一种丙烯制冷系统及丙烯压缩制冷方法与流程

本发明涉及化工领域，具体涉及一种丙烯制冷系统及丙烯压缩制冷方法。

背景技术：

1、丙烯制冷系统为煤化工低温甲醇洗装置提供所需冷量。丙烯制冷系统以丙烯为制冷介质，采用蒸汽透平驱动的离心式压缩机将低温甲醇洗来的低温低压丙烯气压缩，后经冷凝器冷凝为液态，再经过冷器过冷后送回低温甲醇洗装置提供冷量。

2、丙烯制冷系统相对成熟，但是，实际生产中还是有一些问题困扰生产企业正常生产。主要原因有以下几点：

3、第一：丙烯压缩机开车时，压缩机出口工艺气压力不足无法作为一级密封气使用。开车过程通常采用中压氮气作为一级密封气的气源，一级密封气绝大部分进入丙烯压缩机机内，并从出口排出进入系统。为了稳定丙烯压缩机正常运行，系统中不凝气需通过丙烯冷凝器顶的火炬管线排入火炬。不凝氮气排出过程会夹带大量的丙烯，如果开车过程过长，累计损耗的丙烯量是很大的。特别是开车初始阶段，技术人员对设备的运行状态摸索的还不是非常深入，该过程可能会持续24小时以上。以年产50万吨乙醇项目为例，由于不凝气排火炬会有大概80吨以上的丙烯排至火炬，以丙烯价格8000元每吨计算，直接经济损失近64万元。

4、第二：压缩机正常运行时，采用压缩机出口丙烯气作为一级密封气源。在启机后，如果密封气切换不及时或者阀门内漏，也会导致大量氮气进入丙烯系统。

5、第三：正常操作过程中，丙烯压缩机入口气需不带液操作。但是在开车及正常运行阶段，特别是开车阶段，由于各种原因极易造成入口分离器液位过高，进而造成压缩机入口气带液，压缩机跳车。若直接将过量的丙烯排入火炬，则会造成大量丙烯损失。

6、综上所述，现有的丙烯制冷系统存在启动过程丙烯浪费严重的问题，需要提出一种新的丙烯制冷系统改进上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种丙烯制冷系统及丙烯压缩制冷方法，以解决烯制冷系统存在启动过程丙烯浪费严重的问题。

2、上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：

3、一种丙烯制冷系统，包括：

4、第一分离器，用于将输入丙烯制冷系统的丙烯气进行气液分离；

5、丙烯压缩机，用于将第一分离器分离出的的气态丙烯进行压缩；所述丙烯压缩机包括压缩机一段和压缩机二段；

6、丙烯冷凝器，用于将压缩机二段压缩得到的气态丙烯冷凝，形成液态丙烯；

7、丙烯贮槽，用于贮存丙烯冷凝器中形成的液态丙烯；丙烯贮槽的顶部通过密封气管与压缩机一段的干气密封装置连接；

8、丙烯闪蒸槽，用于对丙烯贮槽中的液态丙烯进行闪蒸处理，闪蒸形成的气态丙烯送回至第一分离器中，闪蒸形成的液态丙烯送出丙烯制冷系统；

9、所述第一分离器的底部通过泵入口管连接有丙烯泵，所述丙烯泵连接有泵排气管和泵出口管，所述泵排气管与所述第一分离器连接，所述泵出口管与所述丙烯闪蒸槽连接。

10、可选的，所述密封气管上设有伴热装置。

11、可选的，所述丙烯制冷系统还设有丙烯过冷器，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯分成两路，其中一路液态丙烯进入丙烯过冷器的管程，另一路液态丙烯经过减压降温后进入丙烯过冷器的壳程与管程中的液态丙烯换热；管程中的液态丙烯送出丙烯制冷系统，壳程中的丙烯进入第一分离器。

12、可选的，所述丙烯制冷系统还设有第二分离器；所述丙烯闪蒸槽中闪蒸形成的气态丙烯进入第二分离器中，第二分离器中形成的液态丙烯送至第一分离器，第二分离器中形成的气态丙烯送至压缩机二段。

13、可选的，丙烯贮槽底部设有用于将液态丙烯输送到第一分离器的管道。喷入的液态丙烯可降低进入第一分离器的气态丙烯温度。

14、可选的，泵入口管、泵出口管、泵排气管上均设有控制阀门。

15、一种丙烯压缩制冷方法，包括如下步骤：

16、步骤一)将丙烯气输入第一分离器中进行气液分离，第一分离器中的液态丙烯通过第一分离器底部的泵入口管进入丙烯泵，丙烯泵中的气态丙烯通过泵排气管返回第一分离器；当丙烯泵内充满液态丙烯后开启丙烯泵，丙烯泵将第一分离器中的液态丙烯送入丙烯闪蒸槽内，然后关闭泵排气管；

17、步骤二)第一分离器中的气态丙烯依次经过压缩机一段和压缩机二段压缩后进入丙烯冷凝器中冷凝为液态丙烯，然后冷凝形成的液态丙烯进入丙烯贮槽内，丙烯贮槽顶部的气态丙烯作为密封气送入压缩机一段的干气密封装置；

