丙烯压缩制冷压缩机组蒸发器的化学清洗技术

丙烯压缩制冷压缩机组蒸发器的化学清洗技术

冷慧敏

克什克腾旗大唐煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰025350

摘要：介绍了丙烯制冷压缩机组丙烯储液罐因为改造需要在气刨开孔后进行化学清洗的技术方案，对机组的隔离与保护，并强调了化学清洗的安全与环保注意事项。

关键词：丙烯压缩制冷；压缩机组；蒸发器；清洗技术

引言：在石化行业中，大型机组在每一个装置中均是关键核心设备，而大型丙烯制冷机组更是此类设备中的复杂程度较高的动设备。本文主要在描述了丙烯制冷压缩机储液罐因为改造需要气刨开孔后，进行化学清洗的措施，并描述了化学清洗的注意事项。丙烯制冷机组的储液罐为三类压力容器，因为技术改造和长期使用后，需要进行化学清洗。

1、丙烯压缩制冷系统工艺流程

某甲醇项目冷冻站丙烯压缩制冷装置使用汽轮机驱动离心式压缩机，以丙烯为介质，通过压缩、用水冷凝、节流降压蒸发以达到制冷效果，提供冷量给低温甲醇洗系统中各丙烯冷却器，补偿系统冷量损失。该装置的核心设备为汽轮机拖动的离心式压缩机，压缩机一段入口设计气量为37556m3/h(标态)、压力0．02MPa(表压)、温度－40℃、出口压力1．8MPa。丙烯压缩制冷系统工艺流程见图1。

正常生产时，从低温甲醇洗装置来的丙烯（-40℃，0.135MPaA）经压缩机一级入口分离器分V001A分离后进入丙烯压缩机C001，被压缩至1.78MPa后依次进入丙烯冷却器E001A/B冷凝，使得气体丙烯全部冷凝为液体丙烯后进入丙烯收集槽V002，液体丙烯经LV0003减压至0.5MPaA进入丙烯闪蒸槽V003进行闪蒸，闪蒸出的气体丙烯与一段出口丙烯一起经二级入口分离器V001B后进入丙烯压缩机二段入口，从丙烯闪蒸槽V330底部的液体分成两部分，一部分进入丙烯过冷器E002的管程；另一部分经TV0006减压闪蒸降温后进入丙烯过冷器的壳程，两股液体丙烯进行换热，过冷至-20℃，压力为0.45MPaA的丙烯送去低温甲醇洗装置，为其提供冷量。

图1丙烯压缩制冷系统工艺流程

2、丙烯消耗的原因分析

丙烯制冷压缩机的一段入口温度和二段出口压力是主要控制指标，影响该指标的因素除了压缩机转速和冷凝器冷凝效果外，还有系统中的氮气含量。冷冻站系统原始开车前或退丙烯检修后开车，必须先进行气密性试验、氮气置换。按常规设计，氮气置换合格后，系统引入丙烯，丙烯的引入一般采用7．0MPa中压氮气压入系统丙烯储罐和52闪蒸罐。这一系列过程使得系统中充入了大量的氮气，丙烯压缩机开车后，氮气作为不凝气存在，在向低温甲醇洗系统供冷量前，应将氮气排放掉，保证丙烯纯度达到99．2%(体积分数)以上，故损失了大量的丙烯原料，还严重污染了环境。另外，按原设计，丙烯压缩机开车前，一级密封气也是用0．4MPa氮气作为气源，通过增压泵加压后供一级密封气，一级密封气大部分进入压缩机丙烯气体侧，并从出口排出进入系统，这也使氮气进入丙烯介质。

3、储液罐化学清洗流程

储液罐的基本参数：规格，1500mm×8280mm×14mm；材质，20R；支撑，卧式鞍座；质量，5800kg；介质，93%丙烯＋7%丙烷；设计压力，－0.1～2.1MPa；设计温度，－25～45℃。将储液罐到储液罐的供液管线，与化学清洗循环泵入口管相连，将储液罐到压缩机的中间抽气管线调节阀前法兰加盲板，将冷凝器入储液罐调节阀LCV—101拆下，与化学清洗循环出口管线相连回到水槽。由水槽加水、加药、加蒸汽进行配制、加热，由循环泵打出，经储液罐到储液罐的过液管线，由储液罐内的底部进入，再从顶部冷凝器入储液罐管线流出，返回到水槽，如此反复循环直到化学清洗结束。储液罐化学清洗流程如下图2所示。

4、系统及管件隔离

为了防止化学清洗药剂对阀芯的腐蚀，需要将以下阀门的阀芯抽，并加丝堵密封。（1）与冷凝器、压缩机隔离拆下HV—126、HV—125阀芯，加丝堵进行封闭，拆下LCV—101调节阀，与化学清洗回水管线连接回到水槽，将储液罐去压缩机二、三级中间抽气管线调节阀PCV—101前法兰加盲板，将储槽至储液罐供液管线与化学清洗上水管线相连。（2）隔离液位计关闭HV—130、HV—135角阀，将液位计隔离。（3）对储液罐上、下阀门的防护拆下HV—132、HV—127、HV—129、HV—136阀芯，加丝堵进行封闭。

