CN105180534A - 一种混合冷剂全回收工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气行业，冷剂回收技术领域，特别涉及一种混合冷剂全回收工艺方法，将冷热冷剂隔离成两个系统，分别进行回收。热低压冷剂通过小型压缩机升压至高压，在高压状态下储存；热高压冷剂通过冷剂泵回收至冷剂回收罐内，其余气相减压后，再由压缩机增压回收；低温冷剂通过系统补压，回收至低温冷剂回收罐，控制温度进行稳定，待重新开车时，直接补充至冷箱低温侧，减少预冷时间，同时，实现冷剂的完全回收。

Description

一种混合冷剂全回收工艺方法

技术领域

本发明涉及油气行业，冷剂回收技术领域，特别涉及一种混合冷剂全回收工艺方法。

背景技术

天然气作为优质、高效的清洁燃料在能源和交通等领域正得到日益广泛的发展和利用。而开发利用天然气的首要问题是其液化和储存。近年来液化天然气产业在中国得到迅猛的发展，越来越多的液化天然气装置建成投产。在已建或在建的装置中，绝大部分都采用了混合冷剂制冷工艺。混合冷剂一般由氮气、甲烷、乙烯或乙烷、丙烷或丙烯、丁烷和戊烷组成。在液化天然气装置正常运行时，仅需对混合冷剂做少量补充即可。但在装置开车调试和停车检修时，为安全的需要往往要将装置的混合冷剂排净，因而需要将混合冷剂回收和储存。

但是目前，国内多套天然气液化装置采用混合冷剂制冷工艺，混合制冷剂循环液化天然气工程包括混合制冷剂循环系统和天然气液化系统。混合冷剂的成分主要有氮气、甲烷、乙烯、丙烷、丁烷和戊烷，其中乙烯、丙烷、丁烷、戊烷为石化产品，价格较高，在装置检修时会泄放大量冷剂，造成严重资源浪费，提高运行成本。

当前，一些专利，如公开号为CN103383182A的专利申请《一种回收利用混合冷剂的方法和系统》，虽然起到了冷剂回收的作用，但由于流程不完善，无法实现全回收，停车后再次开车后，返回系统的冷剂不足原冷剂的60％，且由于缺少冷量回收，冷剂需再次降至低温，重新开车过程缓慢，严重降低了装置的经济性。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种混合冷剂全回收工艺方法，冷剂分高低温储存，在重新开车建立低温状态的情况下，若使用常温冷剂待系统冷却至正常工况需要8-16个小时，若使用低温冷剂直接补充，可将系统降温时间缩短至2-6个小时。

本发明的技术方案是：

一种混合冷剂全回收工艺方法，所述工艺方法包括

第一步回收：

当冷剂循环系统的压缩机停止运行时后，打开热高压阀，将压缩机出口处的热高压液相冷剂进入高压冷剂回收罐中储存；将压缩机出口处的热高压气相冷剂进入热低压冷剂回收罐中储存；

关闭热高压阀，打开热低压阀，压缩机进口的低热压冷剂进入热低压冷剂回收罐中储存；

同时，冷箱冷侧的低温冷剂，进入低温冷剂回收罐中储存；

第二步利用：

当再次启动时，打开出口阀1和出口阀2，储存的高压冷剂利用自身高压通过压缩机出口打回系统中；

低温冷剂回收罐中低温冷剂直接打回到冷箱的冷侧。

在上述的方案基础上，所述的第一步中将压缩机出口处的热高压液相冷剂经过冷剂泵抽吸，进入高压冷剂回收罐中储存。

在上述的方案基础上，所述的第一步中当将压缩机出口处的热高压气相冷剂进入热低压冷剂回收罐中储存时，如若所述热高压气相冷剂压力小，就需要先经过降压阀进行降压后，再经过小型压缩机进行增压，之后进入热低压冷剂回收罐进行储存。

