专利名称：一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法
技术领域：
本发明属于液态石化产品的蒸发气体(BOG)再液化的技术领域，具体涉及一种船 运液货乙烯/乙烷过程中，乙烯/乙烷储罐因环境漏热而产生的乙烯/乙烷BOG的再液化方法。
背景技术：
乙烯工业是石化工业的龙头，在国民经济和社会发展中占有重要地位，随着我国 石化行业和国民经济的快速发展，对乙烯的需求也持续增加。2008年我国乙烯消费量为 2431万吨，而乙烯产量为999. 8万吨，自给率仅为41. 1%。预计2015年我国乙烯产量达到 2119万吨，乙烯当量需求达到3895万吨，乙烯当量自给率54. 4%，仍然要依靠大量进口乙 烯来满足需求。我国乙烯的裂解原料受资源限制，以炼厂的石脑油为主，乙烯的生产成本高达530 美元/t ；而中东地区资源丰富，当地乙烷的价格为37. 5美元/t，乙烯原料85%采用乙烷和 丙烷，从而使其乙烯生产成本低达100美元/t。因此选择适当进口乙烷作为乙烯原料，对降 低国内乙烯生产成本，缓解石油资源的短缺，具有显著的社会和经济意义。由于常压下乙烯低温液化后约为气态体积的1/490，乙烷低温液化后大约为气态 体积的1/435，所以乙烯和乙烷必须在液化状态下方能利用船舶经济地运输。低温式液化气 船是运输乙烯的主要手段。运输液货的低温式液化气船是在大约等于大气压的压力下，把液货乙烯的温度 控制在饱和状态进行装运。在海运的过程中由于低温液货储罐受外界热量的侵入，以及 液货罐内潜液泵运行时部件机械能转化为热能，都会使罐内液货气化，即蒸发气体(B0G， boil-off gas)。B0G的产生使得液货储罐内温度升高，压力增大，过高的乙烯储罐压力会破 坏液货舱的结构，对其维护也造成危险。但如果排放到大气，不仅非常不经济，而且造成环 境污染及增加排放易燃易爆BOG的不安全因素。因此，从船舶运输的安全性和经济性上考 虑，都需要对BOG进行再液化处理，以回收这部分BOG。通常低温式液化船上都会设置BOG再液化装置，把BOG冷凝再送回液舱。目前关 于船运液货BOG再液化装置的技术在文献《低温液化气船的制冷装置_再液化装置》中有 报道，其装置是采用复叠式直接制冷循环BOG再液化装置技术，即由一个以R22为制冷剂 的闭式制冷循环和一个以液货为制冷剂的开式循环串联而成。该装置的制冷剂闭式循环 中，制冷剂通过压缩节流制冷，提供冷量液化从液货储罐蒸发的BOG ；以液货为制冷剂的开 式循环中，一少部分BOG通过压缩节流制冷，提供冷量冷却另一部分乙烯B0G，构成开式循 环。该工艺中从液货储罐蒸发出来的低温BOG含有大量的冷量，没有回收而直接进入压缩 机；再者制冷剂闭式制冷循环中，从集气罐中出来的低温返流制冷剂的冷量也没有回收，而 是直接进压缩机，造成制冷剂冷量的浪费，能量利用效率低。专利CN101392980A中，提出了一种对上述流程改进的方法，工艺流程图如图1所 示，工艺流程仍然由一个闭式制冷循环和一个以液货为制冷剂的开式循环串联而成。制冷
4剂循环中使用了环保型制冷剂R404A，并使用一个冷箱12回收了从集气罐22中出来的低温 返流制冷剂的冷量，提高了以R404A为制冷剂的闭式制冷循环的制冷效率，在一定程度上 提高了能量利用效率。但是该流程中没有回收从液货储罐1蒸发出来的低温BOG的冷量， 使得能量利用效率不高。基于以上分析，本发明提出了一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法， 回收从液货储罐蒸发出来的低温BOG的冷量，以及制冷剂闭式制冷循环中从集气罐出来的 低温返流制冷剂的冷量，分别用来冷却高压的BOG凝液及高压的制冷剂，以达到降低整个 工艺流程能耗，提高能量利用效率和乙烯/乙烷BOG的再液化效率的目的。