5、安全、环保措施

化学清洗结束后，先由管线放入水槽，将污水收卸入槽车（需申请使用槽车），根据污水样的分析结果，排至工艺污水线或污水处理池。在化学清洗、加水、加热、循环和排水期间不能有化学清洗水及添加剂流落到外面，化学清洗全程24h有专人监护，停止化学清洗以后，水槽中的污水放入槽车。为了能彻底排净储液罐中的积水，在化学清洗、排水结束后，在储液罐最低处钻眼，将水全部排净。最后再将排水孔焊住并探伤合格。

6、对化学清洗操作的要求

1）化学清洗过程中所有要使用的管线、水槽、循环泵等都要事先进行冲洗，防止存在杂物。2）在循环泵和储液罐的入口分别加30目（0.55mm）过滤网，防止机械杂质进入储液罐，造成储液罐二次污染。3）所选化学清洗药剂不得对设备有较强腐蚀性，清水冲洗要彻底，确保不存在死角。4）化学清洗介质温度不应超过85℃（设备设计温度为93℃）。5）化学清洗期间施工方，应严格按照化学清洗方案实施，现场不能离人，并将化学清洗方案细化，如用碱名称、浓度、管口连接方式及加热方式等。

7、施工步骤及注意事项

1）将储液罐到压缩机的中间抽气管线调节阀前加盲板，防止水窜入压缩机。将冷凝器到储液罐的调节阀LCV—101拆下，与化学清洗循环出口管线相连。2）将去液位计的阀门关闭。3）将储液罐到储液罐的过液管线，与化学清洗循环泵入口管相连。4）仪表专业需将储液罐等设备上的LCV—101调节阀拆下，将PCV—101调节阀拆下。

8、减少丙烯损失的措施

(1)在丙烯制冷压缩机出口增加抽真空泵。冷冻站系统开车前、氮气气密性试验完成并置换合格后，启动真空泵对系统抽真空处理，将系统大部分氮气放空，减少系统氮气量，也就节省了排放不凝气的时间，减少了损失的丙烯气。(2)增加丙烯充装压缩机。在系统原始开车前或运行一段时间后，需要补充丙烯液。引入丙烯的过程，不再采用7．0MPa中压氮气给丙烯罐车加压将丙烯液压入丙烯储罐的方法，而是先利用丙烯罐车自身压力将丙烯液压入处于真空状态的丙烯储罐，然后逐步引入后系统；待冷冻站的系统压力升高至与丙烯罐车的压力持平后，再启动丙烯充装压缩机，将储罐中丙烯气抽出加压后送往丙烯罐车，在丙烯储罐和罐车之间形成压差，从而将丙烯液压入丙烯储罐中。丙烯充装压缩机入口管道、出口管道和罐车出口至丙烯储罐的丙烯液管道都可使用临时软管；丙烯充装结束后，将软管保存，以备下次使用。需注意的是，丙烯气的抽出管径应比充装压缩机出口管径大，否则压缩机入口的流量过小，会导致压缩机出口压力低。丙烯充装过程中不采用中压氮气加压，既避免了大量氮气进入冷冻站系统，也避免了充装后罐车内含氮气的丙烯介质排放造成的浪费及对周边环境的污染。(3)增加不凝气分离器回收不凝气中夹带的丙烯。不凝气分离器利用从丙烯储罐底部抽出的小股丙烯液作为冷源，进入不凝气分离器的壳程，将丙烯气体换热器、丙烯冷却器、丙烯储罐产生的不凝气中的丙烯冷凝下来，然后进入丙烯储罐再次利用，将所含氮气等不凝气通过火炬放空，壳程出口闪蒸后的丙烯气进入闪蒸罐。

结束语：

冷冻站系统开车前通过启动真空泵进行系统抽真空，丙烯充装压缩机进行丙烯充装，丙烯气体作为一级密封气，避免大量氮气进入系统，节省了压缩机开车后需排放大量含丙烯气、氮气的不凝气体以保证丙烯纯度的时间，起到了减少丙烯损失和节省开车时间的作用。

参考文献：

[1]赵鹏,郝占国,刘存祥,刘广利.制冷压缩机试车过程中存在的问题及改造[J].氮肥技术,2018,39(05):12-14.

[2]陈庚.多级离心式丙烯压缩制冷流程的设计[J].化工设计通讯,2018,44(05):10-12.

[3]李英存.压缩机系统的技术改造[J].四川化工,2017,20(01):48-50.

[4]强艳波,刘大贵.减少丙烯压缩制冷系统丙烯损失的措施[J].小氮肥,2016,44(06):25-26.