CN108561748B - 一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法和装置，包括：S1：将来自乙烯罐区的低温液态乙烯经过减压后进行闪蒸；S2：将闪蒸出的乙烯气体以及乙烯装车过程中产生的乙烯气体进行气液分离，气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置换热后依次进行压缩、冷却和冷凝后变为液态乙烯；S3：将步骤S2得到的液态乙烯通入步骤S2中的冷能回收装置中与气液分离得到的气态乙烯进行热量交换后由乙烯装车泵送至乙烯装车站中待用。本发明所述的方法及装置通过增加冷能回收装置，利用乙烯闪蒸罐闪蒸出来的低温乙烯蒸发气将制冷机组出来的液态乙烯进一步降温，减少整个系统中乙烯蒸发气的产生量，降低制冷机组的负荷和能耗。

Description

一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法和装置
技术领域
本发明属于低温液化气体储运技术领域，尤其是涉及一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法和装置。
背景技术
乙烯作为一种大宗化工产品，是化工行业的基础原料。对于一些中小型化工厂以及距乙烯生产厂较远的或临时性用户而言,采用槽车运输液相乙烯具有实用意义,且由于槽车运输的灵活性,为新建乙烯装置开车提供了方便条件。
由于乙烯槽车通常在低压低温操作条件下运输，因此来自罐区的加压乙烯需要降压后送入槽车，导致大量乙烯闪蒸，另外由于管线、设备从环境中吸热以及装车泵的运行导致系统内的乙烯蒸发，为了回收乙烯蒸发气，通常设置压缩机和制冷机组将乙烯蒸发气压缩冷凝后回收。由于槽车压力、温度较低，导致乙烯闪蒸罐也在较低的温度和压力下操作，闪蒸罐产生的低温乙烯蒸发气直接进入压缩机会导致压缩机选材困难和造价高，另外，在回收乙烯蒸发气的过程中需要提供冷量将蒸发气液化，而闪蒸罐闪蒸出来的乙烯蒸发气温度较低，现有技术一般没有设置冷能回收装置，造成较高品质的能量损失。如果能利用闪蒸出的乙烯蒸发气低温冷量，不仅可以解决压缩机进口温度过低导致的选型问题，还可以减少制冷机组的能耗。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法和装置，以解决现有技术中乙烯装车时回收闪蒸产生的乙烯蒸发气过程中压缩机选材困难、造价高以及能量过多损失的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，包括如下步骤：
S1：将来自乙烯罐区的低温液态乙烯经过减压后进行闪蒸；
S2：将闪蒸出的乙烯气体以及乙烯装车过程中产生的乙烯气体进行气液分离，气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置换热后依次进行压缩、冷却和冷凝后变为液态乙烯；
S3：将步骤S2得到的液态乙烯通入步骤S2中的冷能回收装置中与气液分离得到的气态乙烯进行热量交换后由乙烯装车泵送至乙烯装车站中待用。
进一步的，所述步骤S2中气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置换热后的温度控制为-45℃～-60℃。
进一步的，所述步骤S2中将换热后的气态乙烯压缩至18～20barg。
进一步的，所述步骤S2中将压缩后的气态乙烯冷却至30～45℃。
进一步的，所述步骤S2中将冷却后的气态乙烯冷凝降温至-34～-45℃。
进一步的，所述步骤S1中的低温液态乙烯经过减压后通入闪蒸罐中进行闪蒸，将步骤S3中与气态乙烯热量交换后的液态乙烯经过加压后通入该闪蒸罐中后再由乙烯装车泵送至乙烯装车站中待用。
一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置，包括依次管路连接的乙烯闪蒸罐、气液分离器、冷能回收装置、压缩机、冷却器、制冷机组，所述乙烯闪蒸罐的进料口通过管路与乙烯罐区连通，且该管路中设置有第一减压阀，所述乙烯闪蒸罐的气相出口与气液分离器的入口连通，所述气液分离器的气相出口与冷能回收装置的低温气体入口连通，所述冷能回收装置的高温气体出口与压缩机连通，所述制冷机组与冷能回收装置的高温液体入口连通，所述冷能回收装置的低温液体出口与乙烯闪蒸罐的进料口通过管路连通，且该管路中设置有第二减压阀，所述气液分离器的液相出口与乙烯闪蒸罐的进料口连通，所述乙烯闪蒸罐中的液体经过乙烯装车泵后送至乙烯装车站。
进一步的，所述乙烯装车站设置有与乙烯闪蒸罐连通的管路用于将乙烯装车过程中产生的乙烯气体回收至乙烯闪蒸罐内的气相空间。