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高效 的船运液货乙烯/乙烷蒸发气体(BOG)的再液化方法。该方法是在现有低温式液化气船上 的蒸发气体(BOG)再液化技术的基础上进行了改进，其流程由一个以液货为制冷剂的开式 循环和一个闭式制冷剂制冷循环串联而成。其主要特点是通过两个冷箱分别回收了从乙烯 /乙烷储罐蒸发出来的低温BOG的冷量和制冷循环中低温返流制冷剂的冷量，提高制冷循 环的效率，节省了制冷剂的用量，使得整个工艺流程的能耗降低。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气 体的再液化方法，包括以下操作步骤(一)以液货为制冷剂的开式循环系统(1)乙烯/乙烷蒸发气体冷量的回收从液货储罐蒸发出来的低温乙烯/乙烷蒸发气体通过冷箱A，与高压液态乙烯/乙 烷进行换热，得到乙烯/乙烷蒸发气体和低温高压液态乙烯/乙烷；(2)乙烯/乙烷蒸发气体的两级压缩将步骤(1)冷箱A中出来的乙烯/乙烷蒸发气体通过两级压缩机A进行压缩，压 力和温度升高；所述两级压缩机之间有中间冷却器A，中间冷却器A采用海水作为冷源；(3)乙烯/乙烷蒸发气体的冷却将经过步骤(2)提高压力后的乙烯/乙烷蒸发气体，通过海水换热器A进行冷却， 然后进入乙烯/乙烷冷凝器，与低温液态制冷剂换热，得到高压液态乙烯/乙烷；高压液态 乙烯/乙烷进入步骤(1)所述冷箱A中继续冷却为低温高压液态乙烯/乙烷；(4)乙烯/乙烷节流降温进储罐将低温高压液态乙烯/乙烷通过节流阀A进行节流，压力和温度降至乙烯/乙烷 的储存压力和温度，节流后的气相乙烯/乙烷和液相乙烯/乙烷进入乙烯/乙烷储罐，其中 气相乙烯/乙烷与乙烯/乙烷储罐蒸发出来的蒸发气体混合进入步骤(1)的冷箱A中继续 循环再液化；( 二)闭式制冷剂制冷循环系统
(5)制冷剂冷却乙烯/乙烷蒸发气体 步骤(3)中的低温液态制冷剂来源于闭式制冷剂制冷循环，低温液态制冷剂进入 步骤(3)乙烯/乙烷冷凝器中与提高压力后的乙烯/乙烷蒸发气体换热，低温液态制冷剂 发生相变变为气态，得到制冷剂气体；制冷剂气体进入集气罐中与来自步骤(9)所述气体混合，得到低温返流制冷剂；(6)低温返流制冷剂冷量的回收步骤(5)中的低温返流制冷剂进入冷箱B中回收其冷量，温度升高得到气态制冷 剂；(7)制冷剂的两级压缩将步骤(6)冷箱B中出来的气态制冷剂，通过两级压缩机B进行压缩，得到高温高 压气态制冷剂；所述两级压缩机之间有中间冷却器B，中间冷却器B采用海水作为冷源；(8)制冷剂的冷却步骤(7)所得高温高压气态制冷剂进入海水冷却器B，利用海水冷却，得到液态制 冷剂；液态制冷剂进入冷箱B中，与步骤(6)所述低温返流制冷剂换热，使得液态制冷剂进 一步冷却，得到高压制冷剂；(9)制冷剂的相变潜热冷却步骤(8)所得高压制冷剂，分成两股，一股高压制冷剂通过节流阀B节流降温降压 后，进入闪蒸罐A进行绝热闪蒸，从闪蒸罐A顶部出来的气体进入步骤(5)所述集气罐中， 闪蒸罐A罐底的液态制冷剂作为冷源，在中间换热器C中冷却另一股高压制冷剂，得到低温 高压制冷剂，液态制冷剂提供冷量后变为气态进入步骤(5)所述集气罐；低温高压制冷剂 通过节流阀C节流降温降压后，进入闪蒸罐B进行绝热闪蒸，从闪蒸罐B顶部出来的气体进 入步骤(5)所述集气罐中，闪蒸罐B罐底的低温液态制冷剂进入步骤(5)所述乙烯/乙烷 冷凝器中与乙烯/乙烷蒸发气体换热，完成一次制冷循环。步骤(1)所述乙烯/乙烷蒸发气体的温度范围为-40°C -50°C，低温高压液态乙 烯/乙烷的温度范围为-60°C -70°C。步骤(2)所述乙烯/乙烷蒸发气体出压缩机的压力范围为0. SMPa 2. OMPa0步骤(3)所述低温液态制冷剂的温度为-40°C -42°C。步骤(3)所述高压液态乙烯/乙烷温度范围-36°C -38°C。