專利名稱：一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低溫甲醇洗是一種氣體凈化工藝。該工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對(duì)酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，脫除原料氣中的酸性氣體。由于吸收、解吸及換熱過程的不可逆性，以及泵在輸送過程中會(huì)產(chǎn)生一定的溫升，因此，低溫甲醇洗需要外供冷量。圖1是原有低溫甲醇洗的工藝流程圖。圖1中:T3001-甲醇洗滌塔；T3002-C02解析塔；T3003_H2S濃縮塔；T3004-甲醇熱再生塔；Τ3005-甲醇水/分離塔；C3001-循環(huán)氣壓縮機(jī)；V3001-水分離器；V3002_1#循環(huán)氣閃蒸罐；V3003_2#循環(huán)氣閃蒸罐；V3004-甲醇收集罐；V3005-酸性氣分離器；V3006-回流液罐；V3007-甲醇閃蒸罐；V3008-甲醇/水分離塔進(jìn)料分離器；1-變換氣；2_循環(huán)氣；4_凈化氣；5_二氧化碳；6-尾氣；13_閃蒸氣；14_克勞斯加氫尾氣；15_低壓氮?dú)猓?6_酸性氣/甲醇；17_富硫蒸汽；18_酸性氣；22_甲醇蒸汽；23_貧甲醇液；24_貧甲醇流股；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_精洗段洗滌液；32_含CO2不含硫的甲醇液；33_含硫和CO2甲醇液；34-富甲醇液；35_液體部分；36-H2S濃縮塔上部的回流液；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濃縮塔底部甲醇液；42_甲醇冷凝液；43_再生甲醇；45_冷卻后的貧甲醇；49_廢水；51_洗滌水；
`[0007]E3001-原料氣換熱器；E3002-壓縮機(jī)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-循環(huán)甲醇冷卻器；E3007-甲醇換熱器；E3008_3#貧甲醇冷卻器；E3009-2#貧甲醇冷卻器；E3010-1#貧甲醇冷卻器；E3011-再生塔再沸器；E3012-酸性氣水冷器；E3013-酸性氣激冷器；E3014_H2S餾分換熱器；E3015-甲醇/水分離塔再沸器；E3016-甲醇水/分離塔進(jìn)料加熱器；E3017-甲醇冷卻器；E3018_甲醇水冷器；E3019-水換熱器。目前，低溫甲醇洗配套的冷凍站制冷方法主要有丙烯壓縮制冷、氨壓縮制冷、氨吸收制冷、氨壓縮吸收混合制冷等。如果是用于生產(chǎn)合成氨，建議選用氨作制冷劑，否則推薦用丙烯作制冷劑。丙烯的制冷溫度可以達(dá)到_40°C，是常壓下氨所不能達(dá)到的。另外，丙烯的壓縮機(jī)進(jìn)口為正壓，壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)也較方便?，F(xiàn)有的低溫甲醇洗配套丙烯冷凍站的工藝設(shè)計(jì)難以循環(huán)連續(xù)的向低溫甲醇洗提供冷量，壓縮機(jī)的負(fù)荷量高，丙烯水冷器的負(fù)荷量也較高，丙烯消耗量大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新的與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)，即采用丙烯液體氣化時(shí)吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷，為低溫甲醇洗提供足夠的冷量。丙烯液體在蒸發(fā)器系統(tǒng)內(nèi)氣化提供冷量，為了使蒸發(fā)過程不斷進(jìn)行，需要不斷從蒸發(fā)器系統(tǒng)中抽出蒸汽，再不斷的將液體補(bǔ)充進(jìn)去。要使蒸汽在常溫下冷凝，則需要將蒸汽壓力提高到常溫下的飽和壓力，這就實(shí)現(xiàn)了制冷工質(zhì)在低溫低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)并在高溫高壓下冷凝，向外放出熱量。液體氣化制冷由氣化、升壓、冷凝、降壓四個(gè)過程組成，丙烯壓縮制冷循環(huán)連續(xù)的向低溫甲醇洗提供冷量。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種低溫甲醇洗配套丙烯冷凍站的工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的一級(jí)丙烯壓縮機(jī)、二級(jí)丙烯壓縮機(jī)、丙烯水冷器、丙烯過冷器、換熱器、分離器及蒸發(fā)器系統(tǒng)，所述分離器的底部通過蒸發(fā)器系統(tǒng)接入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)，所述分離器頂部分離出的丙烯氣與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)排出的丙烯氣一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)。