乙烯冷箱概述

乙烯冷箱一，乙烯冷箱概述乙烯冷箱是乙烯裝置低溫分離段中的關(guān)鍵設(shè)備之一 ，依靠制冷劑的蒸發(fā)來降低工藝物流的溫度，達(dá)到低溫回收乙烯和提濃氫氣、降低甲烷/氫氣濃度分子比以及提高乙烯回收率的目的。乙烯冷箱一般工作在-170°C?40C溫度范圍內(nèi)。冷箱是將多臺(tái)串、并聯(lián)的板翅式換熱器及必要的分離罐和連接管路，放置在一個(gè)鋼制的保冷箱中，鋼制的箱體和上述設(shè)備的空間中,填滿珠光砂等絕熱材料以減少冷量損失。此鋼制的保溫箱和其中的設(shè)備統(tǒng)稱為乙烯冷箱，整體布置如下圖所示。f換熱器組保冷箱珠光砂，冷箱低溫分離流程即概，經(jīng)預(yù)處理后的裂解氣由0在氣液分離罐分離出寧液-20°C、-43C丙烯冷凍劑降f換熱器組保冷箱珠光砂，冷箱低溫分離流程即概，經(jīng)預(yù)處理后的裂解氣由0在氣液分離罐分離出寧液-20°C、-43C丙烯冷凍劑降+ |c點(diǎn)，作為脫甲烷塔第一股進(jìn)-56°C、-70C乙烯冷凍劑降溫到-65°C,分離d點(diǎn)經(jīng)冷箱換熱器和-101C乙烯冷凍劑分出凝液g點(diǎn)，作為第三股進(jìn)料。氣體f點(diǎn)經(jīng)冷箱換熱器降如下圖所溫到-37C的 料。氣體b點(diǎn)經(jīng)冷箱換熱器和…s尢點(diǎn)，作為第二股進(jìn)料。氣體示a點(diǎn)，在°C、凝液e降溫到-96C,分出凝液g點(diǎn)，作為第三股進(jìn)料。氣體f點(diǎn)經(jīng)冷箱換熱器降溫到-130°C,分理處凝液i點(diǎn)，作第四股進(jìn)料。氣體h點(diǎn)經(jīng)理想換熱器后，分出主要含加完的凝液k點(diǎn)，經(jīng)過節(jié)流膨脹閥降溫到-161°C,然后做冷凍劑依次經(jīng)過五個(gè)冷箱換熱器最后引出。氣體j點(diǎn)主要含氫氣，做冷凍劑經(jīng)過五個(gè)冷箱換熱然后引出。四股進(jìn)料在脫甲烷塔種精餾分離，塔頂為其主要含甲烷，經(jīng)節(jié)流膨脹制冷，依次通過四個(gè)冷箱換熱器。-134.TC-102*C-3orC：R-56*Cb2凈化后

裂解氣-70°CIfTore-128.10*CIPggI—cdpmo70101911(1BmC10OfC；R-20r-43V-37°C3.56MPa要含甲烷，經(jīng)節(jié)流膨脹制冷，依次通過四個(gè)冷箱換熱器。-134.TC-102*C-3orC：R-56*Cb2凈化后

裂解氣-70°CIfTore-128.10*CIPggI—cdpmo70101911(1BmC10OfC；R-20r-43V-37°C3.56MPa-65'C3.49MPa1

