焦化厂的冷凝式苯回收系统及其回收方法.pdf

本发明公开了一种焦化厂的冷凝式苯回收系统及其回收方法，回收系统包括苯气体压缩装置、制冷装置和苯储液罐；所述苯气体压缩装置包括离心压缩机、控制柜和储气罐，所述制冷装置包括螺杆式制冷压缩机、油分离器、水冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；离心压缩机的吸气阀与待回收苯气体出气口相连，离心压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与苯储液罐相连。与现有技术相比，本发明通过将苯气体提压到0.4MPa后再冷凝，使得冷凝温度由-60℃提高到-25℃，简化了制冷装置的结构，降低了回收系统的初投资和运行费用，并提高了苯气体的回收率。

1.  一种焦化厂的冷凝式苯回收系统，其特征在于，包括苯气体压缩装置、制冷装置和苯储液罐；所述苯气体压缩装置包括离心压缩机、控制柜和储气罐，所述制冷装置包括螺杆式制冷压缩机、油分离器、水冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；离心压缩机的吸气阀与待回收苯气体出气口相连，离心压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与苯储液罐相连。

2.  根据权利要求1所述的冷凝式苯回收系统，其特征在于，所述离心压缩机上设有检测排气温度的温度传感器，所述储气罐设有检测罐内气体压力的压力传感器，所述控制柜分别与所述温度传感器和压力传感器电连接，所述控制柜还分别与所述离心压缩机的吸气阀、排气阀和旁通阀电连接。

3.  根据权利要求1所述的冷凝式苯回收系统，其特征在于，所述离心压缩机为防爆离心压缩机。

4.  根据权利要求1所述的冷凝式苯回收系统，其特征在于，所述离心压缩机为采用无油润滑方式的离心压缩机。

5.  根据权利要求1所述的冷凝式苯回收系统，其特征在于，所述离心压缩机外部设有冷却装置。

6.  根据权利要求5所述的冷凝式苯回收系统，其特征在于，所述冷却装置为包裹在所述离心压缩机外壁的冷却用水套。

7.  一种使用如权利要求1所述的冷凝式苯回收系统的焦化厂的冷凝式苯回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）苯气体压缩：将焦化厂收集的苯气体通入苯气体压缩装置的离心压缩机，在离心压缩机中提压到0.4～0.5MPa压力后通入储气罐；
（2）低温冷凝：将储气罐中压缩后的苯气体通入制冷装置的壳管式蒸发器，在-25℃低温下冷却液化；
（3）液苯收集：将壳管式蒸发器中的液苯输入苯储液罐。

