本實用新型屬于低溫液化烴儲存技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低溫常壓乙烯儲存裝置。

背景技術(shù)：

乙烯是石油化學(xué)工業(yè)中重要的基礎(chǔ)原料。乙烯屬于液化烴，火災(zāi)危險性分類為甲A類。乙烯的儲存方式主要有三種：全壓力式、半冷凍式和全冷凍式。傳統(tǒng)的乙烯生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的乙烯產(chǎn)品進入低溫乙烯罐前會將溫度冷卻至-98℃左右，儲存時會產(chǎn)生少量的節(jié)流氣相乙烯。節(jié)流氣相乙烯與低溫乙烯罐中吸熱氣化的乙烯需再回收到低溫乙烯罐里，但其氣相乙烯的回收量少，因而工藝簡單。

近年來，煤制烯烴技術(shù)的快速發(fā)展逐漸開始代替石油化工方法生產(chǎn)乙烯和丙烯，進而生產(chǎn)聚烯烴。然而，根據(jù)煤制烯烴技術(shù)建造的MTO(甲醇制烯烴)裝置所生產(chǎn)出的乙烯產(chǎn)品溫度都在-30℃左右，MTO裝置中沒有溫度級別為-100℃左右的制冷壓縮機，無法對乙烯產(chǎn)品進一步冷卻，若該乙烯產(chǎn)品直接進入低溫乙烯罐中進行常壓儲存，則會產(chǎn)生大量的節(jié)流氣相乙烯，如果仍采用傳統(tǒng)低溫乙烯儲存裝置的儲存流程，不僅能耗非常大，嚴重浪費資源，還會增加裝置的成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠節(jié)能降耗的低溫常壓乙烯儲存裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種低溫常壓乙烯儲存裝置，該裝置包括串聯(lián)連接的低溫乙烯罐、乙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)以及丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述的乙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)包括與低溫乙烯罐相連的乙烯進料冷卻單元、依次與乙烯進料冷卻單元相連的冷箱以及乙烯壓縮冷卻單元，所述的乙烯壓縮冷卻單元的出口依次經(jīng)冷箱、丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)后，一路返回連接至乙烯進料冷卻單元，另一路連接至低溫乙烯罐。

所述的乙烯進料冷卻單元包括與低溫乙烯罐相連的乙烯進料冷卻器以及與乙烯進料冷卻器串聯(lián)連接的乙烯壓縮機進口分液罐，該乙烯壓縮機進口分液罐的頂部出口與低溫乙烯罐的頂部出口相連，并一起經(jīng)冷箱與乙烯壓縮冷卻單元的進口相連。

所述的乙烯壓縮冷卻單元包括與冷箱相連的乙烯壓縮機以及與乙烯壓縮機的出口相連的乙烯壓縮機出口冷卻器，該乙烯壓縮機出口冷卻器的出口經(jīng)冷箱與丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)相連。

所述的丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)連接的丙烯壓縮機、丙烯冷凝器、丙烯閃蒸器、丙烯壓縮機進口分液罐以及與丙烯壓縮機進口分液罐串聯(lián)連接的乙烯冷凝器，該乙烯冷凝器的進口經(jīng)冷箱與的乙烯壓縮機出口冷卻器相連，出口經(jīng)冷箱一路返回連接至乙烯進料冷卻單元，另一路連接至低溫乙烯罐。

所述的乙烯冷凝器與乙烯壓縮機進口分液罐之間的管路上、所述的乙烯冷凝器與低溫乙烯罐之間的管路上均分別設(shè)有第一節(jié)流閥。

所述的低溫乙烯罐與乙烯進料冷卻器之間的管路上設(shè)有第二節(jié)流閥。

所述的丙烯冷凝器與丙烯閃蒸器之間的管路上、所述的丙烯閃蒸器與丙烯壓縮機進口分液罐之間的管路上均分別設(shè)有第三節(jié)流閥。

所述的丙烯閃蒸器的頂部出口與丙烯壓縮機的中段進口相連。

在實際應(yīng)用時，自界外輸送來的液態(tài)乙烯進入乙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)后，經(jīng)過乙烯進料冷卻器被乙烯壓縮機進口分液罐底部出來的乙烯冷劑冷卻至-101℃后減壓進入低溫乙烯罐儲存，同時，乙烯壓縮機進口分液罐底部出來的乙烯冷劑在乙烯進料冷卻器中被氣化后返回乙烯壓縮機進口分液罐。

