丙烯制冷系統(tǒng)運行總結(jié)

李 杰，趙 潔

中國神華集團煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司，內(nèi)蒙古包頭 014000

0 引言

中國神華集團煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司（簡稱包頭煤化工分公司），年產(chǎn)1 800kt/a煤制甲醇裝置的丙烯制冷單元（雙系列）由中國五環(huán)化學(xué)工程公司設(shè)計，透平部分由杭州汽輪機股份有限公司設(shè)計和制造，壓縮機部分由日本日立提供。丙烯制冷單元為低溫甲醇洗單元提供冷量，采用丙烯壓縮制冷。

根據(jù)丙烯的理化性質(zhì)，將液態(tài)丙烯在激冷器中低壓閃蒸，向低溫甲醇洗單元提供所需的冷量，并帶走甲醇吸收放出的熱量。

丙烯制冷單元自2010年6月運行至今，運行基本平穩(wěn)。本文主要討論丙烯制冷系統(tǒng)開車及運行中出現(xiàn)的問題、注意事項及整改措施。

1 丙烯制冷單元工藝流程

來自低溫甲醇洗單元的氣體丙烯（-40℃，0.04MPa（G））經(jīng)壓縮機入口分離器（142V101）分離夾帶的液體丙烯后，進入壓縮機一段入口。壓縮后（90℃，1.6MPa（G））的丙烯氣經(jīng)丙烯冷凝器（142E101）被循環(huán)水冷凝成液體丙烯，減壓至0.51MPa（G）進入丙烯閃蒸槽（142V103），閃蒸出的丙烯氣在三段入口分離器（142V105）中分離夾帶的丙烯液后，進入壓縮機三段入口。從丙烯閃蒸槽（142V103）底部出來的液體丙烯（1.2℃，0.651MPa（G））分成兩股，一股直接進入丙烯過冷器（142E102）的管程，被另一股減壓至0.15MPa（G）進入丙烯過冷器（142E102）殼程的丙烯冷卻至-20℃后，送至低溫甲醇洗單元使用。從丙烯過冷器（142E102）殼程出來的氣體丙烯（-25℃，0.15MPa（G））經(jīng)二段入口分離器（142V104）分離夾帶的液體丙烯后，進入壓縮機二段入口。兩系列制冷裝置共用一個丙烯貯槽（142V102），收集本單元和低溫甲醇洗單元排出的液體丙烯，同時兩個制冷系列共同使用一個煮油器（142V106），用來去除系統(tǒng)中的雜質(zhì)。

2 出現(xiàn)的問題

1）142V101壓縮機入口分離器的主要作用：一是將來自低甲的丙烯氣液分離；二是將來自壓縮機出口通過一段防喘振閥返回壓縮機入口的90℃，1.6MPa（G））丙烯氣體降溫到-36℃，并將142V101液體丙烯蒸發(fā)，防止壓縮機喘振。但實際運行的過程中當(dāng)液位控制超過10%時（設(shè)計值為30%～60%）會出現(xiàn)一段入口流量計讀數(shù)為零，一、二、三段防喘振閥全開，后發(fā)現(xiàn)流量計引壓管能排出液體丙烯，由于氣相帶微量液體使得流量計為零，壓縮機不能正常工作；

2）壓縮機干氣密封氣泄漏氣壓力在全廠開車的過程中高達(dá)250kPa（設(shè)計值達(dá)到195kPa時壓縮機會聯(lián)鎖跳車）。原因是在全廠開車的過程中火炬管網(wǎng)的壓力高，并非壓縮機干氣密封系統(tǒng)故障；

3）在壓縮機試車時，壓縮機出口壓力達(dá)到1.79MPa，（壓縮機出口最高設(shè)計壓力為1.73MPa，當(dāng)壓力超過1.73MPa時，壓力控制放空閥142PV104會自動打開），但142PV104全開，壓力依然高于設(shè)計最高值1.73MPa，后發(fā)現(xiàn)142E101冷凝器積液包丙烯液溫度測點溫度高達(dá)60℃，打開142E101循環(huán)水回水導(dǎo)淋閥發(fā)現(xiàn)水中夾帶丙烯。Ⅱ系列出現(xiàn)同樣的問題；

4）試車時期壓縮機開車時，二、三段進口需要開噴淋丙烯降溫，有時即使開度不大，也會造成二、三段入口分離器液位達(dá)到聯(lián)鎖值而跳車，從而給開車造成很大的操作困難。

3 改造方案及應(yīng)對措施

1）針對142V101液位控制過高，一段入口流量計失真的問題。處理措施：將142V101液位控制在10%以下，不以液位計讀數(shù)為準(zhǔn)，而是通過監(jiān)控一段入口壓力和溫度來調(diào)整閥門的開度，使進口的溫度略高于進口飽和壓力所對應(yīng)的溫度，取得良好效果，沒有再出現(xiàn)上述問題；

2）由于火炬管網(wǎng)的壓力高而導(dǎo)致壓縮機干氣密封氣泄漏氣壓力過高的問題。火炬管網(wǎng)壓力高主要是火炬管網(wǎng)積液包中液體未及時排空所致，我們采取的措施是將火炬管網(wǎng)積液包中液體及時排空。由于泄漏氣流量很小，大約 5m3/h，為防止機組因外管網(wǎng)壓力高跳車，在大修時，將泄漏氣另配1寸管道引至戶外高點放空，起到雙重保險的作用；

3）丙烯壓縮機出口壓力超過設(shè)定值1.73MPa，是由于142E101/142E201丙烯冷凝器泄漏，換熱效果差，丙烯氣不能冷凝所致。中國神華集團煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司142E101/142E201為列管式換熱器，我們采取的措施是停車高壓清洗冷凝器列管，查漏并堵死已漏列管。采取上述措施后，丙烯制冷單元基本能正常運行，但是在炎熱的七八月份的白天，由于冷凝器換熱效果下降，壓縮機出口壓力仍然略高于1.73MpPa（壓縮機出口最高設(shè)計壓力為1.73MPa，當(dāng)壓力超過1.73MPa時，壓力控制放空閥142PV104會自動打開），壓力調(diào)節(jié)閥142PV104有一定的開度，大約5%～10%，有大量丙烯浪費，在2011年8月大修時，更換新的142E101/142E201，問題得以解決；

4）隨經(jīng)驗的豐富，改變開車方法，原來是當(dāng)汽輪機暖機結(jié)束，可以用調(diào)速器調(diào)整時，收二三段的防喘振閥，后改為汽輪機在3 900rpm暖機時，只要二三段有裕度便慢慢收二三段的防喘振閥，這樣既避免開噴淋丙烯，又使出口壓力不高于1.73MPa，避免二、三段進口氣相丙烯帶液，避免機組液擊，改進后不但操作方便而且還可以減少對機組危害。

4 改造效果

丙烯制冷系統(tǒng)從2010年6月運行至今，經(jīng)過不斷地技術(shù)改進和優(yōu)化操作，基本實現(xiàn)了安全穩(wěn)定長期運行，并且縮短了開車時間、節(jié)約了大量丙烯。