专利名称：一种与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及一种与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统。
背景技术：
低温甲醇洗是一种气体净化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。由于吸收、解吸及换热过程的不可逆性，以及泵在输送过程中会产生一定的温升，因此，低温甲醇洗需要外供冷量。图1是原有低温甲醇洗的工艺流程图。图1中:T3001-甲醇洗涤塔；T3002-C02解析塔；T3003_H2S浓缩塔；T3004-甲醇热再生塔；Τ3005-甲醇水/分离塔；C3001-循环气压缩机；V3001-水分离器；V3002_1#循环气闪蒸罐；V3003_2#循环气闪蒸罐；V3004-甲醇收集罐；V3005-酸性气分离器；V3006-回流液罐；V3007-甲醇闪蒸罐；V3008-甲醇/水分离塔进料分离器；1-变换气；2_循环气；4_净化气；5_二氧化碳；6-尾气；13_闪蒸气；14_克劳斯加氢尾气；15_低压氮气；16_酸性气/甲醇；17_富硫蒸汽；18_酸性气；22_甲醇蒸汽；23_贫甲醇液；24_贫甲醇流股；25_甲醇富液；26_包含全部硫的甲醇液；27_甲醇/水；30_0)2吸收段的中部回流液；31_精洗段洗涤液；32_含CO2不含硫的甲醇液；33_含硫和CO2甲醇液；34-富甲醇液；35_液体部分；36-H2S浓缩塔上部的回流液；37_C02解析塔上部的回流液；38-甲醇溶液；39-C02解析塔底部的甲醇液；40_冷凝液；41-H2S浓缩塔底部甲醇液；42_甲醇冷凝液；43_再生甲醇；45_冷却后的贫甲醇；49_废水；51_洗涤水；
`[0007]E3001-原料气换热器；E3002-压缩机水冷器；E3003_1#甲醇激冷器；E3004_2#甲醇激冷器；E3005-3#甲醇激冷器；E3006-循环甲醇冷却器；E3007-甲醇换热器；E3008_3#贫甲醇冷却器；E3009-2#贫甲醇冷却器；E3010-1#贫甲醇冷却器；E3011-再生塔再沸器；E3012-酸性气水冷器；E3013-酸性气激冷器；E3014_H2S馏分换热器；E3015-甲醇/水分离塔再沸器；E3016-甲醇水/分离塔进料加热器；E3017-甲醇冷却器；E3018_甲醇水冷器；E3019-水换热器。目前，低温甲醇洗配套的冷冻站制冷方法主要有丙烯压缩制冷、氨压缩制冷、氨吸收制冷、氨压缩吸收混合制冷等。如果是用于生产合成氨，建议选用氨作制冷剂，否则推荐用丙烯作制冷剂。丙烯的制冷温度可以达到_40°C，是常压下氨所不能达到的。另外，丙烯的压缩机进口为正压，压缩机的设计也较方便。现有的低温甲醇洗配套丙烯冷冻站的工艺设计难以循环连续的向低温甲醇洗提供冷量，压缩机的负荷量高，丙烯水冷器的负荷量也较高，丙烯消耗量大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新的与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统，即采用丙烯液体气化时吸热效应实现制冷，为低温甲醇洗提供足够的冷量。丙烯液体在蒸发器系统内气化提供冷量，为了使蒸发过程不断进行，需要不断从蒸发器系统中抽出蒸汽，再不断的将液体补充进去。要使蒸汽在常温下冷凝，则需要将蒸汽压力提高到常温下的饱和压力，这就实现了制冷工质在低温低压下蒸发，产生制冷效应并在高温高压下冷凝，向外放出热量。液体气化制冷由气化、升压、冷凝、降压四个过程组成，丙烯压缩制冷循环连续的向低温甲醇洗提供冷量。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:一种低温甲醇洗配套丙烯冷冻站的工艺设计系统，所述系统包括依次连接的一级丙烯压缩机、二级丙烯压缩机、丙烯水冷器、丙烯过冷器、换热器、分离器及蒸发器系统，所述分离器的底部通过蒸发器系统接入一级丙烯压缩机，所述分离器顶部分离出的丙烯气与一级丙烯压缩机排出的丙烯气一同进入二级丙烯压缩机。在本实用新型中，所述分离器的底部通过蒸发器系统接入一级丙烯压缩机，所述分离器的顶部与一级丙烯压缩机一同进入二级丙烯压缩机。来自蒸发器系统的丙烯蒸汽进入一级丙烯压缩机加压后，与来自分离器的气相一同进入二级丙烯压缩机加压，压缩后进入丙烯水冷器、丙烯过冷器，再进入换热器降低气相分率后进入分离器，分离出的液相进入蒸发器系统蒸发气化。本实用新型所述的蒸发器系统是为低温甲醇洗工艺提供冷量，分别为:吸收塔塔底氨冷器、吸收塔中部氨冷器、吸收塔中部回流液氨冷器、热再生塔塔顶激冷器。