三元制冷技术在乙烯装置中的应用

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1、A乙烯工业2006,180)43-45翻旧YLENEINDUSTRY三元制冷技术在乙烯装置中的应用李志度，唐迪平，王吉平(中国石化齐鲁股份有限公司烯烃厂，山东淄博，255411)摘要:中国石化齐鲁股份有限公司烯烃厂乙烯装置二期扩建首次将三元制冷技术应用于工业生产，并取得成功。介绍了三元制冷系统的运行情况，在开车和正常操作中遇到的问题及解决办法。关键词:乙烯;丙烯;甲烷;三元;制冷1技术背景中冷剂;中冷剂(MTR)的作用是在冷箱内将裂解2004年中国石化齐鲁股份有限公司烯烃厂气冷却至一72℃;轻冷剂(LTR)主要

2、提供第二脱(以下简称齐鲁乙烯)乙烯装置完成二期扩建改甲烷塔冷凝器冷剂，并将裂解气从一72℃冷却至造，使乙烯装置具备年产乙烯720kt/a的能力，装一130℃。置采用顺序分离流程。原有450kt/a乙烯装置配三元制冷为循环制冷，设计采用三段压缩，包套的乙烯、丙烯、甲烷单组分制冷系统保留，扩能括3个吸人罐。所有轻冷剂和中冷剂及乙烯冷凝后新增的270kt/a系统采用三元制冷技术，减少了器的重冷剂返回一段吸人罐，其它的重冷剂返回扩能时的设备增量，使设备布置更加紧凑，在固定二段吸人罐。三段吸人罐设计用来除去段间可能场地内

3、达到了最高扩建能力。的冷凝。为防止压缩比较高引起出口温度超高，三元制冷是将传统的甲烷、乙烯、丙烯三种冷每段排出均设有水冷却器。压缩机各段的压力、剂按一定比例混合在1台制冷压缩机中压缩。压温度见表20缩后的混合冷剂先由冷却水部分冷凝，冷凝液作表2三元制冷系统各段参数吸人温度/吸人压力排出温度/排出压力为重冷剂，相当于传统制冷方式中的丙烯冷剂，为项目℃(表压)/MPa℃(表压)/MPa-440002832未冷凝的气相和工艺物料提供较高温度级别的冷一段1.138388..脱58二段11.601剂。未被冷凝的气相由重冷

4、剂部分冷凝，冷凝液400.5776512.891三段为中冷剂，向系统和工艺物料提供冷量，气相再由三元制冷系统设计有段间冷却器，避免了因中冷剂全部冷凝，提供轻冷剂。如此，由1台压缩压缩比较高引起的出口温度易超高的现象发生。机就可完成传统的3台压缩机的作用。齐鲁乙烯同时采用较大容积的排液罐和冷剂返回泵，在压三元制冷系统冷剂组成见表to缩机吸人罐带液时可及时将液体排人排液罐，再表1三元制冷系统冷剂组成摩尔分数，%由返回泵送人重冷剂收集罐，既避免了吸人罐高氢气甲烷乙烯丙烯8印2压缩机出口0.118.998.30液位连锁

5、停车事故的发生，又保证了系统冷剂组0m8785重冷剂4.496.74分的稳定。经过一年的系统运行表明，两项措施0038肠3中冷剂6.009.410764844的采取是成功的，该系统未发生过任何意外停车轻冷剂37.3717.03三种组成不同的冷剂替代传统的乙烯、丙烯、事故。甲烷制冷系统为乙烯装置扩建新增的部分提供冷收稿日期2005一10-20;修改稿收到日期二2006-03-01.量负荷。重冷剂(HTR)主要为第二乙烯精馏塔冷作者简介李志庭(1972一)，男，大学毕业，工程师，现从事乙凝器和低压脱丙烷塔冷凝器提供

6、冷剂，并冷却轻/烯技术管理工作。万方数据乙烯工业第18卷三元制冷技术具有以下优点:改至进冷剂排放罐，再由冷剂回收泵输送至重冷(1)节省设备布置面积、降低投资川。一套三剂收集罐，实现接丙烯操作。元制冷系统可以提供传统的丙烯制冷、乙烯制冷、2.3补充加热用气相冷剂注入不畅甲烷制冷三套系统所能提供的冷剂，减少了设备原设计考虑到在开车时，冷箱系统未进料，乙台数，减少了占地空间，节省了设备投资，特别适烯精馏塔全回流运转时，其热源仅有三元冷剂，而用于装置改造。三元冷剂为乙烯精馏塔所提供的显热加热与其提(2)能量利用效率高。

7、裂解气冷却过程的物供的潜热冷凝不匹配，致使加热量不足的工况。流冷却曲线连续平滑。混合冷剂的气化曲线与物在冷剂进乙烯精馏塔再沸器前设置了气相冷剂注料的冷凝曲线十分接近，从而减小了冷剂与物料入线，以提供不足部分热量(设计乙烯精馏塔全回的平均换热温差，提高了能量利用效率，降低压缩流工况液相冷剂21.67t/h，气相冷剂52.545t/h)。机功耗[[2l。就齐鲁乙烯装置由450kt/a扩能至但在开车过程中发现气相冷剂有时注不进去，乙720kt/a而言，压缩机能耗降低约1500kWo烯精馏塔系统无法维持运行。但有时又突

8、然有大(3)操作灵活。从装置改造后开车过程看，三量气相进人，一方面反串至重冷剂收集罐，造成一元制冷系统操作灵活，3个级别的冷剂可根据需要段吸人罐无喷淋;另一方面将大量液体吹入一段分别提高或降低用量，操作弹性较大。吸人罐，威胁压缩机的运行。分析原因为现场该管线的配管不合理(重冷剂罐液位至地面约有202开车及运行中出现的问题及解决措施m位差，气相注人调节阀位于地面，气相线与重冷2.1开车方