丙烯制冷系统运行总结

中国神华集团煤制油化工有限公司包头煤化工分公司(简称包头煤化工分公司)，年产1800kt/a煤制甲醇装置的丙烯制冷单元(双系列)由中国五环化学工程公司设计，透平部分由杭州汽轮机股份有限公司设计和制造，压缩机部分由日本日立提供。丙烯制冷单元为低温甲醇洗单元提供冷量，采用丙烯压缩制冷。根据丙烯的理化性质，将液态丙烯在激冷器中低压闪蒸，向低温甲醇洗单元提供所需的冷量，并带走甲醇吸收放出的热量。丙烯制冷单元自2010年6月运行至今，运行基本平稳。本文主要讨论丙烯制冷系统开车及运行中出现的问题、注意事项及整改措施。

1、丙烯制冷单元工艺流程

来自低温甲醇洗单元的气体丙烯(-40℃，0.04MPa(G))经压缩机入口分离器(142V101)分离夹带的液体丙烯后，进入压缩机一段入口。压缩后(90℃，1.6MPa(G))的丙烯气经丙烯冷凝器(142E101)被循环水冷凝成液体丙烯，减压至0.51MPa(G)进入丙烯闪蒸槽(142V103)，闪蒸出的丙烯气在三段入口分离器(142V105)中分离夹带的丙烯液后，进入压缩机三段入口。从丙烯闪蒸槽(142V103)底部出来的液体丙烯(1.2℃，0.651MPa(G))分成两股，一股直接进入丙烯过冷器(142E102)的管程，被另一股减压至0.15MPa(G)进入丙烯过冷器(142E102)壳程的丙烯冷却至-20℃后，送至低温甲醇洗单元使用。从丙烯过冷器(142E102)壳程去分离夹带的液体丙烯后，进入压缩机二段入口。两系列制冷装置共用一个丙烯贮槽(142V102)，收集本单元和低温甲醇洗单元排出的液体丙烯，同时两个制冷系列共同使用一个煮油器(142V106)，用来去除系统中的杂质。

2、出现的问题

2.1142V101压缩机入口分离器的主要作用：一是将来自低甲的丙烯气液分离；二是将来自压缩机出口通过一段防喘振阀返回压缩机入口的90℃，1.6MPa(G))丙烯气体降温到-36℃，并将142V101液体丙烯蒸发，防止压缩机喘振。但实际运行的过程中当液位控制超过10%时(设计值为30%-60%)会出现一段入口流量计读数为零，一、二、三段防喘振阀全开，后发现流量计引压管能排出液体丙烯，由于气相带微量液体使得流量计为零，压缩机不能正常工作。

2.2压缩机干气密封气泄漏气压力在全厂开车的过程中高达250kpa(设计值达到195kpa时压缩机会联锁跳车)。原因是在全厂开车的过程中火炬管网的压力高，并非压缩机干气密封系统故障。

2.3在压缩机试车时，压缩机出口压力达到1.79Mpa，(压缩机出口最高设计压力为1.73Mpa，当压力超过1.73Mpa时，压力控制放空阀142PV104会自动打开)，但142PV104全开，压力依然高于设计最高值1.73Mpa，后发现142E101冷凝器积液包丙烯液温度测点温度高达60℃，打开142E101循环水回水导淋阀发现水中夹带丙烯。Ⅱ系列出现同样的问题。

2.4试车时期压缩机开车时，二、三段进口需要开喷淋丙烯降温，有时即使开度不大，也会造成二、三段入口分离器液位达到联锁值而跳车，从而给开车造成很大的操作困难。

3、改造方案及应对措施

3.1针对142V101液位控制过高，一段入口流量计失真的问题。处理措施：将142V101液位控制在10%以下，不以液位计读数为准，而是通过监控一段入口压力和温度来调整阀门的开度，使进口的温度略高于进口饱和压力所对应的温度，取得良好效果，没有再出现上述问题。

3.2由于火炬管网的压力高而导致压缩机干气密封气泄漏气压力过高的问题。火炬管网压力高主要是火炬管网积液包中液体未及时排空所致，我们采取的措施是将火炬管网积液包中液体及时排空。由于泄漏气流量很小，大约 5m3/h，为防止机组因外管网压力高跳车，在大修时，将泄漏气另配1寸管道引至户外高点放空，起到双重保险的作用。

3.3丙烯压缩机出口压力超过设定值1.73Mpa，是由于142E101/142E201丙烯冷凝器泄漏，换热效果差，丙烯气不能冷凝所致。我公司142E101/142E201为列管式换热器，我们采取的措施是停车高压清洗冷凝器列管，查漏并堵死已漏列管。采取上述措施后，丙烯制冷单元基本能正常运行，但是在炎热的七八月份的白天，由于冷凝器换热效果下降，压缩机出口压力仍然略高于1.73Mpa(压缩机出口最高设计压力为1.73Mpa，当压力超过1.73Mpa时，压力控制放空阀142PV104会自动打开)，压力调节阀142PV104有一定的开度，大约5-10%，有大量丙烯浪费，在2011年8月大修时，更换新的142E101/142E201，问题得以解决。

3.4随经验的丰富，改变开车方法，原来是当汽轮机暖机结束，可以用调速器调整时，收二三段的防喘振阀，后改为汽轮机在3900rpm暖机时，只要二三段有裕度便慢慢收二三段的防喘振阀，这样既避免开喷淋丙烯，又使出口压力不高于1.73Mpa，避免二、三段进口气相丙烯带液，避免机组液击，改进后不但操作方便而且还可以减少对机组危害。

4、改造效果

丙烯制冷系统从2010年6月运行至今，经过不断地技术改进和优化操作，基本实现了安全稳定长期运行，并且缩短了开车时间、节约了大量丙烯。