减少丙烯压缩制冷系统丙烯损失的措施

强艳波　刘大贵

(内蒙古荣信化工有限公司　内蒙古鄂尔多斯014300)



减少丙烯压缩制冷系统丙烯损失的措施

强艳波刘大贵

(内蒙古荣信化工有限公司内蒙古鄂尔多斯014300)

1丙烯压缩制冷系统工艺流程

某甲醇项目冷冻站丙烯压缩制冷装置使用汽轮机驱动离心式压缩机，以丙烯为介质，通过压缩、用水冷凝、节流降压蒸发以达到制冷效果，提供冷量给低温甲醇洗系统中各丙烯冷却器，补偿系统冷量损失。该装置的核心设备为汽轮机拖动的离心式压缩机，压缩机一段入口设计气量为37 556 m3/h(标态)、压力0.02 MPa(表压)、温度-40 ℃、出口压力1.8 MPa。丙烯压缩制冷系统工艺流程见图1。

图1　丙烯压缩制冷系统工艺流程

2丙烯消耗的原因分析

丙烯制冷压缩机的一段入口温度和二段出口压力是主要控制指标，影响该指标的因素除了压缩机转速和冷凝器冷凝效果外，还有系统中的氮气含量。

冷冻站系统原始开车前或退丙烯检修后开车，必须先进行气密性试验、氮气置换。按常规设计，氮气置换合格后，系统引入丙烯，丙烯的引入一般采用7.0 MPa中压氮气压入系统丙烯储罐和闪蒸罐。这一系列过程使得系统中充入了大量的氮气，丙烯压缩机开车后，氮气作为不凝气存在，在向低温甲醇洗系统供冷量前，应将氮气排放掉，保证丙烯纯度达到99.2%(体积分数)以上，故损失了大量的丙烯原料，还严重污染了环境。另外，按原设计，丙烯压缩机开车前，一级密封气也是用0.4 MPa氮气作为气源，通过增压泵加压后供一级密封气，一级密封气大部分进入压缩机丙烯气体侧，并从出口排出进入系统，这也使氮气进入丙烯介质。

3减少丙烯损失的措施

(1) 在丙烯制冷压缩机出口增加抽真空泵。冷冻站系统开车前、氮气气密性试验完成并置换合格后，启动真空泵对系统抽真空处理，将系统大部分氮气放空，减少系统氮气量，也就节省了排放不凝气的时间，减少了损失的丙烯气。

(2) 增加丙烯充装压缩机。在系统原始开车前或运行一段时间后，需要补充丙烯液。引入丙烯的过程，不再采用7.0 MPa中压氮气给丙烯罐车加压将丙烯液压入丙烯储罐的方法，而是先利用丙烯罐车自身压力将丙烯液压入处于真空状态的丙烯储罐，然后逐步引入后系统；待冷冻站的系统压力升高至与丙烯罐车的压力持平后，再启动丙烯充装压缩机，将储罐中丙烯气抽出加压后送往丙烯罐车，在丙烯储罐和罐车之间形成压差，从而将丙烯液压入丙烯储罐中。丙烯充装压缩机入口管道、出口管道和罐车出口至丙烯储罐的丙烯液管道都可使用临时软管；丙烯充装结束后，将软管保存，以备下次使用。需注意的是，丙烯气的抽出管径应比充装压缩机出口管径大，否则压缩机入口的流量过小，会导致压缩机出口压力低。丙烯充装过程中不采用中压氮气加压，既避免了大量氮气进入冷冻站系统，也避免了充装后罐车内含氮气的丙烯介质排放造成的浪费及对周边环境的污染。

(3) 增加不凝气分离器回收不凝气中夹带的丙烯。不凝气分离器利用从丙烯储罐底部抽出的小股丙烯液作为冷源，进入不凝气分离器的壳程，将丙烯气体换热器、丙烯冷却器、丙烯储罐产生的不凝气中的丙烯冷凝下来，然后进入丙烯储罐再次利用，将所含氮气等不凝气通过火炬放空，壳程出口闪蒸后的丙烯气进入闪蒸罐。

(4) 丙烯压缩机一级密封气直接用压缩机出口的丙烯气体作为密封介质，在压力不足的情况下，启动增压泵提压供给，避免氮气进入机体丙烯气体侧。

4运行效果

冷冻站系统开车前通过启动真空泵进行系统抽真空，丙烯充装压缩机进行丙烯充装，丙烯气体作为一级密封气，避免大量氮气进入系统，节省了压缩机开车后需排放大量含丙烯气、氮气的不凝气体以保证丙烯纯度的时间，起到了减少丙烯损失和节省开车时间的作用。

该装置冷冻站自2014年7月系统开车以来，不凝气的累计排放时间不足0.5 h，且管径为Ф 254 mm的放空管线阀门开度不到5%，比其他公司丙烯压缩机开车后要排放不凝气时间约2 h来说，大大降低了丙烯的消耗；另外，不凝气分离器也较好地冷凝回收了不凝气中的丙烯。该装置目前运行稳定，丙烯消耗只有一级密封气放空的丙烯量，约为2 m3/h(标态)。

5结语

以上几项技改措施实施后，年减少丙烯损失约15 t，则年可节约费用15万元。另外，每次节省开车时间约2 h，还可减少不凝气中丙烯介质排放而造成的环境污染，避免发生安全事故。

(收稿日期2015-11-27)