步骤(5)所述制冷剂为R404A ；所述低温返流制冷剂的温度范围为_39°C _41°C。步骤(7)所述气态制冷剂出压缩机的压力范围为1. 5MPa 2. OMPa0步骤⑶所述液态制冷剂的温度范围为28°C 38 °C。步骤(9)所述闪蒸罐A和闪蒸罐B的压力范围为0. 13MPa 0. 14MPa。本发明与现有技术相比，具有如下突出优点和有益效果(1)本发明降低了工艺流程总功耗，提高了能量利用效率通过使用两个冷箱分别回收了从乙烯/乙烷储罐蒸发出来的低温BOG的冷量和制 冷循环中低温返流混合的制冷剂的冷量，使得制冷剂的用量减少，冷却用的海水量减少，进 而使得工艺流程中压缩机和海水泵的总功耗降低，提高了能量利用效率；(2)工艺流程变得简单，更易于操作本发明中以乙烯为制冷剂的开式循环系统，相比现有流程虽然增加了一个冷箱设 备，但减少了乙烯自身冷却的部分设备，省去了图1中的一个分离器7，一个节流阀8，一个 闪蒸罐9，一个中间冷却器10，一个混合器3 ；而且由于冷箱设备体积小，传热效率高，使得 工艺流程变得简单，更易于操作，效率更高。
图1为现有技术工艺流程图，其中1为乙烯/乙烷储罐，2,4为压缩机，3为混合器， 5、15为海水换热器，6为乙烯/乙烷冷凝器，7、16、24为分离器，8、11、17、20为节流阀，10、 19为中间换热器，12为冷箱，13为两级压缩机，14为中间冷却器，9、18、21为闪蒸罐，22为 集气罐，23为海水泵图2为本发明的工艺流程图，其中1为乙烯/乙烷储罐，2、8为冷箱，3、9为两级压 缩机，4、10为中间冷却器，5、11为海水换热器，6为乙烯/乙烷冷凝器，7、13、16为节流阀， 15为中间换热器，12,20为分离器，14,17为闪蒸罐，18为集气罐，19为海水泵。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。如图2所示，下述具体实例描述的是一艘有两个储罐的液化气运输船，该船可以 运输乙烯和乙烷两种货物。该船的装载量是10000M3，乙烯的储存条件为0. IlMPa(绝压，下 文中出现的压力均为绝压)，_102°C ；乙烷的储存条件为0. IlMPa, _87°C。根据乙烯/乙烷 储罐罐的设计要求，该运输船的乙烯/乙烷储罐每天的乙烯/乙烷BOG蒸发率大约为液货 总量的0. 2 0. 38%，同时还要考虑管线、其他设备漏热、乙烯/乙烷装载或卸料等产生的 BOG量；所以该船乙烯/乙烷BOG再液化系统要求具备处理的BOG的总量为2000 3000kg/ h，以维持船上乙烯/乙烷储罐内压力不变和乙烯/乙烷储罐内液货在90小时内的温度升 高不超过4°C。该船采用本发明提出的方法进行乙烯/乙烷BOG再液化，包括以乙烯/乙烷 为制冷剂的开式循环系统和以R404A为制冷剂的闭式制冷循环系统，其中实施例一液货乙 烯BOG的再液化所需制冷剂R404A的量为9978kg，实施例二液货乙烷BOG的再液化所需制 冷剂R404A的量为9920kg。具体工艺步骤和工艺条件如下实施例一液货乙烯BOG的再液化(一)以乙烯为制冷剂的开式循环系统(1)乙烯BOG冷量的回收从乙烯储罐1出来的低温乙烯B0G(2955kg/h，压力为0. llMPa，温度为_102°C )通 过冷箱2回收其冷量，其冷量用于冷却从乙烯冷凝器6出来的高压液态乙烯B0G(2950kg/h， 压力为1. 65MPa，温度为-38°C )，降低液态乙烯进节流阀7的温度，减少乙烯在节流过程中 的气化，提高制冷效率，最后得到乙烯BOG和低温高压液态乙烯；(2)乙烯BOG的两级压缩步骤(1)中从冷箱2出来的乙烯BOG温度升高到-45. 6°C，然后通过两级压缩机3 压缩，压力提高到1. 72MPa，温度升高到133. 1°C ；压缩机3的功耗为276. 2kW，两级压缩机 之间设有中间冷却器4，采用海水作为冷源，海水进入中间冷却器4的温度为25°C，压力为 0. 