[发明专利]一种改善乙烯装置脱甲烷塔开车操作的装置和方法

说明书

本发明属于乙烯生产装置领域，涉及一种改善乙烯装置脱甲烷塔开车操作的装置和方法。该冷剂输送装置包括中温位吸入罐、高温位吸入罐、冷剂输送线和冷剂液相推动力线，所述中温位吸入罐的罐底通过冷剂输送线连接至脱甲烷塔顶冷凝器，所述高温位吸入罐的罐底通过冷剂液相推动力线连接至冷剂输送线。本发明利用在脱甲烷塔顶冷凝器前新增加的乙烯冷剂管线，达到增加脱甲烷塔乙烯冷剂的推送力，使得脱甲烷塔的操作稳定，降低塔顶乙烯的损失，使得塔顶塔釜的产品合格。

技术领域

本发明属于乙烯生产装置领域，更具体地，涉及一种改善乙烯装置脱甲烷塔开车操作的装置和方法。

背景技术

某乙烯生产应用实例中脱甲烷塔压力约为3.1MPaG，塔顶温度为-98℃。工艺流体轻关键组分为甲烷，重关键组分为乙烯。塔顶温度的降低有助于使得塔顶乙烯的含量降低，提高乙烯收率。甲烷乙烯混合气从脱甲烷塔顶部送出，通过塔顶冷凝器换冷，换冷介质为乙烯冷剂，冷剂最低制冷温度为-101℃。工艺流体经过换冷后温度由上游的-96.2℃降低到脱甲烷塔所需的-98.3℃。

该工业应用实例中来自乙烯制冷压缩机二段吸入罐底，温度为-84.4℃，压力为0.17MPaG的液相乙烯冷剂，经位于地面的节流膨胀阀节流膨胀后，温度由-84.4℃降至-101℃，节流膨胀阀的压力降为15KPa。汽化分率为7.6％左右。然后冷剂以两相流的形态攀升至脱甲烷塔顶部的塔顶冷凝器与工艺介质进行换冷。示例中冷凝器高度约50米(含裙座高度)。

在很多大型乙烯装置的开车过程中，往往存在冷剂输送乏力，冷量不足，管道震动强烈的情况。从而使得工艺物料换冷量不足，脱甲烷塔顶的温度高于设计值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种改善乙烯装置脱甲烷塔开车操作的装置和方法。

发明人通过计算分析，发现脱甲烷塔顶冷凝器负荷不足与乙烯冷剂的推动力有关。由于开车阶段负荷变化较大等原因，此处的液相乙烯冷剂经过节流膨胀阀后的形成的气液两相流在爬高过程中压降变化较大，流体经常处于块状流的流型，而不是设计要求的环雾状流的流型，汽化分率加大，冷量传送效率大大降低。从而使得冷剂输送乏力，难以达到设计要求的冷剂流量。进而造成塔顶温度不够低，分离效率降低，乙烯损失增加。发明人在此发现基础上完成了本发明。

本发明的第一方面提供一种用于乙烯装置脱甲烷塔开车的冷剂输送装置，该冷剂输送装置包括中温位吸入罐、高温位吸入罐、冷剂输送线和冷剂液相推动力线，所述中温位吸入罐的罐底通过冷剂输送线连接至脱甲烷塔顶冷凝器，所述高温位吸入罐的罐底通过冷剂液相推动力线连接至冷剂输送线。

优选地，所述冷剂输送线上设置有节流膨胀阀，所述冷剂液相推动力线连接所述节流膨胀阀下游，然后连接脱甲烷塔顶冷凝器。

优选地，所述冷剂液相推动力线上设置有带手操器的液相节流膨胀阀，所述液相节流膨胀阀位于地面。

优选地，所述冷剂输送装置还包括冷剂气相推动力线，中温位吸入罐的罐顶通过冷剂气相推动力线连接至冷剂输送线。

优选地，所述冷剂气相推动力线连接在所述节流膨胀阀和脱甲烷塔顶冷凝器之间。

优选地，所述冷剂气相推动力线上设置有带手操器的气相调节阀，所述气相调节阀的位置靠近冷剂输送线。

本发明的第二方面提供一种改善乙烯装置脱甲烷塔开车操作的方法，该方法在上述的冷剂输送装置中进行，其中，引入高温压级位的乙烯冷剂进入中温压级位的乙烯冷剂用户节流膨胀，补充乙烯装置开车时低温压冷剂供给量的不足。

根据本发明，引入高温压级位的液相乙烯冷剂，其目的是补充开车时脱甲烷塔顶部乙烯冷剂动力的不足。

优选地，引入的乙烯冷剂为温度压力高于原设计开车用冷剂的液相乙烯。

优选地，该方法还包括，引入中温压级位的气相乙烯冷剂予以补充。