本实用新型涉及丙烷脱氢装置的技术领域，尤其涉及一种利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统。
背景技术：
丙烷脱氢(pdh)年产60万吨丙烯装置，以丙烷为原料，经过反应单元、压缩单元、产品回收单元、产品精制及制冷、火炬回收系统、psa单元、中间罐区等单元生产聚合级优等品丙烯产品，最终产品根据需求储存在常温丙烯球罐及低温丙烯储罐内，再根据需求外输销售。原料丙烷为界外管道输送的低温丙烷，进入我公司换热为常温丙烷后供应装置进料。
产品丙烯根据需求可通过冷箱系统换热，冷却为低温丙烯后储存至低温丙烯储罐，在向界外输送丙烯时还需再加热成常温丙烯后输送。若产品无需冻料进低温丙烯储罐储存时，冷箱冻料管线暂时不用。目前装置的丙烯制冷压缩机负荷较高，尤其是夏季丙烯制冷压缩机各级出口压力高，给装置的长周期稳定运行带来巨大挑战。
技术实现要素：
本实用新型的其中一个目的是提出一种利用低温丙烷冷量为丙烷脱氢提供冷量的装置，解决了现有技术中丙烯制冷压缩机负荷较高，尤其是夏季丙烯制冷压缩机各级出口压力高带来的安全隐患的技术问题。本实用新型优选技术方案所能够达到诸多有益技术效果，具体见下文阐述。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，包括冷箱、丙烷管线和丙烯冻料管线，冷箱与丙烷管线和丙烯冻料管线连接，且丙烯冻料管线和丙烷管线在冷箱内部的流向相反；丙烷管线和丙烯冻料管线与冷箱连接处均设置有分支阀门，且丙烷管线和丙烯冻料管线通过分支阀门与冷箱连通或阻断，以使冷箱由丙烷管线切换为丙烯冻料管线，或者是，冷箱由丙烯冻料管线切换为丙烷管线。
根据一种进一步优选的技术方案，冷箱包括热口端和冷口端，热口端温度高于冷口端温度；丙烯冻料管线包括常温丙烯管和低温丙烯管线，丙烷管线包括低温丙烷管和常温丙烷管，常温丙烯管和常温丙烷管与冷箱的热口端连接，低温丙烷管和低温丙烯管线与冷箱的冷口端连接，且常温丙烯管、低温丙烯管线、低温丙烷管和常温丙烷管上均设置有分支阀门。
根据一种进一步优选的技术方案，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括冷箱阀门和泄压阀，冷箱阀门位冷箱的冷口端和热口端，泄压阀位于冷箱阀门和分支阀门之间的管路上，且泄压阀能将冷箱阀门和分支阀门之间管路内的物料排出。
根据一种进一步优选的技术方案，泄压阀的一端与冷箱阀门和分支阀门之间的管路连接，另一端与地面火炬连接。
根据一种进一步优选的技术方案，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括脱乙烷塔管线，脱乙烷塔管线与冷箱的冷口端连接，冷箱由丙烷管线切换为丙烯冻料管线时，冷箱内的丙烷与丙烯置换，且冷箱管线切换时丙烷和丙烯的混合液体排入脱乙烷塔管线。
根据一种进一步优选的技术方案，脱乙烷塔管线与冷箱的连接处位于低温丙烯管线和低温丙烷管上的分支阀门与冷箱冷口端的冷箱阀门之间，且脱乙烷塔管线与冷箱连接处设置有分支阀门。
根据一种进一步优选的技术方案，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括产品气干燥器管线，产品气干燥器管线与冷箱的热口端连接，冷箱有丙烯冻料管线切换为丙烷管线时，冷箱内的丙烯与丙烷置换，且冷箱管线切换时丙烯和丙烷的混合液排入产品气干燥器管线。
根据一种进一步优选的技术方案，产品气干燥器管线与冷箱的连接处位于常温丙烯管和常温丙烷管上的分支阀门与冷箱热口端的冷箱阀门之间，且产品气干燥器管线上设置有分支阀门。
根据一种进一步优选的技术方案，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括止逆阀，止逆阀位于冷箱热口端的冷箱阀门与产品气干燥器管线和常温丙烷管上分支阀门之间。
根据一种进一步优选的技术方案，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括流量计，流量计位于冷箱和冷箱阀门之间的管路上，以通过流量计调节冷箱内丙烯或丙烷的流量。
本实用新型提供的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统至少具有如下有益技术效果：