3MPa,流量为3400kg/h，与乙烯BOG换热后，海水的温度升高到38°C。(3)乙烯BOG的冷却通过压缩机3提高压力后的乙烯BOG(压力1.72MPa，温度133. 1°C )，首先进入海 水换热器5，用海水(10320kg/h，25°C，0. 3MPa)将乙烯BOG冷却到32°C，海水温度升高到 38 0C ；然后乙烯BOG进入乙烯冷凝器6，通过与低温液态制冷剂R404A换热使乙烯BOG冷凝65MPa)；高压液态乙烯进入冷箱2继续冷却，在冷箱 2中高压液态乙烯与从乙烯储罐1蒸发出来的低温乙烯BOG换热，使得液态乙烯的温度进一 步降低到_66°C，得到低温高压液态乙烯；(4)乙烯节流降温进储罐从冷箱2出来的低温高压液态乙烯(_66°C，1. 65MPa)通过节流阀7节流，使得 其压力和温度都降到乙烯的储存压力和温度(-102°C，0.1 IMPa)。节流后的气相(555kg/ h，-102°C，0. IlMPa)和液相(2400kg/h, _102°C，0· IlMPa)乙烯都进入乙烯储罐1，其中气 相乙烯与乙烯储罐1蒸发的B0G(2400kg/h，-102°C，0. IlMPa)混合进入步骤(1)中的冷箱 2继续循环再液化。(二)以R404A为制冷剂的闭式制冷循环系统(5)制冷剂冷却乙烯BOG步骤(3)中的低温液态制冷剂(7183kg/h，0. 13MPa，_41. 6V )在乙烯冷凝器6中 与乙烯BOG换热，低温液态制冷剂发生相变变为气态(_40.8°C，0. 13MPa)，得到制冷剂气 体；此过程中吸收乙烯BOG的热量，使乙烯BOG冷凝为液态；从乙烯冷凝器6出来的制冷剂 气体(-40. 8°C，0. 13MPa)进入集气罐18与来自步骤(9)其他设备的气体混合，作为低温返 流制冷剂。(6)低温返流混合气冷量的回收步骤(5)中的低温返流制冷剂(9978kg/h，_40. 8°C，0. 13MPa)含有大量的冷量，进 入冷箱8中回收其冷量，使低温返流制冷剂温度升高到14. 9°C，得到气态制冷剂；(7)制冷剂的两级压缩将步骤(6)冷箱8出来的气态制冷剂通过两级压缩机9压缩，使其压力提高到 1. 67MPa，温度升高到88. 4°C，得到高温高压气态制冷剂；压缩机9的功耗为252. 2kW，两级 压缩机之间有中间冷却器10，采用海水作为冷源，海水进入中间冷却器10的温度为25°C， 压力为0. 3MPa，流量为7200kg/h，与制冷剂换热后，海水的温度升高到38°C。(8)制冷剂的冷却从压缩机9出来的高温高压气态制冷剂(温度88. 40C，压力1. 67MPa)，先进入海 水冷却器11，被海水(35700kg/h，25°C，0. 3MPa)冷却为液态制冷剂(32°C，1. 64MPa)，同时 海水温度升高到38°C。然后液态制冷剂进入冷箱8，与步骤(5)所述的低温返流制冷剂换 热，使液态制冷剂进一步冷却到0°C，得到高压制冷剂。(9)制冷剂的相变潜热冷却从冷箱8中出来的高压制冷剂，分成两股，一股高压制冷剂(流量2603kg/h，温 度0°C，压力1.64MPa)通过节流阀13节流降温降压(温度降低为_41. 5°C，压力降低为 0. 13MPa)，节流后的制冷剂进入闪蒸罐14进行绝热闪蒸分离气液相，从闪蒸罐14罐顶 出来的气体(733kg/h，-41. 5°C，0. 13MPa)进入集气罐18，闪蒸罐14罐底的液态制冷剂 (1870kg/h, -41.5°C,0. 13MPa)作为冷源，在中间换热器15中利用自身的蒸发潜热冷却另 一股高压制冷剂(流量7375kg/h，温度0°C，压力1.64MPa)，使其进一步降温到-38°C，得到 低温高压制冷剂；而提供冷量的液态制冷剂则变为气态(温度-40. 5°C，压力0. 13MPa)，进 入集气罐18 ；被冷却的低温制冷剂通过节流阀16节流降温降压(温度降低到-41. 6°C，压 力降低到0. 13MPa)，节流后的制冷剂进入闪蒸罐17进行绝热闪蒸分离气液相，从闪蒸罐17
