丙烯卸车工艺设计分析与比较

2022-09-11

丙烯作为石油化工行业重要的基本原材料之一, 是工艺装置生产合成聚丙烯的基础原料单体, 用于生产制造丙烯腈、丙酮等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。丙烯用量最大的是生产聚丙烯, 另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。随着我国化学工业的快速稳定的扩张产能与发展壮大, 作为化学工业基础原材料之一的丙烯产能和实际消耗量均出现了较快的速度增长。一些以丙烯作为原材料进行化工生产或者加工的化学工业的生产企业处于生产成本的考虑或者需求量大的原因, 需要从国内市场上购买满足日常生产需要的一定数量的丙烯, 进而就产生了丙烯市场的供求关系, 进一步就出现了为了满足日常生产需要的丙烯原料的装卸, 从而使丙烯原料装卸车工艺变的非常重要和关键。丙烯为液化烃, 在常温常压下为无色可燃性气体, 爆炸极限为:2.0%~11.7% (体积分数V/V) 。因此, 丙烯卸车工艺设计有较高的工艺要求同时对丙烯卸程安全与否有重要的影响。笔者对丙烯装卸车工艺的设计有一些经验, 愿与同行进行一定的探讨。

一、丙烯的卸车工艺与比较

1. 压缩机加压卸车工艺

丙烯的卸车是从丙烯槽车的压力容器中将丙烯液体流入丙烯接受体的储罐中。以及相反的装车工艺即将压力容器中的丙烯液体通过一定的工艺使丙烯流入丙烯槽车罐内。具体的丙烯卸车工艺一般包括以下几种:压缩机加压卸车工艺、泵的卸车工艺、加热卸车工艺以及压缩气体加压卸车工艺。

压缩机加压卸车工艺原理是, 利用压缩机对气体丙烯的加压, 提高气体的静压能使接受体球罐中的气相丙烯通过压缩机的加压进入到丙烯槽车中, 降低储罐的压力同时提高槽车储罐中的压力。两者这间通过压缩机来加大二者之间的压差作用下持续不断的从槽车卸车流入到球罐中。在需要卸车流入的储罐和需要放空的槽车之间的丙烯气相管道上, 安装无油润滑液化石油气压缩机。用它将需要抽吸储罐中的丙烯蒸汽吸出, 通过压缩机加压送往丙烯槽车中, 进而使槽车中的丙烯饱和蒸汽压力升高, 储罐中的丙烯饱和蒸汽压力降低, 在槽车和储罐两者之间形成0.10~0.30MPa的压差, 通过上述工艺液态丙烯通过压缩机的加压灌注进入丙烯球罐中去。

该工艺具有生产能力较高, 卸车速度较快的特点。可以对卸车完成后槽车的剩余丙烯气体通过压缩机予以抽回进入球罐。另外还具有同时卸车的特点。槽车中剩余压力在0.2MPa左右, 通过正压差避免了空气的混入, 防止了形成爆炸性混合气体。 (改完)

2. 液化石油气泵卸车工艺

在丙烯槽车和丙烯储罐之间安装液化石油气泵, 通过泵对丙烯的加压, 来完成丙烯的卸车。使用泵进行卸车时, 避免丙烯入口压头过低无法吸入以及温度过高产生气化, 使用此方法时必须解决好泵入口端的净压头问题, 避免液态丙烯气化发生。泵卸车优点:可以实现远距离输送丙烯, 卸车时间有保证。泵卸车缺点:泵卸车速度较慢、卸车泵必须有一定的正吸入安装高度、卸车不彻底等缺点。因此, 人们一般不使用泵来卸车, 而多应用于泵装车中。

3. 加热气化卸车工艺

加热气化卸车工艺是利用液态丙烯通过气化器加热气化后产生的较高压力从而形成丙烯槽车与丙烯球罐之间的压力差为动力进行液态丙烯的卸车的。该方法的优点一次性投资较少, 缺点是丙烯卸车后残留在丙烯槽车中的气态丙烯无法放空与回收。

4. 惰性气体加压卸车工艺

通过输入惰性气体比如氮气来提高丙烯槽车储罐中的压力, 升高后的槽车压力较丙烯球罐压力高约0.3MPa, 通过二者之间的压力差为动力源泉将槽车中的液态丙烯压入丙烯球罐中。该方法的优点是利用惰性气体氮气进行正压输送安全可靠。缺点是丙烯气体压入储罐后对卸车操作产生不利影响, 系统无法完全将丙烯卸车干净。同时惰性气体加压设备要求较高故一次性投资较高, 生产运行维修成本较高。

5. 液态丙烯加热气化与压缩机气体加压相组合卸车工艺

当生产场所处于寒冷地区且温度在-10摄氏度以下时, 应对液态丙烯进行热媒加热使之气化同时压缩机对气化的气体进行加压相结合的卸车工艺进行卸车。热媒介质可以选用热水或者低压饱和蒸汽进行气化加热。

6. 机泵与压缩机加压相结合的卸车工艺

当实际生产中丙烯槽车与丙烯球罐之间的距离比较远时, 优先考虑使用液态丙烯先通过压缩机对气态丙烯进行加压通过槽车与中间储罐之间的压差将液态丙烯压送入中间储罐中。然后通过机泵加压卸车的方式完成将中间储罐中的液态丙烯输送入丙烯球罐中的后续工艺操作。

二、压缩机加压卸车工艺的应用

1.

压缩机卸车工艺的具体工艺流程为丙烯球罐中的丙烯气体通过气液分离器分离出液态凝液、进入气体汇总管中、在依次进入压缩机的吸气阀、气缸、排气阀、然后进入排气汇总管后送入丙烯缓冲罐后再压入丙烯槽车进行加压。

2.

压缩机正式投运前出于安全考虑为了保证丙烯压缩机运行时的安全、稳定、长周期、需要保证进入压缩机中的丙烯管线及设备中的氧含量不应大于2%, 压缩机初次开车需要对压缩机及其工艺管线进行惰性气体的置换, 排净设备和管道中的空气。对于管线内氧气含量大于2%的气体通过放空系统排入火炬系统安全放空, 直至气体氧含量达到工艺要求时为止。

3.

压缩机安全连锁设定, 出于安全考虑压缩机系统设置了如下的安全保护功能。进气压力过低自动停车保护, 设定值为:0.14MPa、排气压力过高自动停车保护设定值:2.5MPa、进排气压差过大自动停车保护设定值:0.85MPa、水压过低自动停车保护设定值:0.15MPa、油压过低自动停车保护设定值:0.15MPa。