在本實(shí)用新型中，所述分離器的底部通過蒸發(fā)器系統(tǒng)接入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)，所述分離器的頂部與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)。來自蒸發(fā)器系統(tǒng)的丙烯蒸汽進(jìn)入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)加壓后，與來自分離器的氣相一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)加壓，壓縮后進(jìn)入丙烯水冷器、丙烯過冷器，再進(jìn)入換熱器降低氣相分率后進(jìn)入分離器，分離出的液相進(jìn)入蒸發(fā)器系統(tǒng)蒸發(fā)氣化。本實(shí)用新型所述的蒸發(fā)器系統(tǒng)是為低溫甲醇洗工藝提供冷量，分別為: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、熱再生塔塔頂激冷器。本實(shí)用新型所述換熱器是與熱再生塔塔頂激冷器串聯(lián)的換熱器，原工藝中熱再生塔塔頂激冷器負(fù)荷為423KW，串聯(lián)本實(shí)用新型的換熱器后負(fù)荷變?yōu)?77KW。本實(shí)用新型所述蒸發(fā)器系統(tǒng)的前后變化是熱再生塔塔頂激冷器負(fù)荷的變化。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)最大的區(qū)別在于增加了丙烯過冷器和換熱器。丙烯過冷器和換熱器的設(shè)計(jì)可以降低丙烯壓縮機(jī)及丙烯水冷器冷卻水的負(fù)荷量，同時(shí)使丙烯的消耗量減少。本實(shí)用新型所述丙烯過冷器的殼程入口與丙烯水冷器的殼程出口連通，所述丙烯過冷器的殼程出口與換熱器的殼程入口連通；所述丙烯過冷器的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。在丙烯過冷器中，來自丙烯水冷器的丙烯液體與低溫甲醇洗中進(jìn)入甲醇洗滌塔之前的水分離器分離出的甲醇/水溶液進(jìn)行換熱。本實(shí)用新型所述換熱器的殼程出口與分離器連通；所述換熱器的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。在換熱器中，丙烯液體與低溫甲醇洗中甲醇熱再生塔頂部的回流液罐分離出的富硫蒸汽進(jìn)行換熱。本實(shí)用新型所述蒸發(fā)器系統(tǒng)的殼程入口與分離器的底部連通，所述蒸發(fā)器系統(tǒng)的殼程出口與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)入口連通。所述蒸發(fā)器系統(tǒng)的殼程中通入低溫甲醇洗中甲醇洗滌塔的CO2吸收段流出液。在蒸發(fā)器系統(tǒng)中，來自分離器底部的液相(丙烯液體)與甲醇洗滌塔的CO2吸收段流出液(甲醇溶液)進(jìn)行換熱，在換熱過程中，丙烯液體得到氣化，由于氣化時(shí)的吸熱效應(yīng)，為CO2吸收段流出液(甲醇溶液)提供冷量，實(shí)現(xiàn)制冷。本實(shí)用新型所述丙烯過冷器與換熱器之間設(shè)有第一節(jié)流閥。本實(shí)用新型所述分離器的底部與蒸發(fā)器系統(tǒng)之間設(shè) 有第二節(jié)流閥。第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥的作用均在于使丙烯流股進(jìn)一步降壓。[0023]本實(shí)用新型所述一級(jí)丙烯壓縮機(jī)和二級(jí)丙烯壓縮機(jī)采用2.5Mpa(G)、380°C的過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。與已有技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型增加了丙烯過冷器和換熱器。丙烯過冷器和換熱器的設(shè)計(jì)可以降低丙烯壓縮機(jī)及丙烯水冷器冷卻水的負(fù)荷量，同時(shí)使丙烯的消耗量減少。丙烯過冷器的安裝是為了充分回收低溫甲醇洗的冷量。換熱器的安裝是為了提供不同的制冷級(jí)別，使得制冷循環(huán)更節(jié)能化。由于壓縮機(jī)采用2.5Mpa (G)、380°C的過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，所以降低壓縮機(jī)的負(fù)荷可顯著降低企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用。以年產(chǎn)60萬噸甲醇配套冷凍站的生產(chǎn)裝置為例進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，本實(shí)用新型方案與原方案比較，通過新增的丙烯過冷器和換熱器可以實(shí)現(xiàn)丙烯壓縮機(jī)負(fù)荷降低8.26%，冷卻水負(fù)荷減少10.19%，丙烯消耗減少4.99%。