8罐顶出来的气体(192kg/h，-41. 6°C，0. 13MPa)进入集气罐18，闪蒸罐17罐底的低温液态制 冷剂(7183kg/h，-41. 6°C，0. 13MPa)进入乙烯冷凝器6冷却乙烯B0G，完成一次制冷循环。上述实例中液化2955kg/h乙烯BOG需要循环的制冷剂R404A的量为9978kg，相比 原有工艺减少了 44. 9%，需要的海水总量为56620kg/h。压缩机的总功耗为528. 4kff,比原 有工艺减少了 16. 2%。实施例二液货乙烷BOG的再液化(一)以乙烷为制冷剂的开式循环系统(1)乙烷BOG冷量的回收从乙烷储罐1出来的低温乙烷B0G(2640kg/h，压力为0. llMPa，温度为_87°C )通 过冷箱2回收其冷量，其冷量用于冷却从乙烷冷凝器6出来的乙烷液体(2640kg/h，压力 0. 88MPa，温度-38°C )，降低液态乙烷进节流阀7的温度，减少乙烷在节流过程中的气化，提 高制冷效率；最后得到乙烷BOG和低温高压液态乙烷。(2)乙烷BOG的两级压缩步骤(1)中从冷箱2出来的乙烷BOG温度升高到_48°C，然后通过两级压缩机3压 缩，压力提高到0. 95MPa,温度升高到74°C。压缩机3的功耗为167kW，两级压缩机之间设有 中间冷却器4，采用海水作为冷源，海水进入中间冷却器4的温度为25°C，压力为0. 3MPa,流 量为1500kg/h，与乙烯BOG换热后，海水的温度升高到38°C。(3)乙烷BOG的冷却通过压缩机3提高压力后的乙烷BOG (压力0. 95MPa,温度74°C )，首先进入海水换 热器5，用海水(4000kg/h，25°C，0. 3MPa)将乙烷BOG冷却到32°C，海水温度升高到38°C ； 然后乙烷BOG进入乙烷冷凝器6，通过与制冷剂R404A换热使乙烷BOG冷凝为高压液态乙烷 (温度-38 °C，压力0. 88MPa)。高压液态乙烷进入冷箱2继续冷却，在冷箱2中液态乙烷与 从乙烷储罐1蒸发出来的低温乙烷BOG换热，使得液态乙烷的温度进一步降低到-59. 6 得到低温高压液态乙烷。(4)乙烷节流降温进储罐从冷箱2出来的低温高压液态乙烷(-59. 2°C，0. 88MPa)通过节流阀7节流，使得 其压力和温度都降到乙烷的储存压力和温度(_87°C，0. llMPa)。节流后的气相(390kg/ h，-87°C，0. IlMPa)和液相(2250kg/h，_87°C，0. IlMPa)乙烷都进入乙烷储罐1，其中气相乙 烷与乙烷储罐1蒸发的B0G(2250kg/h，-87°C，0. IlMPa)混合进入步骤(1)中的冷箱2继续 循环再液化。(二)以R404A为制冷剂的闭式制冷循环系统
(5)制冷剂冷却乙烯BOG低温液态制冷剂(7141kg/h，0. 13MPa, -41. 6°C )在乙烯冷凝器6中与乙烯BOG 换热，制冷剂发生相变变为气态(_40.7°C，0. 13MPa)，得到制冷剂气体；此过程中吸收乙 烯BOG的热量，使乙烯BOG冷凝为液态。从乙烯冷凝器6出来的制冷剂气体(_40.7°C， 0. 13MPa)进入集气罐18与来自步骤(9)其他设备的制冷剂气体混合，作为低温返流制冷 剂。(6)低温返流混合气冷量的回收步骤(5)中的低温返流制冷剂(9920kg/h，-40. 7V，0. 13MPa)含有大量的冷量，进
