丙烯卸車流程比選及優(yōu)化初宇紅，郭

華(中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院,吉林

吉林

132002）

[摘

要]針對丙烯卸車的各種方法進行了論述和對比，并在吉林石化丙烯腈廠裝卸車安全隱患整改項目中得到了很好的應(yīng)用，為今后的設(shè)計提供了很好的經(jīng)驗。丙烯卸車方法有壓縮機加壓卸車法、泵卸車法、靜壓差裝卸法、加熱裝卸法,每一種卸車方法各有特點，要根據(jù)具體的實際情況選用。

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丙烯卸車方案簡介及比選

1.1

壓縮機加壓卸車法這種方法是在待收料的儲罐和需卸車的槽車之間的丙烯氣相管道上裝置壓縮機。用它將待收料的儲罐中的液化丙烯蒸氣抽出并送到需卸車的槽車中，使槽車的液化丙烯氣蒸氣壓升高，以使槽車和儲罐之間形成了一定的壓差，這樣槽車中的液態(tài)丙烯就借此壓力被送到待收料的儲罐中去。槽車內(nèi)的液態(tài)丙烯卸完后，還可用壓縮機將槽車中的丙烯氣相抽回至儲罐。此時，槽車中的剩余壓力應(yīng)維持在0.15～0.2MPa（G），以避免一些預(yù)計不到的，以及其他因素造成壓力繼續(xù)下降時，引起空氣的滲入，使內(nèi)部形成爆炸性混合氣體。利用壓縮機裝卸時，儲罐和槽車之間壓差一般在0.2～0.3MPa（G）左右。壓縮機加壓卸車法優(yōu)點：操作穩(wěn)定、具有較高的生產(chǎn)能力，它可以同時對兩個槽車進行卸車。工藝流程簡單，丙烯壓縮機系統(tǒng)可利舊，節(jié)省投資。缺點是電耗較大，氣相管中積液對壓縮機有影響，建議在壓縮機前增加氣液分離罐。

1.2

泵卸車法這種方法是在槽車和儲罐之間的丙烯液態(tài)管道上，裝設(shè)丙烯卸車泵來進行丙烯的卸車。采用泵卸車時，丙烯液態(tài)管道上任何一點的壓力不得低于操作溫度下的飽和蒸氣壓力，管道上任何一點的溫度不得高于相應(yīng)管道內(nèi)飽和壓力下的飽和溫度，以防止在管內(nèi)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，造成“氣塞”，使丙烯“斷流”。

為此，在泵的吸入端必須要有一定的靜壓頭，避免液態(tài)丙烯發(fā)生氣化。

泵卸車法工作原理見圖1。

圖1

泵裝卸法工作原理

圖1中，槽車3內(nèi)的丙烯，通過液態(tài)管道與泵入口端相連接。槽車3內(nèi)的液化丙烯蒸氣壓和位差壓頭△H，在泵2的入口端造成一個靜壓頭，使液態(tài)丙烯從槽車3，通過泵2灌注入儲罐1中。在灌注過程中，槽車和儲罐之間的丙烯氣相管道相互連通，以起平衡管的作用。

該卸車法同樣需要一套丙烯壓縮機系統(tǒng)，把丙烯槽車中的氣相抽出，槽車降壓。因為球罐內(nèi)氣相壓力小于槽車內(nèi)的壓力，無法灌泵。還必須增加一套升壓系統(tǒng)（升壓器、升壓罐），解決好泵入口端的靜壓頭問題。

泵卸車法同樣需要液態(tài)和氣態(tài)兩根管道。系統(tǒng)較麻煩，管理也不方便。

撫順石化晴綸廠采用泵卸丙烯，丙烯卸車流程：液態(tài)丙烯自丙烯貯罐來，進入中間罐后靠靜壓壓至丙烯升壓器，用蒸氣加熱后氣態(tài)丙烯進入升壓罐穩(wěn)壓，升壓罐頂部氣態(tài)丙烯經(jīng)丙烯槽車氣相管線進入槽車將槽車內(nèi)壓力升高，液態(tài)丙烯自丙烯槽車底部經(jīng)丙烯泵輸送至丙烯貯罐。

丙烯槽車卸空后，由于槽車內(nèi)壓力較高，槽車內(nèi)殘存丙烯較多，在丙烯槽車氣相升壓線上，接管至螺桿壓縮機，將丙烯槽車內(nèi)丙烯氣抽出，經(jīng)冷卻器與循環(huán)水換熱后，氣態(tài)丙烯變成液態(tài)丙烯回到中間罐。

丙烯升壓器底部、升壓罐底部、中間罐底部接管線匯至丙烯泵入口管線上，卸車站停用時，用丙烯泵將這3臺設(shè)備內(nèi)液態(tài)丙烯送至丙烯貯罐。裝置1994年開始卸車，2006年卸丙烯2.4萬t，每臺丙烯槽車卸車時間3.5h左右，每次槽車剩料約900kg。卸車泵采用離心泵，在生產(chǎn)操作過程中存在機械密封不嚴密、泵檢修頻繁的問題，卸車過程要有人看守。同時該裝置配有丙烯升壓系統(tǒng)和丙烯壓縮機系統(tǒng)。

