乙烯深冷分离工艺中LNG冷能的利用

华南理工大学学报（自然科学版）

第３７卷第３期２００９年３月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖ０１．３７

Ｎｏ．３２００９

Ｍａｒｃｈ

文章编号：１０００－５６５Ｘ（２００９）０３—００６２—０５

乙烯深冷分离工艺中ＬＮＧ冷能的利用

李亚军尹华

（华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州５１０６４０）

摘要：为解决传统乙烯深冷分离工艺中压缩制冷系统能耗高的问题，以３０万吨／年乙烯深冷分离装置为研究对象，将液化天然气（ＬＮＧ）冷能用于乙烯深冷分离工艺，取代部分压缩制冷负荷．研究结果表明：ＬＮＧ冷能在乙烯分离工艺中的利用率达７６．５％，可替代原工艺中约２２４７２ｋＷ的冷量负荷，节省约１１９６８ｋＷ的冷剂压缩制冷系统功耗，大幅度降低乙烯深冷分离装置的能耗成本．

关键词：液化天然气；冷能利用；乙烯；深冷分离；压缩制冷

中图分类号：ＴＱ０２６．４；ＴＢ６９文献标识码：Ａ

常压下液化天然气（ＬＮＧ）是一种一１６０．０℃的低温液体，在供应给下游用户之前需将其气化并加热至Ｏ．０℃以上，通常利用海水或燃料来实现，ＬＮＧ汽化时会放出大量的冷能，造成能源的极大浪费¨五Ｊ．按照目前的ＬＮＧ生产工艺，其动力消耗约为８５０ｋＷ?ｈ／ｔ（以每吨ＬＮＧ计），而在接收终端１．０ｔＬＮＧ汽化大约可释放出约２３０ｋＷ?ｈ的冷能口４］．美国、日本等发达国家在２０世纪８０年代起就开始了ＬＮＧ冷能利用技术的研究瞪。８Ｊ，如发电、空分、液态乙烯贮存、干冰制造、冷库等工业通过回收利用ＬＮＧ的冷量，替代了大量用于制冷所消耗的电能．根据我国的能源战略规划，将在长三角、环渤海地区、泛珠三角地区建设１０个左右的ＬＮＧ接收站，到２０２０年形成年进口５０００万吨以上规模的ＬＮＧ接收设施．充分利用好我国进口ＬＮＧ所携带的冷能，已成为ＬＮＧ产业节能降耗的战略任务之一．ＬＮＧ冷量的回收利用，不仅可以减少其气化费用，还可减少气化带来的环境污染问题，对节约资源、提高能源的利用效率、发展循环经济具有十分重要的意义．

乙烯深冷分离制冷工艺工序中的三机（丙烯压缩机、乙烯压缩机、甲烷压缩机）制冷系统需要压缩机做功提供从一１６７—１８

收稿日期：２００８－０３－３１

ｏＣ

将乙烯裂解气中的Ｃ，一Ｃ，烃依次分离，其中丙烯制

系统提供…１０２

１

冷系统提供一４０℃以上各温度级的冷量，乙烯制冷

４０℃各温度级的冷量一】．文中

通过深冷温位换热网络的集成，将ＬＮＧ冷能用于乙烯深冷分离工艺过程，部分取代传统乙烯深冷分离工艺中三机压缩制冷系统提供的冷量，以实现ＬＮＧ冷能资源的综合利用和降低乙烯的能耗成本．

传统乙烯分离装置热负荷分析

文中以某３０万ｔ／ａ乙烯的深冷分离系统为研

究背景，分析裂解气深冷系统、分馏系统和三机压缩制冷系统中需要甲烷冷剂、乙烯冷剂和丙烯冷剂提供的冷负荷大小．以裂解气分离流程为例，质量流量

７３．３１３．４５

ｔ／ｈ的裂解气（其组成如表１所示）在１５℃、

ＭＰａ的工艺条件下，冷却至一定温度后经预切

割塔将乙烷以上的轻烃从塔底分出后分两股进脱乙烷塔，预切割塔塔顶出料进深冷系统深冷后分四股进脱甲烷塔；脱甲烷塔塔顶出料经压缩后进入深冷系统深冷裂解气，脱甲烷塔塔底出料经脱乙烷塔、乙烯精馏塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔和脱丁烷塔的顺序流程将裂解气分离，得到乙烯和丙烯产品．工艺流程中需要乙烯制冷系统提供冷量的工艺物流为乙烯精

８个不同温位的冷量，

作者简介：李亚军（１９６９－），女，副教授，主要从事化工过程能量优化、天然气高效利用的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙａｊｕｎ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

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