进一步的，所述冷能回收装置为卧式管壳式换热器。
优选地，所述冷能回收装置为U型管壳式换热器。
相对于现有技术，本发明所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法及装置具有以下优势：
(1)本发明所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法及装置通过增加冷能回收装置，利用乙烯闪蒸罐闪蒸出来的低温乙烯蒸发气将制冷机组出来的液态乙烯进一步降温，减少整个系统中乙烯蒸发气的产生量，降低制冷机组的负荷和能耗，优化了整个系统的能量平衡；
(2)本发明所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法及装置闪蒸罐闪蒸的乙烯蒸发气被预热到一定温度后进入压缩机，提高了进入压缩机的低温乙烯蒸发气温度，解决了压缩机的选材问题，节省了压缩机的投资；
(3)本发明所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法及装置中进入压缩机前的乙烯蒸发气温度可灵活调节，可适应乙烯闪蒸罐压力、温度波动变化，从而保证压缩机稳定操作。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置示意图。
附图标记说明：
1、第一减压阀；2、乙烯闪蒸罐；3、气液分离器；4、冷能回收装置；5、压缩机；6、冷却器；7、制冷机组；8、第二减压阀；9、乙烯装车泵；10、乙烯槽车。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，包括如下步骤：
S1：将来自乙烯罐区的低温液态乙烯经过减压后通入闪蒸罐中进行闪蒸，闪蒸罐的压力为0～0.2barg；
S2：将闪蒸出的乙烯气体以及乙烯装车过程中产生的乙烯气体进行气液分离，气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置4换热后依次进行压缩、冷却和冷凝后变为液态乙烯；具体地，气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置4换热后的温度控制为-45℃～-60℃；换热后的气态乙烯压缩至压力为18～20barg；将压缩后的气态乙烯冷却至30～45℃；冷却后的气态乙烯冷凝温度为-34～-45℃。
S3：将步骤S2得到的液态乙烯通入步骤S2中的冷能回收装置4中与气液分离得到的气态乙烯进行热量交换后由乙烯装车泵9送至乙烯装车站中待用。
所述步骤S1中的低温液态乙烯经过减压后通入闪蒸罐中进行闪蒸，将步骤S3中与气态乙烯热量交换后的液态乙烯经过加压后通入该闪蒸罐中后再由乙烯装车泵9送至乙烯装车站中待用。
具体地，实现上述乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气方法的装置，如图1所示，包括依次管路连接的乙烯闪蒸罐2、气液分离器3、冷能回收装置4、压缩机5、冷却器6、制冷机组7，乙烯闪蒸罐2的进料口通过管路与乙烯罐区连通，且该管路中设置有第一减压阀1，乙烯闪蒸罐2的气相出口与气液分离器3的入口连通，气液分离器3的气相出口与冷能回收装置4的低温气体入口连通，冷能回收装置4的高温气体出口与压缩机5连通，制冷机组7与冷能回收装置4的高温液体入口连通，冷能回收装置4的低温液体出口与乙烯闪蒸罐2的进料口通过管路连通，且该管路中设置有第二减压阀8，气液分离器3的液相出口与乙烯闪蒸罐2的进料口连通，乙烯闪蒸罐2中的液体经过乙烯装车泵9后送至乙烯装车站。通过乙烯装车臂进行乙烯槽车10装车，乙烯槽车10中的气相乙烯经气相线返回乙烯闪蒸罐2的气相空间。
冷能回收装置4为卧式管壳式换热器。优选为U型管壳式换热器。
实施例1
来自乙烯罐区10t/h的低温液态乙烯(温度-34℃、压力17.5barg)经过第一减压阀减压至压力1barg、温度-91.24℃后进入乙烯闪蒸罐，闪蒸的乙烯蒸发气4.24t/h进入气液分离器分离液体后进入冷能回收装置，与来自制冷机组的液态乙烯换热后，温度升高到-55℃后进入压缩机压缩至18barg，压缩后的乙烯蒸发气进入冷却器用循环水冷却到40℃，之后进入制冷机组冷到-34℃，冰机的负荷为550kw，冷凝后的液态乙烯进入上述冷能回收装置，与气液分离器出口的乙烯蒸发气换热后继续冷到-49.81℃，之后进入第二减压阀减压到1barg后返回到乙烯闪蒸罐。
乙烯闪蒸罐中的低温液相乙烯由乙烯装车泵送至乙烯装车站，通过乙烯装车臂进行乙烯槽车装车，乙烯槽车中的气相乙烯经气相线返回乙烯闪蒸罐的气相空间。
实施例2