本实用新型所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统在现有的丙烯冻料管线上引入丙烷管线，且通过丙烷管线将低温丙烷引入丙烯冻料管线中的冷箱中，进而利用低温丙烷中的冷量来降低丙烯制冷冷箱压缩机的负荷，并且低温丙烷在经过丙烯制冷冷箱也被换热成常温丙烷，然后向丙烷汽化器进料，进而实现利用低温丙烷中的冷量为丙烷脱氢装置提供冷量。改造管线投用后对产品质量及工序无其他影响。降低了丙烯制冷压缩机的运行负荷，节约蒸汽透平的蒸汽耗用量和降低丙烯制冷压缩机出口压力。
本实用新型一种优选的技术方案，通过设置脱乙烷塔管线能够有效利用冷箱由丙烷管线切换为丙烯冻料管线时物料置换所产生的丙烯丙烷混合料，既防止串料，保证低温储存丙烯为丙烯含量大于99.6％的聚合级优等品级丙烯，还能避免丙烯和丙烷的浪费。
进一步的优选方案，通过设置产品气干燥器管线，既能够利用冷箱由丙烯冻料管线切换为丙烷管线时物料置换产生的丙烯丙烷混合料，还能保证丙烷汽化器的进料为丙烷含量大于99.5％的常温丙烷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中低温丙烷热换为常温丙烷并进料丙烷汽化器的示意图；
图2是现有技术中丙烷脱氢后产生常温丙烯冷冻后储存的示意图；
图3是本实用新型一种优选实施方式的改进原理图；
图4是本实用新型一种优选实施方式的示意图；
图5是本实用新型第二种优选实施方式的示意图。
图中：1-冷箱；2-分支阀门；3-常温丙烯管；4-低温丙烯管线；5-低温丙烷管；6-常温丙烷管；7-冷箱阀门；8-泄压阀；9-脱乙烷塔管线；10-产品气干燥器管线；11-止逆阀；12-流量计；13-脱乙烷塔；14-丙烷热换器；15-丙烷气化器；16-低温丙烯储罐；17-低温丙烷储罐；18-产品气干燥器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
参照图3至图5，作为实用新型一种优选实施方式的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，包括冷箱1、丙烷管线和丙烯冻料管线，冷箱1与丙烷管线和丙烯冻料管线连接，且丙烯冻料管线和丙烷管线在冷箱1内部的流向相反。丙烷管线和丙烯冻料管线与冷箱1连接处均设置有分支阀门2，且丙烷管线和丙烯冻料管线通过分支阀门2与冷箱1连通或阻断，以使冷箱1由丙烷管线切换为丙烯冻料管线，或者是，冷箱1由丙烯冻料管线切换为丙烷管线。
现有技术中，来自大塔的丙烯为20℃的常温丙烯，故产品丙烯在进入低温丙烯储罐16前，需要对常温丙烯进行降温至-45℃。参照图2，现有技术中，通过将常温丙烯引入冷箱1中以实现对常温丙烯降温，进而满足低温丙烯储罐16的要求。由于丙烷脱氢后产生的丙烯并不是全部需要进行低温储存，故而现有技术中用于冷冻常温丙烯的管线存在停线，降低了冷箱1的利用率。现有技术中的低温丙烷储罐17内的低温丙烷为-45℃。低温丙烷在向丙烷气化器15内进料的温度为15℃，故而在低温丙烷向丙烷汽化器内进料时需要对低温丙烷加热。具体的，参照图2，现有技术中，低温丙烷在进入丙烷汽化器前，需要经过热换器进行加热。
参照图3，本实用新型通过增设管线，将低温丙烷引入丙烯冻料管线为丙烯冻料管线中的冷箱1提供冷量，不仅能够利用低温丙烷中的冷量降低冷箱1中制冷压缩机的负荷，节约蒸汽，还能提高丙烯冷冻管线中冷箱1的设备利用率，进而能够有效降低生产作业成本。
需要说明的是，现有技术中冷箱1主要是为了给产品气丙烯提供冷量，且给产品气提供冷量占据了冷箱80％以上的负荷，常温丙烯制冷的过程中，冷箱1吸收的热量越多，冷箱1的制冷压缩机的负荷越大，消耗的蒸汽越多。现有技术中，冷箱1至吸收常温丙烯中的热量，增加了冷箱1制冷压缩机的负荷。本实用新型通过改进，通过引入向冷箱1中引入低温丙烷，进而利用低温丙烷为冷箱1提供冷量，达到降低压缩机负荷的目的。并且改进前冷箱1只是在需要低温储存丙烯时才运用到冷箱1，故而冷箱1的利用率不高，本实用新型通过改进，增加了冷箱1的用途，使得冷箱1能够在丙烯冷冻和丙烷热换升温两个工序中交替使用，进而实现冷箱1不停机，提高冷箱1的利用率。