圖1是原有低溫甲醇洗的工藝流程圖；圖2是原丙烯壓縮制冷工藝流程圖；圖3是本實(shí)用新型丙烯壓縮制冷工藝流程圖。圖中:C1_ 一級(jí)丙烯壓縮機(jī)；C2_ 二級(jí)丙烯壓縮機(jī)；E1-丙烯水冷器；E2-蒸發(fā)器系統(tǒng)；NEW1-丙烯過冷器；NEW2-換熱器；S1-分離器；V1_第一節(jié)流閥；V2_第二節(jié)流閥。下面對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)例僅僅是本實(shí)用新型的簡易例子，并不代表或限制本實(shí)用新 型的權(quán)利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
為更好地說明本實(shí)用新型，便于理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的典型但非限制性的實(shí)施例如下:一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl、二級(jí)丙烯壓縮機(jī)C2、丙烯水冷器E1、丙烯過冷器NEW1、換熱器NEW2、分離器SI及蒸發(fā)器系統(tǒng)E2，所述分離器SI的底部通過蒸發(fā)器系統(tǒng)E2接入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl，所述分離器SI頂部分離出的丙烯氣與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl排出的丙烯氣一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)C2。所述丙烯過冷器NEWl的殼程入口與丙烯水冷器El的殼程出口連通，所述丙烯過冷器NEWl的殼程出口與換熱器NEW2的殼程入口連通；所述丙烯過冷器(NEWl)的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。所述換熱器NEW2的殼程出口與分離器SI連通；所述換熱器NEW2的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。所述蒸發(fā)器系統(tǒng)E2的殼程入口與分離器SI的底部連通，所述蒸發(fā)器系統(tǒng)E2的殼程出口與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl入口連通。所述丙烯過冷器NEWl與換熱器NEW2之間設(shè)有第一節(jié)流閥VI。所述分離器SI的底部與蒸發(fā)器系統(tǒng)E2之間設(shè)有第二節(jié)流閥V2。所述一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl和二級(jí)丙烯壓縮機(jī)C2采用2.5Mpa(G)、380°C的過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。如圖2所示，原丙烯壓縮制冷工藝流程如下:來自蒸發(fā)器系統(tǒng)E2的氣態(tài)丙烯流股(_40°C，1.41bar，49850kg/h)進(jìn)冷凍站界區(qū)，經(jīng)一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl加壓至4.86bar、26.55°C，再與分離器SI氣相(-5.68°C,4.86bar,22320kg/h)混合后進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)C2，壓縮至16.49bar、88.02°C，進(jìn)入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股溫度為40°C，之后進(jìn)入第一節(jié)流閥VI，壓力降低到4.86bar。分離器Vl的液相流股，溫度為-5.680C，經(jīng)過第二節(jié)流閥V2減壓后送去蒸發(fā)器系統(tǒng)E2蒸發(fā)氣化。如圖3所示，本實(shí)用新型丙烯壓縮制冷工藝流程如下:來自蒸發(fā)器系統(tǒng)E2的氣態(tài)丙烯流股(_40°C，1.41bar，47360kg/h)進(jìn)冷凍站界區(qū)，經(jīng)一級(jí)丙烯壓縮機(jī)Cl加壓至4.86bar、26.55°C，再與分離器SI氣相(-5.68°C,4.86bar,17000kg/h)混合 后進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)C2，壓縮至16.49bar、89.48°C，進(jìn)入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股溫度為40°C，之后進(jìn)入丙烯過冷器NEW1。丙烯過冷器NEWl中，丙烯液體與低溫甲醇洗中進(jìn)入甲醇洗滌塔之前的水分離器分離出的甲醇/水溶液進(jìn)行換熱。出丙烯過冷器NEWl的流股溫度為38.58°C，然后進(jìn)入第一節(jié)流閥VI，壓力降低到