來自低溫乙烯罐的BOG(閃蒸汽)和乙烯壓縮機進口分液罐中氣化后的乙烯冷劑混合后組成的低溫氣相乙烯進入冷箱，經(jīng)冷箱換熱至10℃后進入乙烯壓縮機。

乙烯壓縮機出口的乙烯經(jīng)乙烯壓縮機出口冷卻器冷卻至40℃后送至冷箱中與低溫氣相乙烯換熱，預(yù)冷至20℃。經(jīng)冷箱預(yù)冷后的乙烯又在乙烯冷凝器中被丙烯冷卻至-26℃后返回冷箱中過冷，經(jīng)冷箱過冷后的液相乙烯一部分經(jīng)節(jié)流降壓后進入乙烯壓縮機進口分液罐中作為乙烯冷劑循環(huán)使用，另一部分則進入低溫乙烯罐中儲存。

丙烯壓縮機進口分液罐底部出來的液相丙烯在乙烯冷凝器中被氣化后返回丙烯壓縮機進口分液罐，丙烯壓縮機進口分液罐頂部出來的低壓氣相丙烯進入丙烯壓 縮機。丙烯壓縮機出口的氣相丙烯經(jīng)丙烯冷凝器冷凝成40℃液相丙烯后進入丙烯閃蒸器。丙烯閃蒸器頂部出來的中壓氣相丙烯自丙烯壓縮機中段進口進入丙烯壓縮機，丙烯閃蒸器底部出來的液相丙烯經(jīng)節(jié)流降壓后進入丙烯壓縮機進口分液罐。

本實用新型通過乙烯進料冷卻器將半冷凍式乙烯冷卻成溫度-100℃的低溫乙烯，減少了乙烯節(jié)流進低溫乙烯罐后的氣相量；經(jīng)進料乙烯冷卻器換熱氣化后的循環(huán)乙烯、進料乙烯進低溫乙烯罐后的節(jié)流氣相乙烯以及低溫乙烯罐吸熱氣化的乙烯通過冷箱用乙烯壓縮機出口的高溫乙烯升溫后進入乙烯壓縮機，以提高乙烯壓縮機的進氣溫度，避免使用低溫壓縮機；同時，被丙烯冷凝后的液相乙烯又通過冷箱進一步被冷卻，提高了循環(huán)乙烯冷劑的使用效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下特點：

1)通過乙烯進料冷卻器將半冷凍式乙烯冷卻成溫度為-100℃左右的低溫乙烯，減少了乙烯節(jié)流進低溫乙烯罐后的氣相量；

2)經(jīng)乙烯進料冷卻器換熱氣化后的乙烯冷劑、進料乙烯進低溫乙烯罐后的節(jié)流氣相乙烯以及低溫乙烯罐中吸熱氣化的乙烯在冷箱中被乙烯壓縮機出口冷卻器出來的溫度較高的乙烯加熱升溫后進入乙烯壓縮機，提高了乙烯壓縮機的進氣溫度，避免了使用低溫乙烯壓縮機，降低了裝置的成本；

3)被丙烯冷凝后的液相乙烯又返回冷箱，進一步被冷卻，提高了循環(huán)乙烯冷劑的使用效率，同時進一步提高了乙烯壓縮機的進氣溫度，降低了乙烯壓縮機的能耗；

4)經(jīng)丙烯冷凝器冷凝后的液相丙烯通過預(yù)減壓節(jié)流后進入丙烯閃蒸器，丙烯閃蒸器出來的氣相丙烯返回丙烯壓縮機中段，降低了丙烯壓縮機的能耗。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有低溫乙烯儲存裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記說明：

C1—乙烯壓縮機、C2—丙烯壓縮機、E1—乙烯進料冷卻器、E2—乙烯壓縮機出口冷卻器、E3—乙烯冷凝器、E4—冷箱、E5—丙烯冷凝器、F1—乙烯壓縮機進口分液罐、F3—低溫乙烯罐、F4—丙烯壓縮機進口分液罐、F5—丙烯閃蒸器、P1—低溫乙烯泵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例：

如圖1所示為現(xiàn)有低溫乙烯儲存裝置，該裝置主要由乙烯壓縮機C1、乙烯壓縮機出口冷卻器E2、乙烯冷凝器E3以及低溫乙烯罐F3依次串聯(lián)連接而成，并采用丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)與乙烯冷凝器E3進行熱交換，并且丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)由丙烯壓縮機C2、丙烯冷凝器E5、丙烯閃蒸器F5及丙烯壓縮機進口分液罐F4依次串聯(lián)構(gòu)成。其中，低溫乙烯罐F3通過低溫乙烯泵P1向外供應(yīng)低溫乙烯。

