液化石油气直接压缩制冷技术的探讨

朱延煜 (东华工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)

液化石油气是在原油冶炼过程中得到的一种无色挥发性液体，其主要成分是丁烷、丙烷、丁烯、丙烯以及其他烃类混合物，具有可燃性，同时燃烧值较高，燃烧过程中产生的有害产物较少，是一种与天然气可相媲美的优质气体燃料。

液化石油气的应用范围很广，除了工业方面的应用之外，已经广泛地走入千家万户，成为家庭环境中取暖、做饭等重要的能源，有效取代了传统的煤炭能源应用，净化环境、减少污染。

但是，作为一种化石燃料，液化石油气在运输方方面存在很大的问题。液化石油气是一种混合物，稳定性较差；其气体形式在运输中需要通过一定的方式方法保障安全，目前主要的有三种运输形式，包括：瓶装供应、管道供应和分配槽车供应。

其中，瓶装供应指的是钢瓶灌装的方式，液化石油气可以通过煤气罐的方式进入家庭使用，也适应一些小型公共建筑。而管道运输较为适应一些集中程度较高的住宅小区、高层建筑以及工业化区域。

无论哪一种运输方式，液化石油气都会采用压缩制冷等技术，改变其物理状态。目前，国内外已经广泛开展了液化石油气低温液态存储技术的应用，并作为未来一个极具影响力的发展方向，倍受国内行业关注。

我国传统的压缩制冷技术有两种，分别是压缩制冷和吸收制冷。针对于液化石油气的物理性质，采用直接压缩制冷的方式更具有实践意义。

1 压缩制冷工艺参数应用

丙烷是液化石油气成分中临界温度较低的一种成分（零下42摄氏度），在压缩制冷液化过程中，需要考虑临界温度下限，所以在实际的制冷工艺中参数的选择是依据丙烷进行的。

液化石油气是一种混合物质，显而易见，对其的制冷即对丙烷、丁烷等物质的制冷，并进一步实现压缩的目的。低温相对来说其实现环境更加苛刻，在常温下，有热量的传导会使原本液化的丙烷气化，温度压力重新上升。要维持液化状态，需要利用压缩机重新改变其物理性质，高压环境的形成与低温传导是相互交替的。

为了确保这一环节的安全，应该在压缩机入口设置气体、液体分离稳压装置，即缓冲罐；尽管液化石油气在气化中需要一定的时间反应，但考虑到泄露可能会对环境造成一定的影响，也应该做好对接的密封工作。

在进行多级压缩的过程中同样要进行制冷控制，常用的装备中利用两级压缩即可，由于对丙烷气体直接压缩再凝结，关键是压缩机大量存在存储罐中，对导热气体的物理参数进行事先的计算和模拟。

2 压缩制冷技术设备分析

2.1 压缩机

压缩机是石油气液化操作中的核心装置，目前采用的主要是活塞式压缩机，轴功率通过被压缩丙烷的初始状态计算，参数主要包括大气压力、临界温度值、气化量等设置。

同时，再利用活塞式压缩机的过程中，要防止脉动和喘息现象的出现，维持设备的平衡性，客观上要求连锁保护控制系统相对完善，如温度、润滑、防爆、压力、温度等内容甚至压缩符合的变化，都要采用变频形式；考虑到石油气液化的易爆特点，在储存中利用氮气进行密封。

2.2 冷凝器

针对二级压缩的高温、高压气体进行换热，使用制冷系统减少季节性影响，减少运输中产生的物理影响等。冷凝器在特定的环境下实现石油气液化，尤其是转化作业场所，很少涉及应用部分。

2.3 缓冲罐

缓冲罐的操作压力要求并不高，作为中间部分，维持在0.5MPa即可，但材料抗低温要达到零下三十度，否则就会造成设备抗压力不够。缓冲罐主要用来稳压，在不正常的情况下，当气体混合之后产生物理变化，维护缓冲罐体积的最大容和度。

2.4 接收罐

接收罐指的是通过缓冲罐之后，确保冷凝器冷凝下来的液体及时导出，以保障整个系统的高效稳定运行。

3 结语

随着我国经济的快速发展，社会对能源的多样性需求越来越迫切。液化石油气一方面极大地弥补了我国气体燃料的空缺，另一方面，具有高燃烧值、低污染的优势，符合我国社会可持续发展战略的需求。根据现阶段液化石油气的直接压缩制冷技术应用情况，在工艺参数选择上必须根据实际情况进行，确保合理性、科学性，注意温度和压力的配合；在实际的操作中，根据工艺原理以及现代科技，增强设备的调节性和适应性。

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