在上述的方案基础上，所述的第一步中所述的压缩机进口的低热压冷剂经过小型压缩机进行增压，再经过冷却器冷却后，进入热低压冷剂回收罐中储存。

在上述的方案基础上，所述的第一步中所述冷箱冷侧的低温冷剂经过补压，进入低温冷剂回收罐中储存。

在上述的方案基础上，所述的第一步中所述的补压通过原料气进行补压。

冷剂压缩机前后及压缩机级间的常温(～40℃)冷剂，高压冷剂通过均压的方式进行回收，低压冷剂通过压缩机升压至高压(～5MPa，超过所有冷剂临界压力)进行冷剂回收，液相冷剂通过冷剂泵增压的方式增压至高压(～5MPa，超过所有冷剂临界压力)，低温冷剂(低于-40℃)，在压缩机停机时处于高压状态，可通过去冷剂回收装置之间的压力差对低温冷剂进行回收，回收中对于低温冷剂压力降低的情况，可用氮气进行补压，回收全部低温冷剂。

本发明的有益效果是：

1)本发明最大限度的减少工厂或者设备检修过程中混合冷剂的排放浪费，回收不同温位和压力的混合冷剂，保护设备并降低冷剂放空所造成的经济损失。

2)能够最大限度的回收冷剂，降低经济损失。

3)高压存储，待检修完成后，能利用自身的高压打回到冷剂循环系统，快速开车，减少预冷时间，开车预冷时间降低80％。

4)冷剂分高低温储存，在重新开车建立低温状态的情况下，若使用常温冷剂待系统冷却至正常工况需要8-16个小时，若使用低温冷剂直接补充，可将系统降温时间缩短至2-6个小时，大大节约了装置开车时间。

附图说明

附图1为本发明冷剂全回收流程图1；

其中，1为冷剂循环系统压缩机；2为热低压阀；3为降压阀；4为小型压缩机；5-冷却器；6为热低压冷剂回收罐；7为旁路阀；8为热高压阀；9为冷剂泵；10为热高压冷剂回收罐；11为出口阀1；12为出口阀2；

附图2为本发明冷剂全回收流程图2；

其中，13为低温冷剂进口；14为原料气补压；15为低温冷剂回收罐；16为冷箱冷侧。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

图1、图2展示了此回收方法的全部流程。当液化工厂系统或者某台冷剂循环系统的设备需要检修时，就需要停机操作。然而停机后混合冷剂的处理是一个关键的问题。以往的做法是直接放空，造成了不小的经济损失，基于此，有了本方法的研究。本方法将冷热冷剂隔离成两个系统，分别进行回收，做到了冷剂全回收的要求。

(1)当检修停机后，冷剂循环系统的压缩机1停止运行。在压缩机1的进口，为热低压冷剂，此处冷剂处于完全气体状态，需要经过小型冷剂压缩机4进行增压，增压到与循环系统压缩机1出口同样的压力，再经过冷却器5冷却后，储存在热低压冷剂回收罐6中。

(2)压缩机1出口处的冷剂，属于热高压冷剂(压力在3.5～4Mpa)，为气液两相的状态。气液两相冷剂要分开处理。气相冷剂通过降压阀3降压后达到小型压缩机4的入口，增压后经过冷却器5冷却，进入热低压冷剂回收罐6进行储存，或者经过阀门7后直接进入热低压冷剂回收罐6进行储存。

(3)压缩机1出口处的液相冷剂，需要经过冷剂泵抽吸，进入热高压冷剂回收罐10中进行储存。

(4)冷剂循环系统的压缩机1停止运行后，处于冷箱冷侧的低温冷剂同样需要进行回收储存。此处的冷剂即为低温冷剂。图2中，低温冷剂进口13处的冷剂压力相对较低，需要进行补压，而这部分补充压力14来自原料气。当低温冷剂的压力达到要求后，直接进入低温冷剂回收罐15进行储存。

(5)当检修结束后，需要将回收的冷剂重新打回冷剂循环系统中。图1中就需要打开出口阀(1)11和出口阀(2)12，将储存的高压冷剂利用自身高压打回系统中，入口为压缩机1出口管道。

(6)低温冷剂回收罐中的低温冷剂直接打回到冷箱的冷侧，实现冷剂的再次利用。

实施例1：

冷剂循环系统的压缩机1停止运行后，首先打开热高压阀8，将热高压液相冷剂按照上述(3)所述流程进行回收。然后判断热高压气相冷剂的压力与热低压冷剂回收罐6中压力的大小，如果气相冷剂压力小，就需要先经过降压阀3进行降压后，再经过小型压缩机4进行增压，之后进入热低压冷剂回收罐6进行储存。如果气相压力足以进入热低压冷剂回收罐6，则打开旁路阀7，气相冷剂直接进入热低压冷剂回收罐6。