18、步骤三)丙烯贮槽中的液态丙烯送至进行闪蒸处理，闪蒸形成的气态丙烯送回至第一分离器中，闪蒸形成的液态丙烯送出丙烯制冷系统。

19、可选的，所述所述丙烯闪蒸槽中闪蒸形成的气态丙烯先送至第二分离器中，第二分离器中形成的液态丙烯送至第一分离器，第二分离器中形成的气态丙烯送至压缩机二段。

20、可选的，所述步骤一)中输入第一分离器的丙烯气温度为-35～-40℃，压力为0.05～0.04mpag；所述压缩机二段压缩后的气态丙烯温度为80～90℃，压力为1.71～1.8mpag；所述丙烯冷凝器冷凝得到的液态丙烯的温度为40～44℃，压力为1.71～1.8mpag；所述闪蒸处理过程中将液态丙烯减压至0.48～0.5mpag，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯温度为0～1℃，压强为0.48～0.5mpag。

21、可选的，将丙烯贮槽顶部的气态丙烯伴热升温至90～95℃作为密封气通送入压缩机一段的干气密封装置。

22、可选的，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯分成两路，其中一路液态丙烯进入丙烯过冷器的管程，另一路液态丙烯经过减压降温至-35～-39.6℃，0.053～0.043mpag，然后进入丙烯过冷器的壳程与管程中的液态丙烯换热，换热后管程中的液态丙烯降温-15～-20.6℃；管程中的液态丙烯送出丙烯制冷系统，壳程中的丙烯进入第一分离器。

23、本发明具有如下的有益效果：

24、本发明将丙烯贮槽中的丙烯气体作为干气密封气，氮气不再作为干气密封气使用，避免了不凝气在制冷系统内累计，从而大大降低了丙烯损失。通过丙烯泵将第一分离器中过量的丙烯排入丙烯闪蒸槽，有效控制压缩机入口分离器液位，防止分离器中液位过高，造成压缩机入口气带液，压缩机跳车的问题。并且在丙烯泵启泵过程中生成的气态丙烯可返回分离器中，解决了丙烯泵启泵的汽蚀问题，同时降低了丙烯的损耗。

25、本发明可有效降低开车阶段工段和运行阶段工段丙烯的消耗量，同时在基本不增加投资的基础上，使整个流程更合理，操作更稳定灵活。

技术特征：

1.一种丙烯制冷系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的丙烯制冷系统，其特征在于，所述密封气管上设有伴热装置。

3.根据权利要求1所述的丙烯制冷系统，其特征在于，所述丙烯制冷系统还设有丙烯过冷器，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯分成两路，其中一路液态丙烯进入丙烯过冷器的管程，另一路液态丙烯经过减压降温后进入丙烯过冷器的壳程与管程中的液态丙烯换热；管程中的液态丙烯送出丙烯制冷系统，壳程中的丙烯进入第一分离器。

4.根据权利要求1所述的丙烯制冷系统，其特征在于，所述丙烯制冷系统还设有第二分离器；所述丙烯闪蒸槽中闪蒸形成的气态丙烯进入第二分离器中，第二分离器中形成的液态丙烯送至第一分离器，第二分离器中形成的气态丙烯送至压缩机二段。

5.根据权利要求1所述的丙烯制冷系统，其特征在于，丙烯贮槽底部设有用于将液态丙烯输送到第一分离器的管道。

6.一种丙烯压缩制冷方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的丙烯压缩制冷方法，其特征在于，所述所述丙烯闪蒸槽中闪蒸形成的气态丙烯先送至第二分离器中，第二分离器中形成的液态丙烯送至第一分离器，第二分离器中形成的气态丙烯送至压缩机二段。

8.根据权利要求6所述的丙烯压缩制冷方法，其特征在于，所述步骤一)中输入第一分离器的丙烯气温度为-35～-40℃，压力为0.05～0.04mpag；所述压缩机二段压缩后的气态丙烯温度为80～90℃，压力为1.71～1.8mpag；所述丙烯冷凝器冷凝得到的液态丙烯的温度为40～44℃，压力为1.71～1.8mpag；所述闪蒸处理过程中将液态丙烯减压至0.48～0.5mpag，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯温度为0～1℃，压强为0.48～0.5mpag。

9.根据权利要求6所述的丙烯压缩制冷方法，其特征在于，所述步骤二)中将丙烯贮槽顶部的气态丙烯伴热升温至90～95℃作为密封气通送入压缩机一段的干气密封装置。

10.根据权利要求6所述的丙烯压缩制冷方法，其特征在于，丙烯闪蒸槽闪蒸形成的液态丙烯分成两路，其中一路液态丙烯进入丙烯过冷器的管程，另一路液态丙烯经过减压降温至-35～-39.6℃，0.053～0.043mpag，然后进入丙烯过冷器的壳程与管程中的液态丙烯换热，换热后管程中的液态丙烯降温至-15～-20.6℃；管程中的液态丙烯送出丙烯制冷系统，壳程中的丙烯进入第一分离器。

技术总结
本发明公开了一种丙烯制冷系统，包括：第一分离器、丙烯压缩机，所述丙烯压缩机包括压缩机一段和压缩机二段；丙烯冷凝器、丙烯贮槽丙、烯闪蒸槽；所述第一分离器的底部通过泵入口管连接有丙烯泵，所述丙烯泵连接有泵排气管和泵出口管，所述泵排气管与所述第一分离器连接，所述泵出口管与所述丙烯闪蒸槽连接。本发明将丙烯贮槽中的丙烯气体作为干气密封气，氮气不再作为干气密封气使用，避免了不凝气在制冷系统内累计，从而大大降低了丙烯损失。

技术研发人员：王莹莹
受保护的技术使用者：北京石油化工工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19