4.86bar，再經(jīng)過換熱器NEW2，流股的氣相分率由0.3092降低到0.2746。分離器SI的液相流股，溫度為-5.68°C，經(jīng)過第二節(jié)流閥V2減壓后送去蒸發(fā)器系統(tǒng)E2蒸發(fā)。表I原丙烯壓縮制冷工藝與本實(shí)用新型工藝對(duì)比
權(quán)利要求1.一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連接的一級(jí)丙烯壓縮機(jī)(Cl)、二級(jí)丙烯壓縮機(jī)(C2)、丙烯水冷器(E1)、丙烯過冷器(NEW1)、換熱器(NEW2)、分離器(SI)及蒸發(fā)器系統(tǒng)(E2)，所述分離器(SI)的底部通過蒸發(fā)器系統(tǒng)(E2)接入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)(Cl)，所述分離器(SI)頂部分離出的丙烯氣與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)(Cl)排出的丙烯氣一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)(C2 )。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述丙烯過冷器(NEWl)的殼程入口與丙烯水冷器(El)的殼程出口連通，所述丙烯過冷器(NEWl)的殼程出口與換熱器(NEW2)的殼程入口連通；所述丙烯過冷器(NEWl) 的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(NEW2)的殼程出口與分離器(SI)連通；所述換熱器(NEW2)的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。
4.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器系統(tǒng)(E2)的殼程入口與分離器(SI)的底部連通，所述蒸發(fā)器系統(tǒng)(E2)的殼程出口與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)(Cl)入口連通。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述丙烯過冷器(NEWl)與換熱器(NEW2)之間設(shè)有第一節(jié)流閥(VI)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分離器(SI)的底部與蒸發(fā)器系統(tǒng)(E2)之間設(shè)有第二節(jié)流閥(V2)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)丙烯壓縮機(jī)(Cl)和二級(jí)丙烯壓縮機(jī)(C2)采用2.5Mpa (G)、380°C的過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括依次連接的一級(jí)丙烯壓縮機(jī)、二級(jí)丙烯壓縮機(jī)、丙烯水冷器、丙烯過冷器、換熱器、分離器及蒸發(fā)器系統(tǒng)，所述分離器的底部通過蒸發(fā)器系統(tǒng)接入一級(jí)丙烯壓縮機(jī)，所述分離器頂部分離出的丙烯氣與一級(jí)丙烯壓縮機(jī)排出的丙烯氣一同進(jìn)入二級(jí)丙烯壓縮機(jī)。以年產(chǎn)60萬噸甲醇配套冷凍站的生產(chǎn)裝置為例進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，本實(shí)用新型方案與原方案比較，通過新增兩臺(tái)的丙烯過冷器和換熱器可以實(shí)現(xiàn)丙烯壓縮機(jī)負(fù)荷降低8.26%，冷卻水負(fù)荷減少10.16%，丙烯消耗減少4.8%。
文檔編號(hào)F25B40/02GK203148128SQ20132012375
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者李士雨, 郭欣, 李金來 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司