[发明专利]利用低温氮气预冷乙烯储罐的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用低温氮气预冷低温液体储罐（温度＜-50℃）的技术，尤其涉及一种利用低温氮气预冷乙烯储罐的方法及其系统。

背景技术

大型低温液体乙烯储罐预冷是指储罐在初次充装低温液体前，利用具有不同温度梯度的介质，对储罐实现温度由高到低的冷却，直到储罐达到接收低温液体的条件，防止储罐温度骤降而造成的应力变形、损坏。

目前乙烯储罐预冷一般由乙烯本体来实现，缺点在于：由于是利用乙烯部分气相与液相混合送入储罐，影响预冷装置出口温度的因素有气化量、气化后温度、以及液体量，这些因素很难控制得很好，因此预冷装置出口温度时高时低，难以达到温度逐步下降的目的，影响储罐的预冷效果；另一方面，使用乙烯预冷，成本也较高（11000元/吨），并且不安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用低温氮气预冷乙烯储罐的方法，以实现预冷装置出口温度可控，达到温度梯度降低、逐步下降的目的。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种实现上述温度梯度降低的利用低温氮气预冷乙烯储罐的系统。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用低温氮气预冷乙烯储罐的方法，包括如下步骤：

1）打开乙烯储罐底部阀门，并通过伸入乙烯储罐顶部的管道将常温氮气通入乙烯储罐对其进行干燥，以使乙烯储罐内露点温度≤-50℃；然后，

2）分别通过伸入乙烯储罐顶部和底部的管道将一定温度的低温氮气同时通入乙烯储罐的顶部和底部对乙烯储罐进行预冷，所述低温氮气通过并联接入气液分离器的液氮与次低温氮气混合后制得，所述次低温氮气通过液氮气化后得到；再后，

3）通过稳定接入气液分离器的次低温氮气量和不断增加通入气液分离器的液氮量，逐步降低低温氮气的温度以使乙烯储罐的温度逐步降低；

其中，步骤2）和3）中低温氮气的起始温度为0℃，最终温度为-100℃，每个温度梯度为5℃，每个温度下通入乙烯储罐的低温氮气温度在稳定后保持通入8-12min，然后进入下一个温度。

进一步地，所述次低温氮气是液氮进行气化通过空气换热装置和/或水浴换热装置制备而得。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种为实现上述温度梯度降低的利用低温氮气预冷乙烯储罐的系统，包括分别伸入乙烯储罐顶部的液相乙烯输入管道和伸入乙烯储罐底部的气相乙烯输入管道，所述液相乙烯输入管道和气相乙烯输入管道上分别设置有液相乙烯流量控制阀和气相乙烯流量控制阀，所述液相乙烯流量控制阀和气相乙烯流量控制阀的输出端之间通过设置有阀门的管道相连，所述气相乙烯流量控制阀的输入端与气液分离器的上端出气口相连，所述气液分离器的上部输入端和下部输入端分别与第一液氮输入管道和第二液氮输入管道的一端相连，所述第二液氮输入管道上设置有气化装置，所述第一液氮输入管道上设置有旁通阀和手动阀，所述第一液氮输入管道和第二液氮输入管道的另一端均用于与外界液氮源相接，所述气液分离器上端出气口设置有温度显示控制器，所述温度显示控制器的输出端与旁通阀的控制端相连，从而用于调节旁通阀的阀门开度值以使气液分离器上端出口的低温氮气温度等于设定温度。

进一步地，所述气化装置为空气换热装置或水浴换热装置中的一种。

进一步地，所述气化装置为并联设置的空气换热装置和水浴换热装置。

本发明具有以下主要优点：

1、本发明通过一个支路气化液氮，另一个支路根据气液分离器上端出气口温度动态调节液氮的流量，并在气液分离器中相混合，从而动态调整了用于预冷乙烯储罐的低温氮气温度，使用于预冷乙烯储罐的低温氮气温度不仅可控，而且可以梯度降低预冷温度，从而达到预期的预冷效果。

2、本发明通过氮气进行预冷，可以避免液氮污染乙烯储罐的情况发生。

3、安全系数更高，成本低。氮气不仅化学性质稳定，而且成本原较乙烯低，因此使用氮气预冷不仅比用乙烯预冷安全，而且大幅降低了预冷成本，并能够避免预冷温度骤降导致储罐内胆损伤的问题。

附图说明

图1为本发明的低温氮气预冷乙烯储罐的系统结构示意图；

图2为现有技术的液相乙烯预冷乙烯储罐的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述：