来自乙烯罐区3.75t/h的低温液态乙烯(温度-34℃、压力17.5barg)经过第一减压阀减压至压力1barg、温度-91.24℃后进入乙烯闪蒸罐，闪蒸的乙烯蒸发气1.59t/h进入气液分离器分离液体后进入冷能回收装置，与来自制冷机组的液态乙烯换热后，温度升高到-55℃后进入压缩机压缩至18barg，压缩后的乙烯蒸发气进入冷却器用循环水冷却到40℃，之后进入制冷机组冷到-34℃，冰机的负荷为209kw，冷凝后的液态乙烯进入上述冷能回收装置，与气液分离器出口的乙烯蒸发气换热后继续冷到-49.81℃，之后进入第二减压阀减压到1barg后返回到乙烯闪蒸罐。
乙烯闪蒸罐中的低温液相乙烯由乙烯装车泵送至乙烯装车站，通过乙烯装车臂进行汽车槽车装车，槽车中的气相乙烯经气相线返回乙烯闪蒸罐的气相空间。
对比例
本对比例中的装置和方法同实施例1，区别在于气液分离器的低温气体直接进入压缩机，去掉冷能回收装置。
经计算，对比例中的制冷机组负荷为633kw，较实施例1的冰机负荷增加15％。另外，由于本发明中的低温乙烯气体经过换热后温度升高，解决了压缩机的选材难的问题，节省了压缩机的投资。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将来自乙烯罐区的低温液态乙烯经过减压后进行闪蒸；S2：将闪蒸出的乙烯气体以及乙烯装车过程中产生的乙烯气体进行气液分离，气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置换热后依次进行压缩、冷却和冷凝后变为液态乙烯；S3：将步骤S2得到的液态乙烯通入步骤S2中的冷能回收装置中与气液分离得到的气态乙烯进行热量交换后由乙烯装车泵送至乙烯装车站中待用。
2.根据权利要求1所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：所述步骤S2中气液分离得到的气态乙烯通过冷能回收装置换热后的温度控制为-45℃～-60℃。
3.根据权利要求2所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：所述步骤S2中将换热后的气态乙烯压缩至18～20barg。
4.根据权利要求3所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：所述步骤S2中将压缩后的气态乙烯冷却至30～45℃。
5.根据权利要求4所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：所述步骤S2中将冷却后的气态乙烯冷凝降温至-34～-45℃。
6.根据权利要求1所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的方法，其特征在于：所述步骤S1中的低温液态乙烯经过减压后通入闪蒸罐中进行闪蒸，将步骤S3中与气态乙烯热量交换后的液态乙烯经过减压后通入该闪蒸罐中后再由乙烯装车泵送至乙烯装车站中待用。
7.一种乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置，其特征在于：包括依次管路连接的乙烯闪蒸罐(2)、气液分离器(3)、冷能回收装置(4)、压缩机(5)、冷却器(6)、制冷机组(7)，所述乙烯闪蒸罐(2)的进料口通过管路与乙烯罐区连通，且该管路中设置有第一减压阀(1)，所述乙烯闪蒸罐(2)的气相出口与气液分离器(3)的入口连通，所述气液分离器(3)的气相出口与冷能回收装置(4)的低温气体入口连通，所述冷能回收装置(4)的高温气体出口与压缩机(5)连通，所述制冷机组(7)与冷能回收装置(4)的高温液体入口连通，所述冷能回收装置(4)的低温液体出口与乙烯闪蒸罐(2)的进料口通过管路连通，且该管路中设置有第二减压阀(8)，所述气液分离器(3)的液相出口与乙烯闪蒸罐(2)的进料口连通，所述乙烯闪蒸罐(2)中的液体经过乙烯装车泵(9)后送至乙烯装车站。
8.根据权利要求7所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置，其特征在于：所述乙烯装车站设置有与乙烯闪蒸罐(2)连通的管路用于将乙烯装车过程中产生的乙烯气体回收至乙烯闪蒸罐(2)内的气相空间。
9.根据权利要求7所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置，其特征在于：所述冷能回收装置(4)为卧式管壳式换热器。
10.根据权利要求7所述的乙烯装车过程中回收乙烯蒸发气的装置，其特征在于：所述冷能回收装置(4)为U型管壳式换热器。
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