CN204739843U - 一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统，将乙烯通过螺杆式压缩机进行压缩后再进入制冷机的蒸发器进行液化，然后保持中压再进入吸附罐，并在常压下解析，解析后富集的乙烯再回到螺杆式压缩机入口循环回收，解决了大型乙烯装卸场所现有冷凝+吸附式乙烯回收设备能效低、运行费用高的问题。该系统使得制冷机的终极蒸发温度大幅提高，制冷机结构也大大简化，脱附效率大幅提高，回收效率大幅提高，回收设备的初投资和运行费用也大大下降。

Description

一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统

技术领域

    本实用新型涉及乙烯液化领域，尤其涉及一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统。

背景技术

在化学工程中，乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种已证实的植物激素。在乙烯制造、装卸和储运等过程中会大量逸出游离乙烯，从而产生大量的乙烯废气排放。过去常用的乙烯治理方式主要有：催化氧化、吸附、膜分离、冷凝等。过去的冷凝+吸附法是常压冷凝+吸附，多因为乙烯浓度较低而显得不够节能，造成运行费用较高，且真空变压吸附故障率高。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中冷凝+吸附式乙烯回收设备能效低、运行费用高的问题，提出了一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统，达到了提高乙烯的终极液化温度、简化制冷机结构、提高回收效率、降低回收设备初投资和运行费用的效果。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的加压冷凝吸附式乙烯回收系统包括：螺杆式压缩机、储气罐、制冷机、储液罐、吸附罐；所述螺杆式压缩机上设置有吸气阀、排气阀、旁通阀，排气阀与所述储气罐连接；所述制冷机包括板翅式蒸发器、半封闭活塞式制冷压缩机、油分离器、风冷冷凝器和膨胀阀依次连接所形成的制冷剂循环回路；所述板翅式蒸发器上设置有进气口、出气口和出液口，进气口与所述储气罐连接，出气口与所述吸附罐连接，出液口与所述储液罐连接；所述吸附罐的顶部设置有排气口，底部设置有入气口，在入气口处设置有进气阀和解析阀，进气阀与所述板翅式蒸发器的出气口连接，解析阀通过循环用管路连接所述螺杆式压缩机的吸气阀。

为了对循环气流进行有效控制，在循环用管路上还设置有循环用气动阀。

为了确保系统安全、稳定地运行，该系统还包括控制柜，所述控制柜与所述螺杆式压缩机的旁通阀连接；在所述螺杆式压缩机上还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制柜电连接；在所述储气罐上还设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制柜电连接。

为了适应乙烯气体的易爆特性，所述螺杆式压缩机采用特殊防爆电机和防爆接线盒。

为了确保压缩过程不会引起燃爆，所述螺杆式压缩机的外壁包裹有冷却用水套。

为了提高吸附效率，所述吸附罐为若干个，分别通过各自入气口处设置的进气阀与所述板翅式蒸发器的出气口连接，分别通过各自入气口处设置的解析阀连接所述螺杆式压缩机的吸气阀。

有益结果：将乙烯通过螺杆式压缩机进行压缩后再进入制冷机的蒸发器进行液化，然后保持中压再进入吸附系统，并在常压下脱附解析，解析后富集的乙烯再回到螺杆式压缩机入口循环回收，制冷机实现中压冷凝，使得乙烯在液化过程中，可以不必像现有冷凝+吸附式乙烯回收设备一样要非常低的蒸发温度，使得制冷机的蒸发温度由现有冷凝+吸附式乙烯回收设备的-120℃提高到-65℃，从而简化了制冷机，提高制冷机和整个回收设备的能效比；其次由于常压脱附降低了故障率同时脱附效率也提高了30%；第三由于解析后的富集气通过循环管路回到废气入口进行循环冷凝+吸附，因而乙烯回收效率大大提高；随着制冷机结构简化以及常压脱附故障率降低，回收设备的初投资和运行费用也随之大大下降。

附图说明

图1是加压冷凝吸附式乙烯回收系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。

图1中的加压冷凝吸附式乙烯回收系统包括：螺杆式压缩机1、储气罐2、制冷机、储液罐8、吸附罐、控制柜11；螺杆式压缩机1上设置有吸气阀、排气阀、旁通阀（图中未标示），吸气阀与DN200口径的进气管连接，排气阀通过DN100口径的管路与储气罐2连接，旁通阀与控制柜11连接；制冷机包括板翅式蒸发器3、半封闭活塞式制冷压缩机4、油分离器5、风冷冷凝器6和膨胀阀7依次连接所形成的制冷剂循环回路；板翅式蒸发器3上设置有进气口、出气口、出液口、制冷剂循环入口和出口，板翅式蒸发器3的进、出气口径均为DN100，进气口通过管路与储气罐2连接，出气口与吸附罐连接，出液口通过DN40口径的管路与乙烯储液罐8连接，制冷剂循环出口与所述半封闭活塞式制冷压缩机4连接，循环入口与所述膨胀阀7连接；吸附罐的罐内装填柱状微孔活性炭吸附剂，吸附罐的顶部设置有排气口，底部设置有入气口，在入气口处设置有口径均为DN100的进气阀和解析阀；进气阀与板翅式蒸发器3的出气口连接，解析阀通过循环用管路连接螺杆式压缩机1的吸气阀，在循环用管路上还设置有循环用气动阀，用于对循环气流进行控制；在螺杆式压缩机1上还设置有温度传感器，与控制柜11电连接，用于采集螺杆式压缩机1的温度信息并传递给控制柜11；在储气罐2上还设置有压力传感器，也与控制柜11电连接，用于采集储气罐2上的压力信息并传送给控制柜11；控制柜11与螺杆式压缩机1的旁通阀连接，用于根据温度信息和压力信息发送控制信息以控制旁通阀的开启度。