本实用新型所述换热器是与热再生塔塔顶激冷器串联的换热器，原工艺中热再生塔塔顶激冷器负荷为423KW，串联本实用新型的换热器后负荷变为177KW。本实用新型所述蒸发器系统的前后变化是热再生塔塔顶激冷器负荷的变化。本实用新型相对于现有技术最大的区别在于增加了丙烯过冷器和换热器。丙烯过冷器和换热器的设计可以降低丙烯压缩机及丙烯水冷器冷却水的负荷量，同时使丙烯的消耗量减少。本实用新型所述丙烯过冷器的壳程入口与丙烯水冷器的壳程出口连通，所述丙烯过冷器的壳程出口与换热器的壳程入口连通；所述丙烯过冷器的管程中通入低温甲醇洗工艺中从水分离器分离出的甲醇/水溶液。在丙烯过冷器中，来自丙烯水冷器的丙烯液体与低温甲醇洗中进入甲醇洗涤塔之前的水分离器分离出的甲醇/水溶液进行换热。本实用新型所述换热器的壳程出口与分离器连通；所述换热器的管程中通入低温甲醇洗工艺中从回流液罐分离出的富硫蒸汽。在换热器中，丙烯液体与低温甲醇洗中甲醇热再生塔顶部的回流液罐分离出的富硫蒸汽进行换热。本实用新型所述蒸发器系统的壳程入口与分离器的底部连通，所述蒸发器系统的壳程出口与一级丙烯压缩机入口连通。所述蒸发器系统的壳程中通入低温甲醇洗中甲醇洗涤塔的CO2吸收段流出液。在蒸发器系统中，来自分离器底部的液相(丙烯液体)与甲醇洗涤塔的CO2吸收段流出液(甲醇溶液)进行换热，在换热过程中，丙烯液体得到气化，由于气化时的吸热效应，为CO2吸收段流出液(甲醇溶液)提供冷量，实现制冷。本实用新型所述丙烯过冷器与换热器之间设有第一节流阀。本实用新型所述分离器的底部与蒸发器系统之间设 有第二节流阀。第一节流阀和第二节流阀的作用均在于使丙烯流股进一步降压。[0023]本实用新型所述一级丙烯压缩机和二级丙烯压缩机采用2.5Mpa(G)、380°C的过热蒸汽驱动汽轮机。与已有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型增加了丙烯过冷器和换热器。丙烯过冷器和换热器的设计可以降低丙烯压缩机及丙烯水冷器冷却水的负荷量，同时使丙烯的消耗量减少。丙烯过冷器的安装是为了充分回收低温甲醇洗的冷量。换热器的安装是为了提供不同的制冷级别，使得制冷循环更节能化。由于压缩机采用2.5Mpa (G)、380°C的过热蒸汽驱动汽轮机，所以降低压缩机的负荷可显著降低企业运行费用。以年产60万吨甲醇配套冷冻站的生产装置为例进行计算机模拟，本实用新型方案与原方案比较，通过新增的丙烯过冷器和换热器可以实现丙烯压缩机负荷降低8.26%，冷却水负荷减少10.19%，丙烯消耗减少4.99%。
图1是原有低温甲醇洗的工艺流程图；图2是原丙烯压缩制冷工艺流程图；图3是本实用新型丙烯压缩制冷工艺流程图。图中:C1_ 一级丙烯压缩机；C2_ 二级丙烯压缩机；E1-丙烯水冷器；E2-蒸发器系统；NEW1-丙烯过冷器；NEW2-换热器；S1-分离器；V1_第一节流阀；V2_第二节流阀。下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新 型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下:一种与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统，所述系统包括依次连接的一级丙烯压缩机Cl、二级丙烯压缩机C2、丙烯水冷器E1、丙烯过冷器NEW1、换热器NEW2、分离器SI及蒸发器系统E2，所述分离器SI的底部通过蒸发器系统E2接入一级丙烯压缩机Cl，所述分离器SI顶部分离出的丙烯气与一级丙烯压缩机Cl排出的丙烯气一同进入二级丙烯压缩机C2。所述丙烯过冷器NEWl的壳程入口与丙烯水冷器El的壳程出口连通，所述丙烯过冷器NEWl的壳程出口与换热器NEW2的壳程入口连通；所述丙烯过冷器(NEWl)的管程中通入低温甲醇洗工艺中从水分离器分离出的甲醇/水溶液。所述换热器NEW2的壳程出口与分离器SI连通；所述换热器NEW2的管程中通入低温甲醇洗工艺中从回流液罐分离出的富硫蒸汽。所述蒸发器系统E2的壳程入口与分离器SI的底部连通，所述蒸发器系统E2的壳程出口与一级丙烯压缩机Cl入口连通。所述丙烯过冷器NEWl与换热器NEW2之间设有第一节流阀VI。所述分离器SI的底部与蒸发器系统E2之间设有第二节流阀V2。所述一级丙烯压缩机Cl和二级丙烯压缩机C2采用2.5Mpa(G)、380°C的过热蒸汽驱动汽轮机。