9温度升高到16. 1°C，得到气态制冷剂。(7)制冷剂的两级压缩从冷箱8出来的气态制冷剂通过两级压缩机9压缩，使其压力提高到1. 67MPa,温 度升高到88. 4°C，得到高温高压气态制冷剂。压缩机9的功耗为251kW，两级压缩机之间有 中间冷却器10，采用海水作为冷源，海水进入中间冷却器10的温度为25°C，压力为0. 3MPa, 流量为7000kg/h，与制冷剂换热后，海水的温度升高到38°C。(8)制冷剂的冷却从压缩机9出来的高温高压气态制冷剂(温度88. 40C，压力1. 67MPa)，先进入海 水冷却器11，被海水(35000kg/h，25°C，0. 3MPa)冷却为液态制冷剂(32°C，1. 64MPa)，同时 海水温度升高到38°C。然后液态制冷剂进入冷箱8，与步骤(5)所述的低温返流制冷剂换 热，使液态制冷剂进一步冷却到0°C，得到高压制冷剂。(9)制冷剂的相变潜热冷却从冷箱8中出来的高压制冷剂，分成两股，一股高压制冷剂(流量2588kg/h，温 度0°C，压力1.64MPa)通过节流阀13节流降温降压(温度降低为_41. 5°C，压力降低为 0. 13MPa)，节流后的制冷剂进入闪蒸罐14进行绝热闪蒸分离气液相，从闪蒸罐14罐顶 出来的气体(729kg/h，-41. 5°C，0. 13MPa)进入集气罐18，闪蒸罐14罐底的液态制冷剂 (1859kg/h，-41. 5°C，0. 13MPa)作为冷源，在中间换热器15中利用自身的蒸发潜热冷却另 一股高压制冷剂(流量7332kg/h，温度0°C，压力1.64MPa)，使其进一步降温到-38°C，得到 低温高压制冷剂；而提供冷量的制冷剂则变为气态(温度-40. 5°C，压力0. 13MPa)，进入集 气罐18。被冷却的低温制冷剂通过节流阀16节流降温降压(温度降低到-41. 6°C，压力降 低到0. 13MPa)，节流后的制冷剂进入闪蒸罐17进行绝热闪蒸分离气液相，从闪蒸罐17罐顶 出来的气体(191kg/h，-41. 6°C，0. 13MPa)进入集气罐18，闪蒸罐17罐底的低温液态制冷 剂(7141kg/h，-41.6°C，0. 13MPa)进入步骤(5)中的乙烯冷凝器6冷却乙烯B0G，完成一次 制冷循环。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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权利要求
一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在于包括以下操作步骤(一)以液货为制冷剂的开式循环系统(1)乙烯/乙烷蒸发气体冷量的回收从液货储罐蒸发出来的低温乙烯/乙烷蒸发气体通过冷箱A，与高压液态乙烯/乙烷进行换热，得到乙烯/乙烷蒸发气体和低温高压液态乙烯/乙烷；(2)乙烯/乙烷蒸发气体的两级压缩将步骤(1)冷箱A中出来的乙烯/乙烷蒸发气体通过两级压缩机A进行压缩，压力和温度升高；所述两级压缩机A之间设有中间冷却器A，中间冷却器A采用海水作为冷源；(3)乙烯/乙烷蒸发气体的冷却将经过步骤(2)提高压力后的乙烯/乙烷蒸发气体，通过海水换热器A进行冷却，然后进入乙烯/乙烷冷凝器，与低温液态制冷剂换热，得到高压液态乙烯/乙烷；高压液态乙烯/乙烷进入步骤(1)所述冷箱A中继续冷却为低温高压液态乙烯/乙烷；(4)乙烯/乙烷节流降温进储罐将低温高压液态乙烯/乙烷通过节流阀A进行节流，压力和温度降至乙烯/乙烷的储存压力和温度，节流后的气相乙烯/乙烷和液相乙烯/乙烷进入乙烯/乙烷储罐，其中气相乙烯/乙烷与乙烯/乙烷储罐蒸发出来的蒸发气体混合进入步骤(1)的冷箱A中继续循环再液化；(二)闭式制冷剂制冷循环系统(5)制冷剂冷却乙烯/乙烷蒸发气体步骤(3)中的低温液态制冷剂来源于闭式制冷剂制冷循环，低温液态制冷剂进入步骤(3)乙烯/乙烷冷凝器中与提高压力后的乙烯/乙烷蒸发气体换热，低温液态制冷剂发生相变变为气态，得到制冷剂气体；制冷剂气体进入集气罐中与来自步骤(9)所述气体混合，得到低温返流制冷剂；(6)低温返流制冷剂冷量的回收步骤(5)中的低温返流制冷剂进入冷箱B中回收其冷量，温度升高得到气态制冷剂；(7)制冷剂