由于乙烯挥发量不大，在常压下沸点为-104℃，废气进入量不是很大，属于中等进气量，因此适宜采用螺杆式压缩机。为了适应乙烯气体的易爆特性，螺杆式压缩机1为防爆螺杆式压缩机，采用特殊防爆电机和防爆接线盒；为了防止润滑油雾化后污染乙烯气体，采用无油润滑方式；为了确保压缩过程不会引起燃爆，压缩机外壁还包裹有冷却用水套。

为了提高吸附效率，吸附罐可以设置为两个或者多个，每个吸附罐的入气口处均设置有进气阀和解析阀，图1中给出了第一吸附罐9和第二吸附罐10并列连接方式，两个吸附罐的进气阀均连接板翅式蒸发器3的进气口，解析阀均通过循环用管路连接螺杆式压缩机1的吸气阀，在实际生产中可以按照此并列连接方式增设吸附罐。

收集来的乙烯经DN200口径的管路和吸气阀在螺杆式压缩机1中提压到0.8MPa压力后经DN100口径的排气阀和管路进入储气罐2，然后进入制冷机的板翅式蒸发器3中，被低温制冷剂冷却到一定温度后凝结成液体，并集中在蒸发器底部；从蒸发器出来的少量乙烯与空气混合物再次进入第一吸附罐9，被罐内吸附剂吸附，当罐内吸附剂饱和后，由气动阀切换到第二吸附罐10吸附，而第一吸附罐9则降到常压进行脱附，对于一个或多个吸附罐，多个吸附罐可以同时吸附或同时解析，也可以按照上述方式分组切换使用，只需保证同一吸附罐所对应的进气阀和解析阀不要同时打开即可，即同一个吸附罐不能在吸附的同时进行解析；解析出来的富集乙烯通过DN50循环用管路联通到螺杆式压缩机1机入口，与装置入口废气一道进入制冷机的板翅式蒸发器3进行循环冷却；制冷机的板翅式蒸发器3底部的液态乙烯汇流后通过DN40的管路进入储液罐8达到回收的目的。

控制柜11通过对储气罐2上的压力传感器的数据采集控制螺杆式压缩机1旁通阀的开启度以调节排气压力，通过对螺杆式压缩机上的温度传感器的数据采集控制压缩机旁通阀的开启度以调节排气温度，同时设定安全保护措施，确保系统安全、稳定地运行。控制柜11内部设置有可编程逻辑控制器PLC，采集到的数据反馈到PLC的处理器，再通过PLC运算后通过控制回路给压缩机下达指令。

    制冷机采用能够提供-65℃低温的半封闭活塞式制冷压缩机4，采用高效的油分离器5将制冷剂带出压缩机的冷冻油进行分离并送回压缩机油腔以适应低温工况；采用高效风冷冷凝器6对高温高压制冷剂进行冷却以加快制冷剂的循环，调高乙烯的液化效率；采用膨胀阀7对制冷剂节流；采用专用的板翅式蒸发器3确保制冷剂对乙烯进行冷却并使乙烯有效液化，整个过程实现制冷剂的循环。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，该系统包括：螺杆式压缩机（1）、储气罐（2）、制冷机、储液罐（8）、吸附罐；所述螺杆式压缩机（1）上设置有吸气阀、排气阀、旁通阀，排气阀与所述储气罐（2）连接；所述制冷机包括板翅式蒸发器（3）、半封闭活塞式制冷压缩机（4）、油分离器（5）、风冷冷凝器（6）和膨胀阀（7）依次连接所形成的制冷剂循环回路；所述板翅式蒸发器（3）上设置有进气口、出气口和出液口，进气口与所述储气罐（2）连接，出气口与所述吸附罐连接，出液口与所述储液罐（8）连接；所述吸附罐的顶部设置有排气口，底部设置有入气口，在入气口处设置有进气阀和解析阀，进气阀与所述板翅式蒸发器（3）的出气口连接，解析阀通过循环用管路连接所述螺杆式压缩机（1）的吸气阀。

2.根据权利要求1所述的加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，在循环用管路上还设置有循环用气动阀。

3.根据权利要求1所述的加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，该系统还包括控制柜（11），所述控制柜（11）与所述螺杆式压缩机（1）的旁通阀连接；在所述螺杆式压缩机（1）上还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制柜（11）电连接；在所述储气罐（2）上还设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制柜（11）电连接。

4.根据权利要求1所述的加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，所述螺杆式压缩机（1）采用防爆电机和防爆接线盒。

5.根据权利要求1所述的加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，所述螺杆式压缩机（1）的外壁包裹有冷却用水套。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的加压冷凝吸附式乙烯回收系统，其特征在于，所述吸附罐为若干个，分别通过各自入气口处设置的进气阀与所述板翅式蒸发器（3）的出气口连接，分别通过各自入气口处设置的解析阀连接所述螺杆式压缩机（1）的吸气阀。