淺析排放氣回收系統工藝流程和注意事項

欒爽

【摘 要】排放氣回收系統能提高原料乙烯及氮氣的回收利用，降低全裝置的物耗，提高生產的經濟效益。本文對大慶石化公司塑料廠全密度聚乙烯二套裝置的排放氣回收單元的工藝流程和注意事項進行了簡單的介紹。

【關鍵詞】排放氣回收；工藝流程；注意事項

中國石油大慶石化公司塑料廠全密度聚乙烯二套裝置采用UNIVATION公司的UNIPOL氣相流化床聚乙烯冷凝技術生產工藝，其中排放氣回收單元是一個主要組成部分，其主要目的是從脫氣倉的排放氣回收可冷凝的單體和ICA以提高單體利用率；回收不凝氣體（氮氣和輕烴）返回到產品吹掃罐作為輔助輸送氣以節約氮氣；回收反應系統中未反應的大量烴類物質（排放到產品脫氣倉的氣體包含ICA、氮氣、乙烯及共聚單體）以達到降低裝置物耗，使和樹脂一起排放的氣體數量最少；減少環境污染。

一、排放氣回收系統的工藝流程

排放氣回收系統的工藝流程可以概括總結為產品脫氣倉的排放氣流到排放氣回收系統后，經過壓縮、冷卻、冷凝。冷凝的液體經過回收被泵送回反應進料系統。

1.1壓縮

低壓集液罐的氣體被一個兩級壓縮機壓縮，經過壓縮機的每一段都要通過一個吸入罐和排出罐，為防止液體進入壓縮機，兩個吸入罐設有液位開關。吸入罐液位高將使壓縮機自動停車。壓縮機吸入口壓力由二段排氣線上的控制閥控制，這個閥把氣體排回到吸入罐上游的一段吸入口以保持吸入壓力。冷凍壓縮機壓縮氣相冷凍劑前，先經過油分離器，從冷凍劑中分離出大部分夾帶的油后，經壓縮在冷卻器中冷凝成液體，然后進入蒸發器殼程蒸發，冷卻循環的乙二醇/水混合液體。氣化的冷凝劑從高壓冷凝器回到壓縮機的吸入段繼續循環。

1.2冷卻

冷卻是通過冷卻水系統和冰機制冷系統來實現的。冷凍劑是由乙二醇與水的混合物，通過冷凝器和冰機進行循環使用。通過入口保護過濾器的排放氣被低壓冷卻器冷卻，冷卻器是水冷、管殼式換熱器，冷凝的液體被收集到低壓集液罐然后被泵送到級間集液罐。二段出口氣先被一個水冷的換熱器冷卻，再被乙二醇和水作為制冷劑的高壓冷凝器冷卻。兩者都是管殼式換熱器，被冷下的液體被收集到高壓集液罐，這些冷凝液體和級間集液罐來的液體一起被送回反應器。自動液位控制閥通過液位來調整流量并且控制各自的集液罐液位。

低壓、段間、高壓冷卻器采用冷卻水冷卻到40°C或者更低，高壓冷凝器的乙二醇和水的混合物可以達到-20°C，作為二級冷卻可以將工藝介質冷卻到-10°C，二次制冷劑由制冷冰機冷卻。

為了提高冷凝器的冷卻效率，壓縮機出口在經過高壓冷凝器之前先冷卻，高壓冷卻器是一個管殼式的換熱器，由裝置冷卻水來冷卻。冷卻水回水線上有安全閥，放空排地。低壓冷卻器是使用裝置冷卻水的管殼式換熱器。從低壓冷凝液回收泵來的最小回流管線在進入低壓冷卻器之前和PPB放空物流混合，這是為防止最小回流管線的物料過熱而又變為蒸汽。

1.3冷凝

高壓冷凝器通過制冷冰機來的的乙二醇/水溶液將工藝氣體冷凝。去冷凝器的乙二醇/水的流量在DCS上指示。乙二醇/水的回水管線有一個安全閥，排向下水道。共聚單體在較冷的氣體中容易冷凝下來，這樣的情況在較冷的天氣會經常發生，關小去冷卻器的冷卻水流量，這樣可以減少冷凝液體。如果入口氣體溫度達到高高報警，壓縮機將會停運，定期的排放有助于防止累積，液體將被手動輸送到低壓集液罐。

1.4回收

共聚單體回收泵把回收液體送回到反應器。低壓集液罐收集的液體送到段間集液罐，段間集液罐收集的液體和高壓集液罐收集的液體一起作為進料送到反應器循環系統。每個泵要求在投用之前對管線和泵體進行灌泵，帶有限流孔板的最小回流線防止在低流量或沒有流量時損壞泵體。

二、注意事項

為保證排放氣回收系統的正常運行和員工的生命安全，要注意以下事項：

2.1液體進入壓縮機入口也可能導致壓縮機故障，或者導致烴類釋放，造成火災或者爆炸。

2.2高壓凝液罐液體排放會帶來很低的溫度和金屬冷脆。除非容器設計用于高壓力和低溫的組合情況，否則在容器重新加壓前必須提供足夠的時間使容器升溫以避免容器損壞。

2.3制冷冰機的超低溫有極大的安全隱患，可能造成凍傷和組織損傷。使用的制冷劑也是窒息劑，能造成頭暈和惡心。

2.4有時操作條件要求放空回收液體、共聚單體去火炬。在這個操作期間，監視火炬罐液位非常重要，以防止滿罐。

2.5長時間生產高密度產品能導致烷基鋁的累積，通常在生產低密度的產品的時候，共聚單體會沖洗集液罐里的烷基鋁一起送回反應器里。生產高密度產品的時，低壓集液罐里有少量的共聚單體被回收，使烷基鋁富集。大多數的烷基鋁被收集在凝液罐里，但也有部分會進入系統，例如，閥、管線底部和能積聚聚合物細粉的設備。

2.6和其他的烴類系統一樣，排放氣回收系統進入了氧氣，相連的火炬管線會產生爆炸性混合物，也可能使反應器中毒。排放氣回收壓縮機是一個容積式壓縮機，在封閉運行的時候能形成真空有可能讓氧氣進入系統。

三、結束語

自20世紀70年代起，我國先后引進了十幾套Unipol氣相法流化床聚乙烯生產工藝，由于其工藝流程簡單、建設投資少和能耗低，在全世界范圍的到了迅速發展。其排放氣回收系統能提高共聚單體和ICA的利用率并節約氮氣用量，進而有效的節約成本。

（作者單位：大慶石化公司塑料廠）