浅析排放气回收系统工艺流程和注意事项

栾爽

【摘 要】排放气回收系统能提高原料乙烯及氮气的回收利用，降低全装置的物耗，提高生产的经济效益。本文对大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置的排放气回收单元的工艺流程和注意事项进行了简单的介绍。

【关键词】排放气回收；工艺流程；注意事项

中国石油大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置采用UNIVATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，其中排放气回收单元是一个主要组成部分，其主要目的是从脱气仓的排放气回收可冷凝的单体和ICA以提高单体利用率；回收不凝气体（氮气和轻烃）返回到产品吹扫罐作为辅助输送气以节约氮气；回收反应系统中未反应的大量烃类物质（排放到产品脱气仓的气体包含ICA、氮气、乙烯及共聚单体）以达到降低装置物耗，使和树脂一起排放的气体数量最少；减少环境污染。

一、排放气回收系统的工艺流程

排放气回收系统的工艺流程可以概括总结为产品脱气仓的排放气流到排放气回收系统后，经过压缩、冷却、冷凝。冷凝的液体经过回收被泵送回反应进料系统。

1.1压缩

低压集液罐的气体被一个两级压缩机压缩，经过压缩机的每一段都要通过一个吸入罐和排出罐，为防止液体进入压缩机，两个吸入罐设有液位开关。吸入罐液位高将使压缩机自动停车。压缩机吸入口压力由二段排气线上的控制阀控制，这个阀把气体排回到吸入罐上游的一段吸入口以保持吸入压力。冷冻压缩机压缩气相冷冻剂前，先经过油分离器，从冷冻剂中分离出大部分夹带的油后，经压缩在冷却器中冷凝成液体，然后进入蒸发器壳程蒸发，冷却循环的乙二醇/水混合液体。气化的冷凝剂从高压冷凝器回到压缩机的吸入段继续循环。

1.2冷却

冷却是通过冷却水系统和冰机制冷系统来实现的。冷冻剂是由乙二醇与水的混合物，通过冷凝器和冰机进行循环使用。通过入口保护过滤器的排放气被低压冷却器冷却，冷却器是水冷、管壳式换热器，冷凝的液体被收集到低压集液罐然后被泵送到级间集液罐。二段出口气先被一个水冷的换热器冷却，再被乙二醇和水作为制冷剂的高压冷凝器冷却。两者都是管壳式换热器，被冷下的液体被收集到高压集液罐，这些冷凝液体和级间集液罐来的液体一起被送回反应器。自动液位控制阀通过液位来调整流量并且控制各自的集液罐液位。

低压、段间、高压冷却器采用冷却水冷却到40°C或者更低，高压冷凝器的乙二醇和水的混合物可以达到-20°C，作为二级冷却可以将工艺介质冷却到-10°C，二次制冷剂由制冷冰机冷却。

為了提高冷凝器的冷却效率，压缩机出口在经过高压冷凝器之前先冷却，高压冷却器是一个管壳式的换热器，由装置冷却水来冷却。冷却水回水线上有安全阀，放空排地。低压冷却器是使用装置冷却水的管壳式换热器。从低压冷凝液回收泵来的最小回流管线在进入低压冷却器之前和PPB放空物流混合，这是为防止最小回流管线的物料过热而又变为蒸汽。

1.3冷凝

高压冷凝器通过制冷冰机来的的乙二醇/水溶液将工艺气体冷凝。去冷凝器的乙二醇/水的流量在DCS上指示。乙二醇/水的回水管线有一个安全阀，排向下水道。共聚单体在较冷的气体中容易冷凝下来，这样的情况在较冷的天气会经常发生，关小去冷却器的冷却水流量，这样可以减少冷凝液体。如果入口气体温度达到高高报警，压缩机将会停运，定期的排放有助于防止累积，液体将被手动输送到低压集液罐。

1.4回收

共聚单体回收泵把回收液体送回到反应器。低压集液罐收集的液体送到段间集液罐，段间集液罐收集的液体和高压集液罐收集的液体一起作为进料送到反应器循环系统。每个泵要求在投用之前对管线和泵体进行灌泵，带有限流孔板的最小回流线防止在低流量或没有流量时损坏泵体。

二、注意事项

为保证排放气回收系统的正常运行和员工的生命安全，要注意以下事项：

2.1液体进入压缩机入口也可能导致压缩机故障，或者导致烃类释放，造成火灾或者爆炸。

2.2高压凝液罐液体排放会带来很低的温度和金属冷脆。除非容器设计用于高压力和低温的组合情况，否则在容器重新加压前必须提供足够的时间使容器升温以避免容器损坏。

2.3制冷冰机的超低温有极大的安全隐患，可能造成冻伤和组织损伤。使用的制冷剂也是窒息剂，能造成头晕和恶心。

2.4有时操作条件要求放空回收液体、共聚单体去火炬。在这个操作期间，监视火炬罐液位非常重要，以防止满罐。

2.5长时间生产高密度产品能导致烷基铝的累积，通常在生产低密度的产品的时候，共聚单体会冲洗集液罐里的烷基铝一起送回反应器里。生产高密度产品的时，低压集液罐里有少量的共聚单体被回收，使烷基铝富集。大多数的烷基铝被收集在凝液罐里，但也有部分会进入系统，例如，阀、管线底部和能积聚聚合物细粉的设备。

2.6和其他的烃类系统一样，排放气回收系统进入了氧气，相连的火炬管线会产生爆炸性混合物，也可能使反应器中毒。排放气回收压缩机是一个容积式压缩机，在封闭运行的时候能形成真空有可能让氧气进入系统。

三、结束语

自20世纪70年代起，我国先后引进了十几套Unipol气相法流化床聚乙烯生产工艺，由于其工艺流程简单、建设投资少和能耗低，在全世界范围的到了迅速发展。其排放气回收系统能提高共聚单体和ICA的利用率并节约氮气用量，进而有效的节约成本。

（作者单位：大庆石化公司塑料厂）