[發明專利]制冷劑排氣整流器與效率增壓器

在審

• 申請號: 201780044598.6
• 申請日: 2017-05-30
• 公開（公告）號: CN109477670A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: M·惠特尼;M·烏爾里奇
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B33/00;F25B43/00;F25B1/10;F25B43/04;F25B5/04
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙) 44240
• 代理人: 金輝

一種用于在石油化工設備中使用的制冷系統，例如乙烯生成設備，包括制冷劑排氣整流器。該整流器通過清除低分子量惰性物質來凈化制冷劑。該制冷系統更有效，耗能更低并且增加了設備的容量。

背景技術

本發明涉及液氮用于增強工業設備的閉環制冷系統的操作的用途。

許多工業過程需要制冷系統。例如，從氣體混合物中回收烯烴是一項經濟意義重大但高能耗的石油化工過程。通常，氣體混合物在蒸氣存在下(通過熱裂解、流體催化裂化或流體焦化工藝)通過碳氫化合物熱解而產生。隨后，通常使用低溫分離法回收烯烴，這些方法需要低溫下的大量制冷。

更具體的示例是乙烯生產設備。需要制冷從裂化加熱器的流出物中分離所需產物。可以通過水冷卻、閉環丙烯和乙烯系統、或分離過程中加壓輕質氣體的功膨脹來提供制冷。

在這種設備中，還需要在設備中使用大量氣態氮。通常氮作為低溫液體輸送到設備中。需要蒸發并加熱液氮以在可用的溫度和壓力下提供氮氣。通常，這是在環境條件下使用空氣來蒸發和加熱氮氣。氮氣在低于-147℃下蒸發。該蒸發和加熱可能高能耗。例如，將氮加熱到35℃環境條件，每克氮需要約83卡路里。需要100千瓦制冷的設備通常將需要1,000kg/hr的氮。從而，加熱氮所需的能量在每小時8.3千萬卡路里的范圍內，即相當大的數量。

圖1示出了現有技術中已知的制冷系統。在圖1中所示的系統中，第二級制冷劑壓縮機排放在進入制冷劑蓄能器之前在制冷劑冷凝器中冷凝。制冷劑液體閃蒸至較低壓力，并隨后在第二級制冷劑用戶中部分蒸發。隨后制冷劑進入第二級抽氣鼓，在其中清除液體，并隨后輸送到第一級制冷劑用戶，其中制冷劑閃蒸至較低壓力并完全蒸發。第二級抽氣鼓的蒸氣回到第二級制冷劑壓縮機。第一級制冷劑用戶的蒸氣在第一級抽氣鼓中處理，以清除任何夾帶的液體，并隨后輸送到第一級制冷劑壓縮機中。

對于乙烯設備中的使用，圖1示出了典型的閉環制冷系統。制冷系統的固有限制通常限制了設備的生成能力，其在工業上稱為“瓶頸”。為了緩解這一瓶頸，可能需要增加制冷容量，在這個情況下，可能需要對壓縮機、熱交換器、鼓等進行昂貴地改造或更換。即使制冷系統不是設備的瓶頸，通過回收制冷劑增加制冷系統的冷卻負荷并去清除惰性物質也會顯著降低制冷劑壓縮機的功率需求，并從而顯著降低能耗和相關的運行費用。

在本領域仍需要改進工業設備(例如，石油化工設備)中使用的制冷系統。

附圖說明

為更全面地理解本發明，可以參考結合附圖考慮的示例性實施例的以下描述，其中

圖1是示出本領域中已知的制冷系統的現有技術的示意圖。

圖2是示出根據本發明的第一實施例的制冷系統的示意圖。

圖3是示出根據本發明的第二實施例的制冷系統的示意圖。

具體實施方式

在詳細解釋本發明實施例之前，應該理解的是，本發明并沒有將其應用限制于附圖中所示的部件的構造和排列的細節。相反，本發明能夠實施其他實施例，并以不同方式實踐或實施。并且，應該理解的是，本文使用的措詞或術語是為了描述而非限制。附圖是為了例示本發明而不旨在按比例繪制。

如下文更全面地描述的，根據本發明的制冷系統的優點在于，其提供了回收制冷以在制冷系統或設備中其他地方重復使用的裝置。額外的制冷可以緩解由于需要更高制冷能力而引起的與瓶頸情況相關的問題。這反過來可以減少或消除了對設備機械增加或修改的需要，從而降低了資本支出。回收的制冷可以用于減少制冷壓縮機功率需求，從而減少能耗并降低相關運行成本。

此外，本發明的制冷系統具有能夠清除低分子量雜質否則會在制冷劑中積聚的優勢。這些雜質通常經過泄漏、低質量部件材料、不充分的凈化和低排放密封進入閉環制冷系統中。該雜質，也稱為“惰性物質”，具有比使用的普通制冷劑低得多的沸點，并可以造成許多負面影響。