程的乙烯混合，以去除其中的热量。
本发明的有益效果是：
1.避免乙烯压缩机在低温下运行，不再需要乙二醇溶液等中间冷却介质冷却；
2.操作简单，首次开车容易；
3.特别是不再需要低温的乙烯压缩机，降低建设投资；
4.减少乙二醇贮存及运行设施；
5.系统中没有其它的制冷系统，简化了工艺；
6.用进料的更低温度的乙烯来预冷冷凝系统，减少乙烯的排放，降低乙烯损失。
附图说明
图1是一般的乙烯贮存工艺流程图。
图中， V-01、乙烯缓冲罐； T－01、乙烯吸收塔； E－01、乙烯后冷器； E－02、乙烯冷凝器； C-01、低温乙烯压缩机。
图2是本发明一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺的工艺流程图。
图中， V-01、乙烯缓冲罐； T－01、乙烯吸收塔； E－01、乙烯后冷器； E－02、乙烯冷凝器； E－03、乙烯冷却器； E-04、乙烯过冷器；C-01、乙烯压缩机； ET－01、膨胀机。
具体实施方式
下面，根据附图2详细描述本发明的实施例。
1.压缩机出口的主流程2.4Mpag，135℃乙烯经乙烯后冷器E-01冷却后温度下降到40℃，该乙烯被送到乙烯冷却器E-03与乙烯冷凝器E-02来的-48℃乙烯气体换热。乙烯被冷却到13.7℃进入乙烯过冷器E-04壳程被乙烯罐区来的乙烯冷却到-20℃，以汽液混合状态进入三联设备进一步冷凝。
2.从三联设备塔底引出一条管线至三联设备的乙烯冷凝器壳程，在此液态乙烯经闪蒸后温度下降到-48℃、压力为1MPag，与三联设备内的气相乙烯换热，以使三联设备内的乙烯气相冷凝。从乙烯冷凝器壳程出来的气相乙烯经乙烯冷却器E-03被主流程的乙烯换热后温度上升到38℃进入乙烯压缩机的二级与主乙烯气体混合。
3.从乙烯卸车站接一条管线，必要的时候（如开车）把卸车时-104℃的液态乙烯输送到E-02乙烯冷凝器壳程，替换三联设备塔釜的乙烯液体，实现冷凝系统的预冷。
4.从乙烯冷却器E-03后主乙烯流程中取出一部分乙烯送到膨胀机的膨胀端做功膨胀，温度下降到-95℃，进入乙烯过冷器E-04的管程与乙烯罐区来的主流程乙烯混合。以补充和调节系统的冷量。膨胀机的做功端从乙烯后冷器E-01后主流程乙烯接出，经做功端压缩后回到乙烯后冷器进口与主流程的乙烯混合，以去除其中的热量。

Claims (2)

1.一种乙烯贮存过程中的低温制冷工艺，其特征在于，其特征在于：该工艺不需要单独的制冷系统，不使用氨、氟利昂等制冷剂，而是使用乙烯作为制冷剂实现降温；压缩机出口的主流程2.4Mpag，135℃乙烯经乙烯后冷器(E-01)冷却后温度下降到40℃，该乙烯被送到乙烯冷却器(E-03)与乙烯冷凝器(E-02)来的-48℃乙烯气体换热；乙烯被冷却到13.7℃进入乙烯过冷器(E-04)壳程被乙烯罐区来的乙烯冷却到-20℃，以汽液混合状态进入三联设备进一步冷凝；
从三联设备塔底引出一条管线至三联设备的乙烯冷凝器壳程，在此液态乙烯经闪蒸后温度下降到-48℃、压力为1Mpag，与三联设备内的气相乙烯换热，以使三联设备内的乙烯气相冷凝；从乙烯冷凝器壳程出来的气相乙烯经乙烯冷却器(E-03)被主流程的乙烯换热后温度上升到38℃进入乙烯压缩机的二级与主乙烯气体混合；
从乙烯卸车站接一条管线，开车时把卸车时-104℃的液态乙烯输送到(E-02)乙烯冷凝器壳程，替换三联设备塔釜的乙烯液体，实现冷凝系统的预冷；
从乙烯冷却器(E-03)后主乙烯流程中取出一部分乙烯送到膨胀机的膨胀端做功膨胀，温度下降到-95℃，进入乙烯过冷器(E-04)的管程与乙烯罐区来的主流程乙烯混合；以补充和调节系统的冷量；膨胀机的做功端从乙烯后冷器(E-01)后主流程乙烯接出，经做功端压缩后回到乙烯后冷器进口与主流程的乙烯混合，以去除其中的热量。
2.根据权利要求1所述的乙烯贮存过程中的低温制冷工艺，其特征在于：系统初次启动时用更低温度的进料乙烯冷凝含有惰性气体的乙烯，预冷冷凝系统，减少乙烯的排放。
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