如图2所示，原丙烯压缩制冷工艺流程如下:来自蒸发器系统E2的气态丙烯流股(_40°C，1.41bar，49850kg/h)进冷冻站界区，经一级丙烯压缩机Cl加压至4.86bar、26.55°C，再与分离器SI气相(-5.68°C,4.86bar,22320kg/h)混合后进入二级丙烯压缩机C2，压缩至16.49bar、88.02°C，进入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股温度为40°C，之后进入第一节流阀VI，压力降低到4.86bar。分离器Vl的液相流股，温度为-5.680C，经过第二节流阀V2减压后送去蒸发器系统E2蒸发气化。如图3所示，本实用新型丙烯压缩制冷工艺流程如下:来自蒸发器系统E2的气态丙烯流股(_40°C，1.41bar，47360kg/h)进冷冻站界区，经一级丙烯压缩机Cl加压至4.86bar、26.55°C，再与分离器SI气相(-5.68°C,4.86bar,17000kg/h)混合 后进入二级丙烯压缩机C2，压缩至16.49bar、89.48°C，进入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股温度为40°C，之后进入丙烯过冷器NEW1。丙烯过冷器NEWl中，丙烯液体与低温甲醇洗中进入甲醇洗涤塔之前的水分离器分离出的甲醇/水溶液进行换热。出丙烯过冷器NEWl的流股温度为38.58°C，然后进入第一节流阀VI，压力降低到
4.86bar，再经过换热器NEW2，流股的气相分率由0.3092降低到0.2746。分离器SI的液相流股，温度为-5.68°C，经过第二节流阀V2减压后送去蒸发器系统E2蒸发。表I原丙烯压缩制冷工艺与本实用新型工艺对比
权利要求1.一种与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的一级丙烯压缩机(Cl)、二级丙烯压缩机(C2)、丙烯水冷器(E1)、丙烯过冷器(NEW1)、换热器(NEW2)、分离器(SI)及蒸发器系统(E2)，所述分离器(SI)的底部通过蒸发器系统(E2)接入一级丙烯压缩机(Cl)，所述分离器(SI)顶部分离出的丙烯气与一级丙烯压缩机(Cl)排出的丙烯气一同进入二级丙烯压缩机(C2 )。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述丙烯过冷器(NEWl)的壳程入口与丙烯水冷器(El)的壳程出口连通，所述丙烯过冷器(NEWl)的壳程出口与换热器(NEW2)的壳程入口连通；所述丙烯过冷器(NEWl) 的管程中通入低温甲醇洗工艺中从水分离器分离出的甲醇/水溶液。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述换热器(NEW2)的壳程出口与分离器(SI)连通；所述换热器(NEW2)的管程中通入低温甲醇洗工艺中从回流液罐分离出的富硫蒸汽。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述蒸发器系统(E2)的壳程入口与分离器(SI)的底部连通，所述蒸发器系统(E2)的壳程出口与一级丙烯压缩机(Cl)入口连通。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述丙烯过冷器(NEWl)与换热器(NEW2)之间设有第一节流阀(VI)。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器(SI)的底部与蒸发器系统(E2)之间设有第二节流阀(V2)。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级丙烯压缩机(Cl)和二级丙烯压缩机(C2)采用2.5Mpa (G)、380°C的过热蒸汽驱动汽轮机。
专利摘要本实用新型涉及一种与低温甲醇洗工艺配套的丙烯冷冻站系统。所述系统包括依次连接的一级丙烯压缩机、二级丙烯压缩机、丙烯水冷器、丙烯过冷器、换热器、分离器及蒸发器系统，所述分离器的底部通过蒸发器系统接入一级丙烯压缩机，所述分离器顶部分离出的丙烯气与一级丙烯压缩机排出的丙烯气一同进入二级丙烯压缩机。以年产60万吨甲醇配套冷冻站的生产装置为例进行计算机模拟，本实用新型方案与原方案比较，通过新增两台的丙烯过冷器和换热器可以实现丙烯压缩机负荷降低8.26%，冷却水负荷减少10.16%，丙烯消耗减少4.8%。
文档编号F25B40/02GK203148128SQ20132012375
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者李士雨, 郭欣, 李金来 申请人:新奥科技发展有限公司