参照图4或图5，作为进一步优选的实施方式，冷箱1包括热口端和冷口端，热口端温度高于冷口端温度。丙烯冻料管线包括常温丙烯管3和低温丙烯管线4，丙烷管线包括低温丙烷管5和常温丙烷管6，常温丙烯管3和常温丙烷管6与冷箱1的热口端连接，低温丙烷管5和低温丙烯管线4与冷箱1的冷口端连接，且常温丙烯管3、低温丙烯管线4、低温丙烷管5和常温丙烷管6上均设置有分支阀门2。
参照图4，低温丙烷进入丙烷热换器14入口处甩头，延装置管廊铺设至冷箱1冷口端，并与冷箱1的冷口端连接。进一步的，产品丙烯进入冷箱1的入口抽头，铺设管线与丙烷汽化器进料管线连接。
参照图4和图5，作为本实用新型一种优选的实施方式，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括冷箱阀门7和泄压阀8，冷箱阀门7位于冷箱1的冷口端和热口端，泄压阀8位于冷箱阀门7和分支阀门2之间的管路上，且泄压阀8能将冷箱阀门7和分支阀门2之间管路内的物料排出。
具体的，通过设置冷箱阀门7和泄压阀8，使得各分支阀门2与冷箱阀门7之间的管道能够在换线时形成独立空间，进而在换线时，能够通过调节分支阀门2和冷箱阀门7实现管道内液体排出，既能防止串料，还能缩短换线时物料置换时间。
作为本实用新型一种优选的实施方式，泄压阀8的一端与冷箱阀门7和分支阀门2之间的管路连接，另一端与地面火炬连接。泄压阀8与地面火炬连接，既能够实现管道内物料的排放，还能通过泄压至地面火炬使得被排放的物料能够得到充分燃烧，进而防止污染环境。
参照图4和图5，作为本实用新型一种优选的实施方式，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括脱乙烷塔管线9，脱乙烷塔管线9与冷箱1的冷口端连接，冷箱1由丙烷管线切换为丙烯冻料管线时，冷箱1内的丙烷与丙烯置换，且冷箱1管线切换时丙烷和丙烯的混合液体排入脱乙烷塔管线9。
参照图4和图5，作为本实用新型一种优选的实施方式，脱乙烷塔管线9与冷箱1的连接处位于低温丙烯管线4和低温丙烷管5上的分支阀门2与冷箱1冷口端的冷箱阀门7之间，且脱乙烷塔管线9与冷箱1连接处设置有分支阀门2。
上述优选实施例中，通过新增脱乙烷塔管线9，使得冷箱1换线时丙烯置换丙烷产生的混合物料能够进入丙烷脱氢装置中的脱乙烷塔13，进而进入丙烷脱氢装置的精馏系统。当冷箱1和管道中残留的丙烷置换干净后，丙烯含量大于或等于99.6％时，通过调节各分支阀门2，以进行丙烯冻料并储存的工序。
参照图4和图5，作为本实用新型一种优选的实施方式，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括产品气干燥器管线10，产品气干燥器管线10与冷箱1的热口端连接，冷箱1有丙烯冻料管线切换为丙烷管线时，冷箱内的丙烯与丙烷置换，且冷箱1管线切换时丙烯和丙烷的混合液排入产品气干燥器管线10。
作为本实用新型一种优选的实施方式，产品气干燥器管线10与冷箱1的连接处位于常温丙烯管3和常温丙烷管6上的分支阀门2与冷箱1热口端的冷箱阀门7之间，且产品气干燥器管线10上设置有分支阀门2。
上述优选实施例中通过增加产品气干燥器管线10使得冷箱1换线时，丙烷置换丙烯产生的混合物料能够进入产品气干燥器管线10，进而进入丙烷脱氢装置的精馏系统。当冷箱1和管线中的丙烯置换干净后，丙烷含量大于或等于99.5％时，通过调节各分支阀门2，以进行正常的丙烷进料。
作为本实用新型一种优选的实施方式，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括止逆阀11，止逆阀11位于冷箱1热口端冷箱阀门7与产品气干燥器管线10和常温丙烷管6上分支阀门2之间。上述优选实施例通过设置止逆阀11，能够有效地防止管道内液体逆向流动。
参照图5，作为本实用新型一种优选的实施方式，利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统还包括流量计12，流量计12位于冷箱1和冷箱阀门7之间的管路上，以通过流量计12调节冷箱1内丙烯或丙烷的流量。