焦化厂的冷凝式苯回收系统及其回收方法
技术领域
本发明涉及一种焦化厂的冷凝式苯回收系统及其回收方法，属于苯气体液化技术领域。
背景技术
焦化厂都有回收车间，主要回收物为苯，早期采用洗苯塔进行回收，后期采用冷凝鼓风法进行回收。目前基本采用常压冷凝，因回收气体中苯浓度较低，回收系统的制冷机中需要提供-60℃的低温来实现回收气体中苯的液化，存在能效比较低，系统运行费用高的问题。申请号为201410499320.6的中国专利申请“一种苯类有机蒸汽回收装置及其回收方法”提供了一种在-30℃低温冷凝，再通过变温吸附和变压吸附方式以提高苯的回收率，但也存在设备成本较高，回收效率不高等问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种新型的焦化厂的冷凝式苯回收系统及其回收方法，以提高系统能效比，降低制冷要求，降低系统运行费用。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种焦化厂的冷凝式苯回收系统，包括苯气体压缩装置、制冷装置和苯储液罐；所述苯气体压缩装置包括离心压缩机、控制柜和储气罐，所述制冷装置包括螺杆式制冷压缩机、油分离器、水冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；离心压缩机的吸气阀与待回收苯气体出气口相连，离心压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与苯储液罐相连。
进一步地，所述离心压缩机上设有检测排气温度的温度传感器，所述储气罐设有检测罐内气体压力的压力传感器，所述控制柜分别与所述温度传感器和压力传感器电连接，所述控制柜还分别与所述离心压缩机的吸气阀、排气阀和旁通阀电连接。
进一步地，所述离心压缩机为防爆离心压缩机。
进一步地，所述离心压缩机为采用无油润滑方式的离心压缩机。
进一步地，所述离心压缩机外部设有冷却装置。优选地，所述冷却装置为包裹在所述离心压缩机外壁的冷却用水套。
使用上述冷凝式苯回收系统的焦化厂的冷凝式苯回收方法，包括如下步骤：
（1）苯气体压缩：将焦化厂收集的苯气体通入苯气体压缩装置的离心压缩机，在离心压缩机中提压到0.4～0.5MPa压力后通入储气罐；
（2）低温冷凝：将储气罐中压缩后的苯气体通入制冷装置的壳管式蒸发器，在-25℃低温下冷却液化；
（3）液苯收集：将壳管式蒸发器中的液苯输入苯储液罐。
有益效果：本发明的冷凝式苯回收系统，在现有苯回收系统上进行了升级改造，在制冷装置前增加了苯气体压缩装置，将待回收的气体提压后再进行冷却液化。与现有技术相比，具有如下优点：1、将苯气体通过离心压缩机进行压缩后再进入制冷装置的蒸发器进行液化，最终液化温度大幅提高，降低对制冷装置的要求，大大简化制冷装置的结构，能够大幅降低回收系统的初投资和运行费用。2、通过在苯气体压缩装置中设置温度传感器和压力传感器采集实时温度和压力数据，能够实时监控并调节苯气体压缩装置的排气压力和排气温度；并且采用防爆离心压缩机，以及在压缩机外部设置冷却装置，确保了系统运行的高安全性和高可靠性。3、通过将苯气体压缩后再冷凝，不仅提高了制冷装置的终极蒸发温度，也大幅提高了苯气体的回收率。
附图说明
图1为本发明实施例的系统结构示意图。
图中，1：离心压缩机，2：控制柜，3：储气罐，4：壳管式蒸发器，5：螺杆式制冷压缩机，6：油分离器，7：水冷冷凝器，8：电子膨胀阀，9: 苯储液罐,10：压力传感器，11：温度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明实施例公开的用于焦化厂的冷凝式苯回收系统，包括苯气体压缩装置、制冷装置和苯储液罐9；其中，苯气体压缩装置包括离心压缩机1、控制柜2和储气罐3。离心压缩机1的吸气阀通过DN500口径的管路与待回收苯气体出气口相连，排气阀通过DN300口径的管路与储气罐3的进气口相连。制冷装置由能够提供-25℃冷源的螺杆式制冷压缩机5、将制冷剂带出压缩机的冷冻油进行分离并送回压缩机油腔以适应低温工况的油分离器6、对高温高压制冷剂进行冷却的水冷冷凝器7、对制冷剂节流的电子膨胀阀8和确保制冷剂对苯气体进行冷却并使苯气体有效液化的壳管式蒸发器4依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。储气罐3的出气口通过DN300口径的管路与壳管式蒸发器4的进气口相连，壳管式蒸发器4的出液口通过D100口径的管路与苯储液罐9的进液口相连。此处的管路口径可以根据实际处理气量调整，针对焦化厂回收苯气量较大的特点设定的，管路口径为DN300以上，进气管的口径大于出气管的口径。
离心压缩机1是能适应苯气体的防爆离心压缩机，为了适应苯气体的易爆特性，离心压缩机1采用防爆电机、防爆电磁阀和防爆接线盒；为了防止润滑油雾化后污染苯气体，离心压缩机1采用无油润滑方式；为了确保压缩过程不会引起燃爆，离心压缩机1外部设有冷却装置，该冷却装置可以是包裹在离心压缩机1外壁的冷却用水套，也可采用其他常见的风冷却、水冷却或油冷却装置。此外，为了更好地监控苯气体的压缩，在离心压缩机1上设温度传感器11(如设在排气阀处)，用来检测压缩机内的排气温度，在储气罐3上设压力传感器10（如设在进气口处），用来检测储气罐3内的气体压力，控制柜2分别与温度传感器11、压力传感器10以及离心压缩机1的吸气阀、排气阀和旁通阀连接，采集温度和压力数据，计算后输出控制信号，如通过与预设的温度和压力进行比较后，控制离心压缩机1的旁通阀的开启度来调节排气压力和排气温度。控制柜2根据采集的数据判断异常时还可采取报警、关闭阀门、切断电源等其他安全保护措施。
使用上述冷凝式苯回收系统的焦化厂的冷凝式苯回收方法，具体过程如下：
（1）苯气体压缩：将焦化厂中苯气体收集装置收集来的苯气体经DN500口径的管路和吸气阀通入离心压缩机，在离心压缩机提压到0.4MPa压力后经DN300口径的排气阀和管路通入储气罐；在进行气体压缩时，控制柜实时采集排气温度数据和储气罐内的气体压力数据，采集到的数据反馈到控制柜内的PLC处理器，PLC运算后通过控制回路给离心压缩机下达指令，控制压缩机旁通阀的开启度以调节排气压力和排气温度,以控制温度和压力在设定的范围之内，如温度在80-90℃之间，压力在0.4～0.5MPa之间。
（2）低温冷凝：将储气罐中压缩后的苯气体经DN300口径的管路通入壳管式蒸发器，被低温制冷剂冷却到-25℃后凝结成液态苯，液态苯集中在壳管式蒸发器底部；
（3）液苯收集：将壳管式蒸发器中的液苯经DN100的管路输入苯储液罐，实现苯回收。
表1是将发明实施例与现有常压冷凝的回收系统进行苯回收的对比数据。由此可知本发明实施例在简化了回收系统的同时，还提高了系统的苯回收率，达到回收气体的排放标准。

本发明实施例公开的苯回收系统，考虑到焦化厂通常苯气量较大，且苯常压沸点为80℃无需提高太大压力，选择采用离心压缩机通过对苯气体提压，并经过周密细化的系统设计，使得制冷装置的终极蒸发温度由-60℃提高到-25℃，同样能达到苯液化的效果，从而简化了制冷装置，提高了制冷装置和整个回收系统的能效比，以及苯的回收率。并且通过防爆、实时温度和压力控制等安全保护措施，使得整个系统运行更安全稳定、高效可靠。