泵卸車優(yōu)點：可以實現(xiàn)遠距離輸送丙烯，卸車時間有保證。

1.3

加熱裝卸法

加熱裝卸法是利用容器之間形成的蒸氣壓差來進行裝卸。也就是利用丙烯加熱后氣化壓力顯著提高的特性，用來作為輸送液態(tài)丙烯的動力。

此種方法裝卸時間較長，尤其在寒冷地區(qū)，冬季自然蒸發(fā)壓力較低時，不利于壓縮機工作。此時，可采用加熱裝卸法與壓縮機裝卸法，一起配合使用。

為保證加熱裝卸的順利進行，必須根據(jù)需要排空儲罐的加熱表面積等因素來選擇合適的氣化升壓器。氣化升壓器選擇，一般還可以按相似條件下的運行經(jīng)驗來確定。

1.4

靜壓差裝卸法

靜壓差裝卸法，是利用儲存丙烯容器之間的位置高差（即壓差△H）來卸車。這種方法很簡單，但必須要有足夠的位置高差才能使用。在裝卸時須將容器之間相應(yīng)的氣態(tài)和液態(tài)空間連接起來。此法較適合槽車向半地下或地下儲罐卸車用，但裝卸速度較慢，并且不易卸盡，一般很少采用。

2

應(yīng)用實例

吉林石化公司丙烯腈廠在西大庫建有丙烯球罐3個，每個球罐容積2000m3，設(shè)有丙烯火車、汽車卸車站臺，采用壓縮機加壓法卸丙烯。在2006年吉林石化丙烯腈廠安全隱患整改項目中，擬將該站臺丙烯球罐和壓縮機搬遷，以更好地滿足化工新區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃和國家標準規(guī)范的要求。

為滿足化工新區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃，丙烯卸車站臺設(shè)置在現(xiàn)丙烯腈廠邊緣，原有的西大庫丙烯球罐搬遷至化工新區(qū)新上的丙烯罐區(qū)，丙烯球罐距裝卸車站臺距離大約1800m，總圖滿足了總體規(guī)劃的要求，但對丙烯裝卸車卻提出了苛刻的設(shè)計條件，管線距離長，卸車阻力大，卸車任務(wù)重。

為節(jié)省項目投資，利用原有壓縮機，對各種丙烯卸車方案進行了比選，對丙烯卸車分兩種工況進行了PRO-II工藝計算和流程模擬。

2.1

當溫度T=15℃工況，每小時卸丙烯90t

取氣點在新上丙烯罐區(qū)，按照丙烯腈廠提供的設(shè)計參數(shù)，丙烯球罐正常操作壓力為1.0MPa（G），氣相丙烯管徑DN150，管線長度按照2000m考慮。通過PROII計算，管線阻力降為0.02MPa，流速為

2.88m/s。儲罐內(nèi)丙烯氣經(jīng)過丙烯壓縮機升壓至1.5MPa（G），去丙烯槽車，由丙烯槽車送出的液相丙烯壓力為1.3MPa（G），送至丙烯儲罐。液相丙烯管徑DN200，管線長度2000m，通過PROII計算，管線阻力降為0.19MPa，流速為1.52m/s?？梢詽M足卸車要求。

2.2

當溫度T=30℃工況，每小時卸丙烯90t

取氣點在新上丙烯罐區(qū)，按照丙烯腈廠提供的設(shè)計參數(shù)，丙烯球罐正常操作壓力為1.0MPa（G），管徑DN150，管線長度：按照2000m考慮，通過PROII計算，管線阻力降為0.02MPa，流速為2.88m/s。丙烯氣經(jīng)過丙烯壓縮機升壓至1.5MPa（G），去丙烯槽車，由丙烯槽車送出的液相丙烯壓力為1.3MPa（G），送至丙烯罐區(qū)。液相丙烯管徑DN200，管線長度2000m，通過PROII計算，管線阻力降為0.223MPa，流速為

1.79m/s?？梢詽M足卸車要求。

2.3

為保證丙烯壓縮機入口為氣相，從丙烯球罐取氣點至丙烯壓縮機入口管線用二根管徑為DN20伴熱管伴熱，蒸氣等級為0.9MPa（G）。在丙烯壓縮機入口總管上設(shè)置一個容積為4.6m3的丙烯氣液分離罐，每個丙烯壓縮機隨機配套一個氣液分離罐、穩(wěn)壓罐，充分保證丙烯氣相管線不夾帶液體，保證丙烯卸車的安全性。

2.4

通過上述計算認為壓縮機利舊，采用壓縮機加壓卸車法，不僅滿足丙烯安全、平穩(wěn)的卸車要求，而且節(jié)省項目投資。

裝卸丙烯的方法要因地制宜，根據(jù)每年的裝卸量、總圖位置、工藝條件選擇適宜的丙烯裝卸車方案。針對吉林石化丙烯腈廠裝卸車安全隱患整改項目，丙烯壓縮機利舊、節(jié)省投資，而且吉林石化丙烯腈廠已有多年壓縮機卸丙烯的實際操作經(jīng)驗，操作穩(wěn)