不同于現(xiàn)有低溫乙烯儲存裝置，本實施例低溫常壓乙烯儲存裝置如圖2所示，包括串聯(lián)連接的低溫乙烯罐F3、乙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)以及丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)，乙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)包括與低溫乙烯罐F3相連的乙烯進料冷卻單元、依次與乙烯進料冷卻單元相連的冷箱E4以及乙烯壓縮冷卻單元，乙烯壓縮冷卻單元的出口依次經(jīng)冷箱E4、丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)后，一路返回連接至乙烯進料冷卻單元，另一路連接至低溫乙烯罐F3。

其中，乙烯進料冷卻單元包括與低溫乙烯罐F3相連的乙烯進料冷卻器E1以及與乙烯進料冷卻器E1串聯(lián)連接的乙烯壓縮機進口分液罐F1，該乙烯壓縮機進口分液罐F1的頂部出口與低溫乙烯罐F3的頂部出口相連，并一起經(jīng)冷箱E4與乙烯壓縮冷卻單元的進口相連。

乙烯壓縮冷卻單元包括與冷箱E4相連的乙烯壓縮機C1以及與乙烯壓縮機C1的出口相連的乙烯壓縮機出口冷卻器E2，該乙烯壓縮機出口冷卻器E2的出口經(jīng)冷箱E4與丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)相連。

丙烯制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)連接的丙烯壓縮機C2、丙烯冷凝器E5、丙烯閃蒸器F5、丙烯壓縮機進口分液罐F4以及與丙烯壓縮機進口分液罐F4串聯(lián)連接的乙烯冷凝器E3，該乙烯冷凝器E3的進口經(jīng)冷箱E4與的乙烯壓縮機出口冷卻器E2相連，出口經(jīng)冷箱E4一路返回連接至乙烯進料冷卻單元，另一路連接至低溫乙烯罐F3。

在實際設(shè)計時，乙烯冷凝器E3與乙烯壓縮機進口分液罐F1之間的管路上、 乙烯冷凝器E3與低溫乙烯罐F3之間的管路上均分別設(shè)有第一節(jié)流閥。低溫乙烯罐F3與乙烯進料冷卻器E1之間的管路上設(shè)有第二節(jié)流閥。丙烯冷凝器E5與丙烯閃蒸器F5之間的管路上、丙烯閃蒸器F5與丙烯壓縮機進口分液罐F4之間的管路上均分別設(shè)有第三節(jié)流閥。丙烯閃蒸器F5的頂部出口與丙烯壓縮機C2的中段進口相連。

自界外來液態(tài)乙烯進入低溫乙烯罐F3后，經(jīng)過乙烯進料冷卻器E1被冷卻到-101℃后減壓進入低溫乙烯罐F3儲存。

來自低溫乙烯罐F3的BOG和汽化后的乙烯冷劑匯合后進入冷箱E4，經(jīng)冷箱E4換熱至10℃后進入乙烯壓縮機C1。

乙烯壓縮機C1出口的乙烯經(jīng)乙烯壓縮機出口冷卻器E2冷至40℃，該乙烯被送到冷箱E4與低溫氣相乙烯換熱，預(yù)冷至20℃。經(jīng)冷箱E4預(yù)冷后的乙烯又經(jīng)乙烯冷凝器E3冷卻至-26℃后，返回冷箱E4過冷，經(jīng)冷箱E4過冷后，液態(tài)乙烯冷劑一部分節(jié)流降壓后，進入乙烯壓縮機進口分液罐F1，乙烯壓縮機進口分液罐F1底部出來的乙烯作為冷劑將進料乙烯冷卻至-101℃并氣化后，返回乙烯壓縮機進口分液罐F1，另一部分液相乙烯則進入低溫乙烯罐F3儲存。

丙烯壓縮機進口分液罐F4底部出來的液相丙烯經(jīng)乙烯冷凝器E3氣化后，返回丙烯壓縮機進口分液罐F4，丙烯壓縮機進口分液罐F4頂部出來的低壓氣相丙烯進入丙烯壓縮機C2。丙烯壓縮機C2出口的氣相丙烯經(jīng)丙烯冷凝器E5冷卻成40℃液態(tài)丙烯后進入丙烯閃蒸器F5。

丙烯閃蒸器F5頂部出來的中壓氣相丙烯自丙烯壓縮機C2中段進口進入丙烯壓縮機C2中，丙烯閃蒸器F5底部出來的液相丙烯節(jié)流降壓后進入丙烯壓縮機進口分液罐F4。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。