热高压冷剂回收完成后，此时，整个冷剂循环系统的压力下降。关闭热高压阀8，打开热低压阀2，按照(1)所述流程对热低压冷剂进行回收。

同时，按照(4)所述流程回收低温冷剂。

冷剂回收完成后，需要对冷剂循环系统进行放空排污，之后进行检修。

检修完成后，根据(5)(6)两流程将回收的冷剂打回冷剂循环系统再次运行。

实施例2：

冷剂循环系统的压缩机1停止运行后，首先打开热高压阀8，将热高压液相冷剂按照上述(3)所述流程进行回收。然后判断热高压气相冷剂的压力与热低压冷剂回收罐6中压力的大小，如果气相压力足以进入热低压冷剂回收罐6，则打开旁路阀7，气相冷剂直接进入热低压冷剂回收罐6。

热高压冷剂回收完成后，此时，整个冷剂循环系统的压力下降。关闭热高压阀8，打开热低压阀2，按照(1)所述流程对热低压冷剂进行回收。

同时，按照(4)所述流程回收低温冷剂。

冷剂回收完成后，需要对冷剂循环系统进行放空排污，之后进行检修。

检修完成后，根据(5)(6)两流程将回收的冷剂打回冷剂循环系统再次运行。

经过测试，冷剂回收率可达99％以上，冷剂在回收系统中储存可保证连续储存1个月以上冷剂无放空，若使用常温储存冷剂方式，常温冷剂储存1个月需放空50％以上冷剂。

本发明在于冷剂分高低温储存，在重新开车建立低温状态的情况下，若使用常温冷剂待系统冷却至正常工况需要8-16个小时，若使用低温冷剂直接补充，可将系统降温时间缩短至2-6个小时，大大节约了装置开车时间。

Claims (6)

1.一种混合冷剂全回收工艺方法，所述工艺方法包括

第一步回收：

当冷剂循环系统的压缩机（1）停止运行时后，打开热高压阀（8），将压缩机（1）出口处的热高压液相冷剂进入高压冷剂回收罐（10）中储存；将压缩机（1）出口处的热高压气相冷剂进入热低压冷剂回收罐（6）中储存；

关闭热高压阀（8），打开热低压阀（2），压缩机（1）进口的低热压冷剂进入热低压冷剂回收罐（6）中储存；

同时，冷箱冷侧的低温冷剂，进入低温冷剂回收罐（15）中储存；

第二步利用：

当再次启动时，打开出口阀1（11）和出口阀2（12），储存的高压冷剂利用自身高压通过压缩机（1）出口打回系统中；

低温冷剂回收罐（15）中低温冷剂直接打回到冷箱的冷侧。

2.根据权利要求1所述的混合冷剂全回收工艺方法，所述的第一步中将压缩机（1）出口处的热高压液相冷剂经过冷剂泵（9）抽吸，进入高压冷剂回收罐（10）中储存。

3.根据权利要求1所述的混合冷剂全回收工艺方法，所述的第一步中当将压缩机（1）出口处的热高压气相冷剂进入热低压冷剂回收罐（6）中储存时，如若所述热高压气相冷剂压力小，就需要先经过降压阀（3）进行降压后，再经过小型压缩机（4）进行增压，之后进入热低压冷剂回收罐（6）进行储存。

4.根据权利要求1所述的混合冷剂全回收工艺方法，所述的第一步中所述的压缩机（1）进口的低热压冷剂经过小型压缩机（4）进行增压，再经过冷却器（5）冷却后，进入热低压冷剂回收罐（6）中储存。

5.根据权利要求1-4任一项所述的混合冷剂全回收工艺方法，所述的第一步中所述冷箱冷侧的低温冷剂经过补压，进入低温冷剂回收罐（15）中储存。

6.根据权利要求5所述的混合冷剂全回收工艺方法，所述的第一步中所述的补压通过原料气进行补压。