二元混合冷凍劑製冷系統提供的冷卻介質用於滿足工藝淨化工序中的低溫度級別製冷需求。
基本介紹
- 中文名：二元製冷
二元製冷系統
二元混合冷凍劑製冷是在低於－40℃的溫度級別上提供的。使用的冷劑就是裝置中生產的甲烷和乙烯的混合物。提供製冷的方法是在各種壓力下使得二元混合冷劑氣化，以便滿足不同溫度條件下的工藝冷卻要求。氣化產生的蒸氣在在壓縮機的三個壓縮級中被壓縮到大約4.35 MPag的壓力，經過冷卻水冷卻處理後和丙烯冷劑換熱進行局部冷凝，最終在－53℃下通過自身製冷而全部冷凝。不需要級間冷卻，因為進入壓縮機每個壓縮級的冷氣體本身能夠提供充分的冷卻。
來自壓縮機三段出口的冷劑蒸氣首先在1#二元混合冷劑冷卻器(E-55551)中和冷卻水換熱至40℃，再在2#二元混合冷劑冷卻器(E-55553X)中和13℃以及－4℃的丙烯冷劑換熱至-1℃，並且在3#二元混合冷凍劑冷卻器(E-55554X)中和－27℃的丙烯冷劑換熱至-24℃。冷劑蒸氣隨後進入8#尾氣換熱器(E-318X)，和－40℃的丙烯冷劑換熱而局部冷凝，然後在E-30317X中通過自身節流製冷至-53℃而充分冷凝。冷凝的液體則收集在二元混合冷劑收集罐(D-55554)中。
來自二元混合冷劑收集罐(D-55554)的部分液體在PIC55010控制下減壓到三級入口壓力，並且在7#尾氣換熱器(E-30317X)對二元混合冷劑的冷凝和丙烯產品至低溫丙烯儲罐的冷卻提供冷量。該部分二元冷劑在8#尾氣換熱器(E-30318X)中過熱到大約－28℃，並且流到三級入口罐(D-55553)中。
當乙烯產品液體要進入低溫乙烯儲罐時，來自二元混合冷劑儲罐(D-55554)的部分液體就流到乙烯產品冷卻器(E-40414X)中。該部分液體過冷後通過TIC43001減壓到一級和通過TIC55010減壓到二級入口壓力，以便對流向低溫乙烯儲罐的乙烯產品提供製冷。
二元混合冷劑收集罐(D-55554)的部分液體在5#尾氣換熱器(E-30315X)、4#尾氣換熱器(E-30314X)和3#尾氣換熱器(E-313X)中過冷到大約－130℃，然後進入二元混合冷劑脫不凝氣罐罐(D-55555)中。
來自二元混合冷劑脫不凝氣罐罐(D-55555)的過冷液體減壓到一級入口壓力，根據脫甲烷塔回流罐的液位LIC30102控制提供給脫甲烷塔塔頂冷凝器(E-30308X)的冷量，用在E30313X出口的裂解氣溫度控制器TIC30013控制向E-30313X提供的冷劑量，而裂解氣體則經過4#尾氣換熱器(E-30314X)和3#尾氣換熱器(E-30313X)中從－72℃冷卻到－130℃。節流減壓至一級入口壓力的二元冷劑在4#尾氣換熱器(E-30314X)中被過熱到大約－96℃，並且被送到一級入口罐(D-55551)。經過5#尾氣換熱器(E-30315X)過冷的液體一部分通過裂解氣在E30315X出口的溫度控制器TIC30015控制減壓到二級入口壓力並且對E30315X的裂解氣提供製冷，裂解氣在5#尾氣換熱器(E-30315X)中從－63℃冷卻到－72℃。二元混合冷劑收集罐(D-55554)的部分液體通過在E30316X出口的裂解氣溫度控制器TIC30016控制減壓到二級入口壓力並且對裂解氣體提供製冷，裂解氣在6#尾氣換熱器(E-316X)則從－46℃冷卻到－57℃。節流減壓至二級入口壓力的二元冷劑在7#尾氣換熱器(E-30317X)過熱到－40℃，並且流到二級入口罐(D-55552)。
二元製冷壓縮機的三個吸入罐的氣體分別計入壓縮機的三個入口，在壓縮機的每個入口都有流量測量。第一級入口罐的壓力控制器PIC55021通過串級控制SIC55101調整壓縮機透平的轉速以保證一級吸入罐的壓力穩定。同時二元製冷壓縮機的三個吸入罐都有壓力控制器以保證壓縮機吸入罐在過壓的情況下二元冷劑可以排放到乾火炬去，一、二、三級吸入罐的壓力控制器分別是PIC55O2O、PIC55030、PIC55031。
二元冷劑夾帶的液體和沒有氣化的急冷液體(在最小流量操作中使用)可能在三個入口罐(D-55551, D-55552, D-55553)中產生液位。在每個入口罐中提供了高液位報警功能。二級（D55552）、三級入口罐（D55553）中聚積的液體分別通過LIC55041和LIC55043送到一級入口罐（D55551）。一級入口罐中的液位通過手動方式經由一個手動控制器HIC55012在液位之下引入壓縮機三段出口的熱蒸氣，通過一個分布器，使得液體氣化而降低。另外一種降低液位的方法是，將液體排放到排液罐(D-55556)中，利用壓縮機的出口蒸氣將液體壓回到二元冷劑收集罐(D-55554)中。少量液體也可以排放到脫甲烷塔。
二元混合冷凍劑壓縮機防喘振保護的方法是使用最低流量循環管線，將最低流量返回到每個入口罐。在壓縮機的每個入口都測量流量。在1#二元混合冷劑冷卻器(E-551)的下游，在流量控制下將壓縮機的出口蒸氣循環到相關的入口罐以保持最低的入口流量。第一級的最低流量通過第一級的入口流量FIC55020來控制。第二級的最低流量則通過壓縮機的第一級和第二級的入口流量相加來加以控制，控制器為FIC55030P。同樣，第三級的最低流量則通過控制壓縮機的全部三個吸入級總流量來加以控制，控制器為FIC55032P。
在實際的最低流量循環操作期間，有最低流量控制的循環流體的溫度要比壓縮機機械允許的理想溫度高。因此，去全部三個入口罐的最低流量蒸氣就需要用來自收集罐(D-55554)的急冷液體加以急冷以降低溫度。在進入三個入口罐之前，通過TIC55020、TIC55031、TIC55030控制來自收集罐(D-55554)的急冷液體量和最低流量蒸汽合併在一起進入三台混合器(M-55551, M-55552, M-55553)以能夠保證蒸氣和液體的充分混合。通過每個入口罐的溫度控制來調節，急冷液體的流量，以便將溫度保持在比每個入口罐的正常操作溫度高出5～10℃的水平上，（不要超出太多）。
