丙烯制冷系统进水的症状分析及应对措施
曾祥文，刘学武
（鄂尔多斯市国泰化工有限公司，内蒙古 杭锦017418）
［摘 要］ 简述400 kt/a甲醇项目低温甲醇洗装置丙烯制冷系统的工艺流程，介绍丙烯制冷系统进水后引起的丙烯压缩机入口气相丙烯流量不足、低温甲醇洗系统冷量不足、液相丙烯总管压力持续下降等各类症状，对系统进水的原因进行分析，并采取了相应的处理措施。
［关键词］ 低温甲醇洗装置；丙烯制冷系统；进水；问题分析；处理措施
［中图分类号］ TQ 025.4 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）06-0050-03
鄂尔多斯市国泰化工有限公司400 kt/a甲醇项目配套的低温甲醇洗装置采用丙烯制冷系统为系统补充冷量，装置运行约8个月后，由于丙烯制冷系统二级丙烯水冷器（E3152）内漏严重，大量丙烯漏入循环水中，导致装置不能维持正常运行；同时，丙烯漏入循环水中后影响循环水水质，并带来很大的安全隐患。于是，公司于2016年3月停车对二级丙烯水冷器进行检修。然而，在随后的开车过程中，我们发现丙烯制冷系统存在诸多问题，根本无法继续开车。通过一系列排查，找到了问题的症结，处理后，丙烯制冷系统顺利开车。
1 丙烯制冷系统工艺流程简介
丙烯制冷系统工艺流程如图1。装置正常生产时，从低温甲醇洗工序来的-38 ℃气体丙烯，压力约0.13 MPa（A），进入丙烯分离器（V3151），分离液滴后气体以25 049 m3/h进入丙烯压缩机（C3151）一段进口；由省功器（V3154）来的温度约-7 ℃、压力约0.45 MPa（A）的丙烯气体进入丙烯分离罐（V3152），分离液滴后气体以11 257 m3/h补入丙烯压缩机（C3151）二段进口，与一段出口气体混合后以36 306 m3/h进入丙烯压缩机（C3151）二段；气体丙烯经丙烯压缩机（C3151）二段压缩后，出口气体压力升至1.88 MPa（A）、温度升至约91.6 ℃，依次进入一级丙烯水冷器（E3151）、二级丙烯水冷器（E3152），最终冷凝到20 ℃（冷却介质为循环冷却水）；丙烯气体通过循环冷却水冷凝成液体后，靠重力自流入丙烯收集罐（V3153）；出丙烯收集罐（V3153）的液体丙烯，经省功器（V3154）后减压至0.45 MPa（A）、温度降至-7 ℃；之后进入闪蒸分离器（V3152）进行气液分离（丙烯蒸气带走热量），液体丙烯分2路分别进入丙烯过冷器（E3154）管程和壳程，壳程丙烯经减压并带走管程丙烯的热量后进入入口分离器（V3151）进行气液分离，管程丙烯经深冷至-20 ℃ 后供低温甲醇洗工段的各丙烯冷却器使用。
图1丙烯制冷系统工艺流程简图
2 问题分析
在二级丙烯水冷器消漏检修工作完成后，丙烯制冷系统无法正常开车，存在的主要问题及分析如下。
2.1 丙烯压缩机入口气相丙烯流量不足
正常情况下，丙烯压缩机入口气相丙烯流量约25 049 m3/h，满负荷可达30 000 m3/h以上，而在本次开车过程中，满负荷流量只有17 000 m3/h左右，且有下降趋势。结合丙烯制冷系统工艺流程，我们对丙烯压缩机入口气相丙烯的几个主要来源分析如下。
（1）丙烯冷却器闪蒸所产生的气相丙烯。在进入低温甲醇洗系统丙烯冷却器壳程的液相丙烯量不变的情况下，这部分气相丙烯量取决于进入丙烯冷却器管程的甲醇量及甲醇温度，即甲醇循环量越大、甲醇温度越高，发生相变的丙烯就会越多，气相丙烯量就会越大，反之亦然。据当时的工况，贫甲醇总循环量为150 000 kg/h，贫甲醇温度约-12 ℃，气相丙烯量理论值应为10 000 m3/h左右，而实际流量只有3 000 m3/h左右。可见，低温甲醇洗系统丙烯冷却器闪蒸所产生的气相丙烯量偏少。据此逆向推测，保持贫甲醇总循环量及温度不变，进入丙烯冷却器壳程的液相丙烯量越多，发生相变的丙烯就会越多，气相丙烯量就会越大，反之亦然。当然，此时气相丙烯量是有上限值的，即10 000 m3/h。据以上分析可以判断，低温甲醇洗系统丙烯冷却器闪蒸所产生的气相丙烯量偏少的原因是进入丙烯冷却器壳程的液相丙烯量不足。
（2）由丙烯压缩机防喘振管线自一段出口一级丙烯水冷器回流至一段入口的气相丙烯。在丙烯压缩机一段出、入口压差不变的情况下，防喘振管线上的阀门开度越大，通过丙烯压缩机自身防喘振管线自一段出口一级丙烯水冷器回流至一段入口的气相丙烯量越大，反之亦然。据当时的工况，防喘振管线上的阀门开度约65%，且阀门前后温差在2 ℃以内，气相丙烯理论流量应为13 800 m3/h，实际流量约13 900 m3/h。可见，这部分气相丙烯量正常。
更多内容详见《中氮肥》2016年第6期