[發(fā)明專利]一種LNG冷能用于丁基橡膠合成的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810239647.4
• 申請日: 2008-12-15
• 公開（公告）號: CN101423579A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣凌云;張磊;王潔;江克忠;張健;時潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計院
• 主分類號: C08F210/12
• 分類號: C08F210/12;F17C7/04
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種LNG(液化天然氣)冷能用于丁基橡膠合成的方法。這種方法通過合適的冷媒將LNG汽化過程中釋放的高品位冷能置換出來用于丁基橡膠合成工藝，取代目前龐大復(fù)雜、高電耗的丙烯、乙烯復(fù)迭制冷系統(tǒng)，克服目前全球丁基橡膠合成裝置制冷系統(tǒng)能耗(電能、循環(huán)水)過高問題。

背景技術(shù)

液化天然氣作為清潔能源在全球供需呈延續(xù)快速增長勢頭。由于全球天然氣資源集中在少數(shù)幾個國家，因此需在天然氣產(chǎn)地將開采后的天然氣經(jīng)過凈化后，采用壓縮、節(jié)流、膨脹和外加冷源制冷的工藝液化為-162℃的低溫液化天然氣(簡稱LNG)，再通過船只運送到各國LNG接收站。在LNG用作燃料或化工原料之前，必須在接收站加熱使之汽化為常溫氣體，然后通過當(dāng)?shù)氐奶烊粴夤芫W(wǎng)運輸?shù)较掠斡脩?。傳統(tǒng)汽化方式是用海水加熱，1噸LNG汽化時放出的冷量大約860MJ，折合電量約為240千瓦時。這部分冷量目前大都隨海水排放到鄰近海域，造成大量優(yōu)質(zhì)冷資源浪費和海域冷污染。

丁基橡膠(IIR)是異丁烯和異戊二烯在催化劑作用下進(jìn)行陽離子聚合反應(yīng)生成的一種合成橡膠品種，具有優(yōu)良的氣密性和良好的耐熱、耐老化、耐酸堿、耐臭氧、耐溶劑、電絕緣、減震及低吸水等性能。IIR廣泛應(yīng)用于輪胎內(nèi)胎、水胎、硫化膠囊、輪胎氣密層、電線電纜、防水建材、減震材料、醫(yī)用瓶塞、食品、橡膠水壩、防毒用具、粘合劑、防腐蝕制品、護(hù)舷、橋梁支承墊和耐熱輸送帶等方面。目前國際上丁基橡膠大都采用淤漿聚合生產(chǎn)工藝，該工藝聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且不到1S便完成。為了得到符合使用要求的丁基橡膠產(chǎn)品，同時工藝上可行，聚合溫度嚴(yán)格控制在-95℃～-100℃，是典型的低溫反應(yīng)，生產(chǎn)1噸丁基橡膠需要為冷卻混合原料(異丁烯、異戊二烯、氯甲烷的混合物)、冷卻催化劑溶液和移除聚合熱等提供大約2000MJ的低溫(-100℃左右)冷量。基于其所需低溫冷量的特點，現(xiàn)有制冷工藝采用乙烯為制冷介質(zhì)，但由于乙烯的臨界溫度為9.21℃，繼而采用液態(tài)丙烯作為使乙烯冷凝的冷劑，組成丙烯制冷循環(huán)(丙烯壓縮、冷卻水冷卻、液化)和乙烯制冷循環(huán)(乙烯壓縮、冷卻水冷卻、液態(tài)丙烯冷卻、液化)的丙烯、乙烯復(fù)迭制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)龐大復(fù)雜，需要消耗大量的電能和循環(huán)冷卻水。

因此如果利用LNG具有的大量高品位冷能為丁基橡膠合成提供冷量，替代現(xiàn)有制冷系統(tǒng)；對LNG而言，既回收了目前浪費的優(yōu)質(zhì)LNG冷能，又減少了冷污染；對丁基橡膠合成而言，既簡化了制冷流程，又大大降低了生產(chǎn)的電耗和水耗，提高了產(chǎn)品的市場競爭力；經(jīng)濟(jì)效益環(huán)境效益都將十分顯著。

為了利用LNG中蘊含的大量優(yōu)質(zhì)冷能，世界先進(jìn)國家如日、美、韓、澳等國家均在LNG終端接收站建立了LNG冷能利用裝置，主要用于空分、發(fā)電、低溫粉碎、冷庫、干冰制備等領(lǐng)域。各國相關(guān)研究和專利也主要集中在LNG冷能用于空分(如中國專利申請200510043173.2、200710027943.3)、LNG冷能用于發(fā)電(如美國專利申請第6089028號、第4320303號、中國專利申請200510043173.2、200710027943.3)、LNG冷能用于低溫粉碎(如專利US668562B1)、LNG冷能用于冷庫(如中國專利ZL200420114636.0、ZL200720007870.7)等領(lǐng)域。但LNG冷能用于丁基橡膠的合成卻未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于LNG具有大量高品位(-160℃)冷能以及丁基橡膠合成需要相當(dāng)量的低溫(-100℃左右)冷能，本發(fā)明的目的在于，提供一種LNG冷能用于丁基橡膠合成的方法，替代丁基橡膠合成現(xiàn)有龐大的蒸汽壓縮膨脹制冷系統(tǒng)，充分回收利用LNG冷能，大大降低丁基橡膠生產(chǎn)的制冷電耗、循環(huán)水耗，減少產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種LNG冷能用于丁基橡膠合成的方法，其特征在于：選取一種滿足丁基橡膠合成工藝要求和LNG接口條件的冷媒，通過冷媒將LNG中蘊含的低溫冷能置換出來，再通過相應(yīng)的換熱設(shè)備將冷媒中的低溫冷能用于催化劑溶液冷卻、混合原料冷卻以及移除聚合反應(yīng)熱，以滿足丁基橡膠合成工藝對溫度和冷量的要求；

該方法涉及裝置包括：LNG換熱器1、氣態(tài)冷媒緩沖罐2、液態(tài)冷媒儲罐3、閃蒸罐A-4、閃蒸罐B-5、催化劑換熱器6、原料換熱器7、聚合釜換熱器8、空溫器9、壓縮機10；

該方法包括以下步驟和流程：

I.氣態(tài)冷媒液化

LNG和從氣態(tài)冷媒緩沖罐2來的氣態(tài)冷媒在LNG換熱器1進(jìn)行熱交換，LNG汽化為NG天然氣并升溫至略低于氣態(tài)冷媒溫度，氣態(tài)冷媒直接冷凝為液態(tài)后進(jìn)入液態(tài)冷媒儲罐3；