的两级压缩将步骤(6)冷箱B中出来的气态制冷剂，通过两级压缩机B进行压缩，得到高温高压气态制冷剂；所述两级压缩机B之间设有中间冷却器B，中间冷却器B采用海水作为冷源；(8)制冷剂的冷却步骤(7)所得高温高压气态制冷剂进入海水冷却器B，利用海水冷却，得到液态制冷剂；液态制冷剂进入冷箱B中，与步骤(6)所述低温返流制冷剂换热，使得液态制冷剂进一步冷却，得到高压制冷剂；(9)制冷剂的相变潜热冷却步骤(8)所得高压制冷剂，分成两股，一股高压制冷剂通过节流阀B节流降温降压后，进入闪蒸罐A进行绝热闪蒸，从闪蒸罐A顶部出来的气体进入步骤(5)所述集气罐中，闪蒸罐A罐底的液态制冷剂作为冷源，在中间换热器C中冷却另一股高压制冷剂，得到低温高压制冷剂，液态制冷剂提供冷量后变为气态进入步骤(5)所述集气罐；低温高压制冷剂通过节流阀C节流降温降压后，进入闪蒸罐B进行绝热闪蒸，从闪蒸罐B顶部出来的气体进入步骤(5)所述集气罐中，闪蒸罐B罐底的低温液态制冷剂进入步骤(5)所述乙烯/乙烷冷凝器中与乙烯/乙烷蒸发气体换热，完成一次制冷循环。
2.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(1)所述乙烯/乙烷蒸发气体的温度范围为-40°C -50°C，低温高压液态乙烯/ 乙烷的温度范围为-60°C -70°C。
3.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(2)所述乙烯/乙烷蒸发气体出压缩机的压力范围为0. SMPa 2. OMPa0
4.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(3)所述低温液态制冷剂的温度为_40°C _42°C。
5.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(3)所述高压液态乙烯/乙烷温度范围_36°C _38°C。
6.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(5)所述制冷剂为R404A ；所述低温返流制冷剂的温度范围为_39°C _41°C。
7.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(7)所述气态制冷剂出压缩机的压力范围为1. 5MPa 2. OMPa0
8.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(8)所述液态制冷剂的温度范围为28°C 38°C。
9.根据权利要求1所述的一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法，其特征在 于步骤(9)所述闪蒸罐A和闪蒸罐B的压力范围为0. 13MPa 0. 14MPa。
全文摘要
本发明公开了一种船运液货乙烯/乙烷蒸发气体的再液化方法。该方法包括步骤(一)以液货为制冷剂的开式循环系统乙烯/乙烷蒸发气体冷量的回收；乙烯/乙烷蒸发气体的两级压缩；乙烯/乙烷蒸发气体的冷却；乙烯/乙烷节流降温进储罐；(二)闭式制冷剂制冷循环系统制冷剂冷却乙烯/乙烷蒸发气体；低温返流制冷剂冷量的回收；制冷剂的两级压缩；制冷剂的冷却；制冷剂的相变潜热冷却。本发明降低了工艺流程总功耗，提高了能量利用效率；以乙烯为制冷剂的开式循环系统，比现有流程虽然增加了一个冷箱设备，但减少了乙烯自身冷却的部分设备，由于冷箱设备体积小，传热效率高，使得工艺流程变得简单，更易于操作，效率更高。
文档编号F25J1/02GK101915494SQ201010238310
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者李亚军, 李国庆, 金光 申请人:华南理工大学