冰機停用后自深冷技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用分析

孫鵬飛 楊永勝

摘 要 本公司氣相法聚乙烯裝置回收系統采用傳統壓縮/冷凝工藝，并增加第三代雙膨脹自深冷技術共同回收尾氣中的烴類，為節約成本，測試雙膨脹機自深冷系統在冰機未投用下的運行及烴類回收情況。

關鍵詞 自深冷;回收;冰機;氣相法聚乙烯

1概述

蒲城清潔能源化工有限責任公司30萬噸/年全密度聚乙烯裝置引進美國UNIVATION公司氣相法UNIPOL聚乙烯專利技術，該技術排放氣回收系統采用傳統壓縮/冷凝工藝，不能將所有的乙烯、1-丁烯和異戊烷都冷凝下來，火炬氣體中仍含有很多烴類組分，造成了物料的大量浪費。裝置采用第三代雙膨脹自深冷技術，將火炬氣中的幾乎所有烴類液化后與氮氣分離，從而實現烴類的回收利用。

本文主要研究排放氣回收系統冰機停用后，2000立方米/小時處理能力的雙膨脹自深冷技術在氣相聚乙烯裝置中的應用。

2深冷系統原理

利用回收尾氣“壓力能”驅動膨脹機轉動，根據能量轉換和守恒定律，氣體在膨脹機內進行絕熱膨脹對外做功，氣體的能量焓值減少，從而使氣體本身強烈的冷卻，并通過換熱器換熱，降低尾氣溫度，使其溫度降低至-120～-125℃，并利用火炬尾氣中各組分不同的溫度下露點不同，使烴類組分與氮氣分離，實現尾氣中烴類組分回收利用[1]。

3流程描述

來自脫氣倉的氣體經過回收氣壓縮機壓縮、冷卻（循環水/冰機），液相（重烴）在C5210收集進入反應器，進入深冷分離系統的原料氣經過尾氣緩沖罐V-5281消除由于PDS輸送氣引起的壓力波動，尾氣緩沖罐出來的氣體溫度由于工況和外部環境的影響會有所波動變化，故先經過預熱器E-5281加熱后，進入深冷分離冷箱（PK-5280-2）中，首先經過換熱器E-5283降溫至-30～-50℃，將其中的C4+烴類液化后在V-5283中分離，分離后的液相經E-5283回收冷量后送出冷箱，V-5283分離后的氣相返回E-5283進一步冷卻至-120℃使得其中的乙烯液化，在V-5284中進行分離，液化后的乙烯經E-5283回收冷量后送出冷箱，進入V-5282緩沖，以防止后續管線中有液帶形成，在V-5284中分離得到的氣相經E-5283換熱后進入膨脹機膨脹制冷，制冷后的氣體經E-5283回收冷量后送出冷箱排火炬[2]。

4運行情況分析

2020年7月15日投用冰機前后，生產運行情況分析：

（1）冰機投用前，大量重烴通過深冷回收返回壓縮機一段入口，回收氣壓縮機段間集液罐及二段入口分液罐液位較高，段間集液泵頻繁啟停;脫氣倉20min、30min平均壓力由27kpa漲至30kpa，接近31kpa報警值。

（2）冰機投用后，回收液進反應器量由2400kg/h增加到3000kg/h，回收氣壓縮機段間集液罐及二段入口分液罐無液位。

5運行數據分析

聚乙烯裝置滿負荷運行，生產LLDPE線性低密度（DFDA7042）。

5.1 物料消耗

分析：有由上表可知，冰機投用前，回收系統丁烯/ICA回收量降低，丁烯/ICA單耗增加。

6思考

（1）為滿足生產及節能降耗需要，需增加深冷回收系統能力。

（2）為保證回收及脫氣系統正常運行，需在重烴回收罐V-5283底部增加泵輸送重烴直接進反應器，降低回收氣壓縮機K5206負載。

7結束語

（1）冰機投用前，深冷系統在裝置高負荷情況下單獨運行無法完全回收回收氣中的烴類，反應器需要補充ICA增加反應器冷量。

（2）冰機投用前，深冷溫度只能達到-110℃，回收氣中乙烯無法完全回收。

（3）冰機投用前，回收氣壓縮機負載增加。

參考文獻

[1] 孫鵬飛，李京仙，孫建友.自深冷技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用[J].化工管理，2018（27）：161-162.

[2] 朱炳煥.無動力深冷分離技術在氣相法聚乙烯裝置中的應用[J].現代化工，2015，35（01）：160-162.