-96"CAA_i3.43MPaUL_r換熱后乙烷3,45MPa—102*C去脫乙烷塔-65'C1,2,3,4,5—板翅式換熱器；6,7,8,9,10—?dú)狻⒁悍蛛x罐；A,艮C—節(jié)流閥三，國內(nèi)乙烯冷箱發(fā)展概況“九五”之前，我國引進(jìn)的乙烯成套裝置幾乎全部是從國外引進(jìn)的。 雖然我國自20世紀(jì)70年代就成立了乙烯冷箱攻關(guān)組，但工作進(jìn)展緩慢。到90年代我國在引進(jìn)乙烯裝置進(jìn)行第一次擴(kuò)量改造時(shí)，所配用的乙烯冷箱仍然全部依靠國外進(jìn)口。乙烯冷箱的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)完全壟斷在國外公司手中，價(jià)格昂貴。“九五”末，我國乙烯冷箱的攻關(guān)研制在原經(jīng)貿(mào)委、中國石化集團(tuán)公司的直接領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下，落實(shí)了依托工程，經(jīng)過主要承擔(dān)企業(yè)的艱苦努力，取得了突破性進(jìn)展。2001年在燕山石化等企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)改造項(xiàng)目中國產(chǎn)冷箱取得成功，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際產(chǎn)品水平。經(jīng)過五、六年的發(fā)展，揚(yáng)子石化、天津聯(lián)化、金山石化、齊魯石化、茂名石化等國內(nèi)多個(gè)乙烯擴(kuò)量改造冷箱的設(shè)計(jì)制造全部國產(chǎn)化。隨著乙烯裝置規(guī)模的擴(kuò)大，新的乙烯冷箱設(shè)計(jì)制造能力也從當(dāng)初的 30萬噸/年等級(jí)提升到現(xiàn)在的100萬噸/年等級(jí)。由下表可知，百萬噸級(jí)乙烯冷箱和最初實(shí)現(xiàn)成套冷箱國產(chǎn)化時(shí)相比較，主要有如下變化：裂解氣處理量增加，消耗的二元冷劑量增加，裝置乙烯產(chǎn)量增加；單個(gè)位號(hào)換熱器的流體數(shù)增加，如燕山石化10股流、鎮(zhèn)海煉化16股流；3)冷箱的設(shè)計(jì)壓力提高，如揚(yáng)子石化5.16MPa、鎮(zhèn)海煉化6MPa。

參 數(shù)項(xiàng) 冃燕山石化拎箱揚(yáng)子石化冷箱福建煉化拎箱鎮(zhèn)誨煉化袴箱天津石化拎箱名義乙烯產(chǎn)：ft/〔萬Va)666580100100總流體數(shù)/股2531333534單個(gè)位號(hào)毘大流體數(shù)/股109111614總熱負(fù)荷/kW2.387XlLO41.927XI045.07XI044363X1045.5359X104最高設(shè)計(jì)壓力4475.165.46-0乂4工況數(shù)f54242裂解氣流勘13528S97341235724285559296743裂解氣工作壓力/MPa3.443.213.816玉665玉655:元拎劑流呈/(kg^h)4974382114148458163482151777二元拎劑工件壓力丿MPa玉妙4.4744.263426342631-5%1-6%0.7%0.7%0.7%二元冷劑組分甲烷39.5%49-4%■42-3%血J%42.3%乙烯59%茅%57%57%57%在增加規(guī)模的同時(shí)，國產(chǎn)冷箱的傳熱系數(shù)也有顯著提高。下表中 3套冷箱均為采用了美國魯姆斯公司二元制冷流程的乙烯冷箱 ，具有可比性。燕山石化乙烯冷箱是1999年我國第一套實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的乙烯冷箱，揚(yáng)子石化乙烯冷箱是另一套國內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行的典型二元制冷流程的乙烯冷箱 ；鎮(zhèn)海煉化乙烯冷箱則是百萬噸級(jí)乙烯冷箱國產(chǎn)化的依托工程之一。由下表可以看出，國產(chǎn)乙烯冷箱的傳熱系數(shù)正在穩(wěn)步提高，冷箱設(shè)計(jì)越來越緊湊，經(jīng)濟(jì)性正逐步提高。名義傳熱系數(shù)比較參 數(shù)換熱器位號(hào)燕山石化EA352+353^揚(yáng)子石化E\1315X鎮(zhèn)海煉化EA-S19X總熱負(fù)荷￡9465-007X10312-704X103平均溫差:MID/C7