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丙烯制冷系統結冰的預防及改造

文檔作者：劉學武王娟高林林文檔來源：昊華國泰化工有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2023年02月22日
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丙烯制冷系統結冰的預防及改造
劉學武王娟高林林
(昊華國泰化工有限責任公司內蒙古鄂爾多斯017418)
2016年3月17日，吳華國泰化工有限責任
公司年產400 kt甲醇裝置丙烯制冷系統在檢修過
程中意外進水，因處理不當，導致系統結冰凍堵而
停產3 d，直接經濟損失達396萬元。究其原因，
雖然丙烯制冷系統進水后處理不當導致結冰凍堵
是一個不可回避的事實，但該類系統所存在的設
計缺陷也是不可忽視的。
1丙烯制冷系統工藝原理
制冷的方法很多，常見的有以下4種：液體汽
化制冷、氣體膨脹制冷、渦流管制冷和熱電制冷，
其中液體汽化制冷的應用最為廣泛，丙烯制冷就
是其中一種，它是利用丙烯液體汽化時的吸熱效
應來實現制冷。當液體處于密閉容器時，若該容
器內除了液體及液體自身的蒸氣外不存在任何其
他氣體，那么液體和蒸氣在某一壓力下將達到平
衡，此時的氣體稱為飽和蒸氣，它所具有的壓力稱
為該溫度下的飽和壓力，溫度稱為飽和溫度，飽和
壓力隨溫度的升高而升高。如果將一部分飽和蒸
氣從容器中抽出，液體中就必須再汽化一部分蒸
氣來維持平衡，液體汽化時，需要吸收熱量，此熱
量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象，它
使被冷卻對象變冷，或者使它維持在某一低溫。
為使上述過程繼續(xù)進行，必須不斷地從容器中抽
出蒸氣，再不斷地將液體補充進去。通過一定的
方法把蒸氣抽出，并使其凝結成液體后再回到容
器中，就能滿足此要求。從容器中抽出的蒸氣如
果直接凝結成液體，所需冷卻介質的溫度比液體
的蒸發(fā)溫度還要低。為了使蒸氣的冷凝過程在常
溫下實現，需要將蒸氣的壓力提高至常溫下的飽
和壓力，這樣制冷介質將在低溫、低壓下蒸發(fā)，會
產生制冷效應，并在高溫、高壓下冷凝，向環(huán)境或
冷卻介質放出熱量。因此，制冷循環(huán)由介質汽化、
蒸氣升壓、高壓蒸氣冷凝和高壓液體降壓這4個
過程組成。丙烯制冷系統工藝流程見圖1(虛線
為改造部分)。
來自低溫甲醇洗裝置的溫度為一38℃、壓力
為O．13 MPa(絕壓)的丙烯氣體進人丙烯分離器
(V3151)，氣體中的液滴分離出來后進人丙烯壓
縮機(C3151)一段進口，流量為25 049 m3／h(標
態(tài))。來自省功器(V3154)的溫度為一7℃、壓力
為0．45 MPa(絕壓)的丙烯氣體進入丙烯分離罐
(V3152)，氣體中的液滴分離出來后進入C3151
二段進口，流量為11 257 m3／h(標態(tài))，然后與
C3151一段出口氣體混合后進入c3151二段進口
繼續(xù)壓縮，此時流量為36 306 m3／h(標態(tài))。丙
烯氣體經壓縮后壓力升至1．88 MPa(絕壓)、溫度
為91．6℃，然后依次進入一級丙烯水冷器
(E3151)、二級丙烯水冷器(E3152)，最終冷凝至
40℃，冷卻介質為循環(huán)冷卻水。
丙烯氣體通過循環(huán)冷卻水冷凝成液體后，靠
重力自流排人丙烯收集槽(V3153)，出V3153的
液體丙烯經V3154后減壓至o．45 MPa(絕壓)、溫
度降低至一7℃，丙烯蒸氣帶走熱量進入V3152
進行氣液分離，液體丙烯分兩路分別進入過冷器
A(E3154A)的管程和殼程：殼程丙烯經減壓并帶
走管程丙烯的熱量后進人V3151，進行氣液分離；
管程丙烯經深冷至一20℃后，最終送至低溫甲醇
洗裝置。
2存在的問題
在常溫、常壓下，丙烯與水不互溶。在丙烯制
冷系統中，最低溫度為一45℃，若水混入丙烯中，
并不會產生共溶物，而直接在低溫下結冰，進而凍
堵設備，導致系統無法繼續(xù)運行。若處理不及時，
還會因結冰損壞設備，進而擴大損失。吳華國泰
化工有限責任公司丙烯制冷系統就是存在上述問
題，在正常生產過程中，如果系統不慎進水，直接

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