丙烯制冷消耗及对策解析

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1、丙烯制冷消耗及对策解析【摘要】重点介绍了丙烯制冷装置消耗偏高的原因分析，及如何彻底解决冷冻系统超压，并减少丙烯的消耗的对策，通过技术改造在保证了冷冻系统稳定运行的前提下给低温甲醇洗工序提供了足够的制冷量，实现了系统最优化控制，并在兖矿国宏年产50万吨甲醇项目丙烯制冷装置得到了验证，以及下一步改造方向。【关键词】丙烯制冷；消耗；增压系统；放空0.前言兖矿国宏化工有限责任公司年产50万吨甲醇项目丙烯制冷装置是国内规模较大且投用较早的装置，本装置的核心设备为透平机拖动的离心式压缩机，设计一段入口气量为4205

2、0Nm3/h,压力为0.02MPa,温度为-40°C,出口压力为1.8MPa。本装置以丙烯为介质，通过压缩机压缩，用循环水冷凝然后送至低温甲醇洗装置节流降压蒸发，达到制冷效果以补充对低温甲醇洗各深冷器冷量损失。本装置压缩机的一段入口温度和二段出口压力为重点控制指标，影响该指标的因素除了压缩机转速和水冷器换热效果外，系统中的氮气含量成为最主要影响，因此在开停车过程中如何减少氮气进入系统显得尤其重要，本装置经过工艺操作优化和改造后，基本实现了丙烯零消耗，为国内同行业装置创造了典范。1.丙烯制冷工艺流程简介压

3、力约1.8MPa温度约4(TC液体丙烯从槽车导入丙烯贮槽，然后根据压差进入低温甲醇洗一部分作为制冷剂给变换气制冷，另一部分回收低温甲醇洗尾气冷量，然后压力约0.51MPa温度约41气/液相丙烯进入丙烯闪蒸槽，丙烯闪蒸槽内的液相丙烯一部分进入低温甲醇洗各深冷器作制冷剂，另一部分进入丙烯分离器以维持丙烯分离器液位，经过低温甲醇洗各深冷器制冷后的气相丙烯压力约0.02MPa温度约-40£同样进入丙烯分离器，丙烯分离器和丙烯闪蒸槽内的气相丙烯分别作为压缩机的一段、二段入口气进入丙烯压缩机，经压缩机加压后压力约1

4、.8MPa,温度约98°C进入丙烯冷凝器，冷凝的液相丙烯进入丙烯贮槽，从而形成一个闭路循环。2.影响制冷效果及消耗的主要因素2.1压缩机转速本系统主要控制2个工艺指标，压缩机一段入口温度-4(TCWtW-361,另一个是压缩机二段出口压力pW1.8MPa(G)o压缩机转速的改变对以上两项指标影响明显，随着转速的提高压缩机一段入口温度下降明显，同时压缩机压缩比增大再通过调节防喘振阀压缩机二段出口压力上升，特别是在夏季受外界气温的影响，装置需要为低温甲醇洗补充更多的冷量，因此压缩机转速相对较高，一般控制在4

5、900-5000rpm,在冬季外界环境温度低，压缩机转速控制在4600-4700rpm,以保证给低温甲醇洗提供足够的冷量。2.2系统内氮气含量高2.2.1系统长期停车或大修停车后大量氮气存于系统丙烯系统在长期停车时需将丙烯闪蒸槽、丙烯分离器及低温甲醇各丙烯冷却器内的丙烯液用氮气全部导入丙烯贮槽，然后气相丙烯及氮气混合气体通过放空管线排放至火炬系统燃烧，系统内仍保持氮气微正压，目的是防止随着外界环境温度的升高系统内压力不断上升，从而导致压缩机缸体内的污物损坏压缩机干气密封，工艺处理过程中丙烯损失约3吨，直

6、接经济损失约4万元；在系统大修时更需要将系统内的丙烯全部导出，由于约30%液相丙烯是存留在系统管道内的，在导丙烯至槽车过程中部分液相丙烯闪蒸，最多也只能导出80%液相丙烯，其他的丙烯再经过氮气置换，排放至火炬系统燃烧，直接损失丙烯约14吨，且系统氮气置换后保持氮气微正压，工艺处理直接经济损失约18万元，造成的环境污染更加严重。2.2.2短期开停车时大量氮气进入系统在装置开停车时压缩机干气密封一级密封气需切换成中压氮气，进气量约2X200Nm3/h,特别是在汽轮机冷态开车时，只有压缩机出口压力大于入口压力

7、0.2-0.3MPa时才能切换成工艺气，时间大约3小时，进入系统中的氮气量约1200Nm3,如此大量的氮气进入系统最终会积聚在压缩机出口，由于氮气在丙烯冷凝器中不能冷凝成液态，最终导致压缩机出口超压，甚至引起压缩机喘振，所以要将丙烯气中的氮气经过放空管线排放至火炬系统燃烧。根据以往开车经历统计，每次压缩机开车丙烯放空量约7吨，直接经济损失约9万元。2.3丙烯冷凝器换热效果差我公司循环冷却水水质一直不是很理想，在设计上也存有一定的缺陷，经常造成水冷器堵塞、结垢甚至设备腐蚀内漏，引起换热效果差，从而导致丙烯

8、系统压力超压而被迫放空，特别是在炎热的夏季，在投用喷淋水的情况下仍然不能满足工艺需求，造成一次水及丙烯的消耗增加。2.4其他引起丙烯消耗高的因素除上述主要引起丙烯制冷效果差造成丙烯消耗增加的因素外，还有如下几点应当引起注意：2.4.1稳定透平机的安全运行。若由于各种原因引起透平机真空度不好，必然会造成蒸汽消耗及耗功量增加，甚至引起压缩机转速波动，直接影响压缩机组的安全稳定运行。2.4.2维护好干气密封的稳定运行。丙烯在装置中是一个闭路循环，