低溫乙烯節能技術論文

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1保冷節能技術

乙烯存儲過程中產生的BOG主要來自卸船時管道吸熱產生的BOG，儲罐吸熱產生的BOG，大氣壓變化產生BOG以及液體充裝時產生的BOG。前兩者的BOG量可以通過保冷措施來降低。通常管道保冷有聚苯乙烯泡沫、泡沫玻璃、聚乙烯泡沫、硬質聚氨酯泡沫(PUR)、聚異氰脲酸酯(PIR)、酚醛泡沫等。由于PUR和PIR具有導熱系數低，絕熱性能好的特點，比較適用于低溫管道的保冷。PIR的使用溫度范圍廣，PUR最高使用溫度在－65～80℃，因此低溫管道做雙層保冷，內層為PIR，外層為PUR。保冷厚度計算可采用表面溫度法、最大允許冷損法和經濟厚度計算法。儲罐保冷一般內罐采用泡沫玻璃等支撐，罐壁夾層采用珠光砂和彈性玻璃棉氈;吊頂采用玻璃纖維或礦棉絕熱。保冷厚度計算以儲罐日蒸發量不大于0.08%為設計基礎。

2冷量回收

傳統的低溫乙烯流程見流程圖1，即系統產生的BOG通過BOG壓縮機壓縮，冷凍機冷凝后進行減壓閃蒸，閃蒸氣體回BOG壓縮機二段，閃蒸液體回低溫乙烯罐。當下游需要氣相乙烯時，通過改變工藝流程來降低系統的能耗。下面以某項目為例，比較5種工藝流程下的能耗。

2.1乙烯直接蒸汽汽化

低溫乙烯經輸送泵加壓后，進入汽化器加熱至20℃后，送至下游裝置。

2.2乙烯換熱器交換(有閃蒸)

BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換，冷凝后的壓縮液體進閃蒸罐閃蒸后氣體回壓縮機二段入口，液體回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.3乙烯換熱器交換(無閃蒸)

BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換，冷凝后的壓縮液體直接回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.4換熱器、節能器交換

泵出口的低溫乙烯分別經過乙烯節能器及乙烯冷凝器進行熱交換后，再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.5乙烯空溫汽化器

低溫乙烯在進入汽化器之前，先經過乙烯冷凝器和空溫汽化器汽化后，直接進入乙烯過熱器升溫至20℃后送至下游裝置。

3能耗分析

在外界輸入熱量相同的情況下，由于工藝不同，導致回低溫罐的閃蒸量不用，從而影響了系統產生的BOG量。從表2中可知，直接蒸汽汽化液化能耗為666kW。采用乙烯換熱器交換(有閃蒸)液化能耗為370kW，節約能耗44.4%。采用乙烯換熱器交換(無閃蒸)液化能耗為472kW，節約能耗29.1%。采用乙烯節能器液化能耗為319kW，節約能耗52.1%。采用空溫汽化器液化能耗為472kW，節約能耗29.1%可見，4種冷量回收的工藝液化所需能耗都大大降低。乙烯換熱器交換(有閃蒸)的液化能耗比乙烯換熱器交換(無閃蒸)低，從理論上分析，更有利于節能。但從現場操作過程看，由于輸出乙烯需通過三通閥調節分流乙烯進行換熱，對三通閥控制的要求較高，否則會使乙烯過冷后進閃蒸罐，使閃蒸罐的壓力降低，導致壓縮機出口壓力不能達到目標值。因此，在采用乙烯換熱交換工藝中，通常采用無閃蒸的工藝比較可靠，運行更加穩定。

作者:徐玲芳單位:南京揚子石油化工設計工程有限責任公司