C4熱泵精餾壓縮機(jī)選型

陳 彪，王 辰

(1. 惠生工程(中國)有限公司, 北京 100102； 2. 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所，上海 201108)

液化石油化工裝置的分離單元是整個裝置的主要能耗所在。分離過程中最有效的液液分離方法是精餾。為了有效減少裝置的能耗，越來越多的精餾選用熱泵精餾技術(shù)。熱泵精餾是利用補(bǔ)償或消耗機(jī)械功，提高精餾塔塔頂?shù)牡蜏責(zé)崦狡肺?，并將其作為塔釜再沸器的熱源，實現(xiàn)塔頂、塔釜熱量的綜合利用技術(shù)。熱泵精餾節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益顯著，在丙烷/丙烯【1】、正丁烷/異丁烷【2】等分離體系中有良好的應(yīng)用。

熱泵壓縮機(jī)是熱泵精餾的最核心設(shè)備。已有文獻(xiàn)大多研究相關(guān)工藝，對設(shè)備方面的研究較少。本文主要是依托國內(nèi)某化工裝置中混合C4(丁烷和異丁烷)的熱泵精餾，對熱泵壓縮機(jī)選型進(jìn)行分析討論。

1 項目背景

某裝置中采用混合C4及石腦油作為乙烯裂解原料，其中混合C4的主要成分是69%(mol，%)的正丁烷和30%(mol，%)的異丁烷。為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益， 需要對C4原料進(jìn)行精餾獲得高濃度的正丁烷以及異丁烷， 其中正丁烷進(jìn)入裂解爐裂解產(chǎn)生乙烯， 異丁烷外賣作為其他裝置的原料。

根據(jù)工藝系統(tǒng)的核算，并考慮綜合能耗問題，該項目采用了熱泵精餾技術(shù)，需要把塔頂氣(主要是異丁烷，mol含量達(dá)到95.5%)由0.3 MPa(絕)壓縮至0.78 MPa(絕)，并利用壓縮后的熱氣作為塔底再沸器的熱源；換熱后的冷凝液經(jīng)離心泵增壓，一部分返回塔頂節(jié)流作為塔頂?shù)睦湓矗Ｓ嗖糠之惗⊥樗统鼋鐓^(qū)。該壓縮機(jī)的其他參數(shù)為：氣量15 000 m3/h(入口狀態(tài))，入口溫度20 ℃，采用汽輪機(jī)驅(qū)動。……