上述优选实施例中，流量计12位于冷箱1和冷箱阀门7之间的管路上，使得流量计12能够用于丙烯冻料工序，也能用于低温丙烷冷量利用工序。具体的，通过增设流量计12，以使管线内的物料流量能够通过流量计12进行调节。具体的，本实用新型所述的系统在利用低温丙烷冷量时，根据冷箱1出口丙烷温度调节管线中物料的流量，保证低温丙烷经过换热后达到设计预期目标，保证装置稳定运行。
参照图5，一种优选实施方式利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统冷箱1管线切换的步骤如下：
一、冷箱1由丙烷管线切换为丙烯冻料管线
s1、确认管线内为丙烷，停止低温丙烷；fv-50802流量计正负室已切换完成；
s2、关闭7#、8#、9#、11#阀门，阀门间短节泄压至火炬；
s3、化工处理合格后，11#阀门处隔环倒置盲板，化工处理合格后，11#阀门处隔环倒置盲板；
s4、关闭2#、3#、4#阀门，阀门间短节泄压至火炬，3#阀门处移除盲板，丙烯--冷箱—脱乙烷塔管线阀门已在线；
s5、通过fv50802流量计控制丙烯置换丙烷流量，流量累计4吨；
s6、取样分析，结果合格。置换停止，关闭7#、8#、10#、11#阀门，短节泄压至火炬。
s7、7#阀门至低温罐管线已打开；
s8、化工处理合格后，7#阀门处盲板倒置隔环，10#阀门处隔环倒置盲板。
需要说明的是，置换之前，确认fv-50204流量计处去脱乙烷塔手阀关闭，防止串料。7#阀门在倒盲板前，确认此阀至低温罐管线已打开，管线压力为低温罐压力。
二、冷箱1由丙烯冻料管线切换为丙烷管线
s1、确认管线内为丙烯，停止丙烯冷冻。fv-50802流量计正负室已切换完成，流程图2#、6#、9#、11#阀门处确认为盲板状态；
s2、关闭7#、8#、9#、11#阀门，阀门间短节泄压至火炬；
s3、化工处理合格后，7#阀门处隔环倒置盲板；11#阀门处盲板倒置隔环；关闭2#、3#、4#阀门，阀门间短节泄压至火炬；
s4、化工处理合格后，2#阀门处盲板倒置隔环
s5、3#阀门处安装盲板；1#阀门关闭，6#阀门处盲板拆除，后5#、6#阀门打开；低温丙烷--冷箱--产品气干燥器管线阀门已在线；
s6、通过fv50802流量计控制丙烷置换丙烯流量，流量累计4吨；
s7、取样分析，结果合格后，置换停止，关闭5#、6#阀门，短节泄压至火炬；
s8、化工处理合格后，6#阀门处加盲板；1#阀门打开，低温丙烷管线投用。
需要说明的是，置换结束后，5#、6#阀门须先关闭，再将1#阀门打开，否则会串料。xv-10108若关闭，则低温丙烷不能进入丙烷汽化器。若装置紧急停车，及时关闭fv50802流量计。冷箱侧备用过滤器已加盲板，防止串料。
需要进一步说明的是，图5中1#、5#、3#、7#、11#、9#阀门为分支阀门2；4#和8#阀门为冷箱阀门7。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，包括冷箱(1)、丙烷管线和丙烯冻料管线，所述冷箱(1)与所述丙烷管线和所述丙烯冻料管线连接，且所述丙烯冻料管线和所述丙烷管线在所述冷箱(1)内部的流向相反；
所述丙烷管线和所述丙烯冻料管线与所述冷箱(1)连接处均设置有分支阀门(2)，且所述丙烷管线和所述丙烯冻料管线通过所述分支阀门(2)与所述冷箱(1)连通或阻断，以使所述冷箱(1)由所述丙烷管线切换为所述丙烯冻料管线，或者是，所述冷箱(1)由所述丙烯冻料管线切换为所述丙烷管线。
2.根据权利要求1所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，所述冷箱(1)包括热口端和冷口端，所述热口端温度高于所述冷口端温度；
所述丙烯冻料管线包括常温丙烯管(3)和低温丙烯管线(4)，所述丙烷管线包括低温丙烷管(5)和常温丙烷管(6)，所述常温丙烯管(3)和所述常温丙烷管(6)与所述冷箱(1)的热口端连接，所述低温丙烷管(5)和所述低温丙烯管线(4)与所述冷箱(1)的冷口端连接，且所述常温丙烯管(3)、低温丙烯管线(4)、低温丙烷管(5)和常温丙烷管(6)上均设置有分支阀门(2)。
3.根据权利要求2所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，还包括冷箱阀门(7)和泄压阀(8)，所述冷箱阀门(7)位所述冷箱(1)的冷口端和热口端，所述泄压阀(8)位于所述冷箱阀门(7)和所述分支阀门(2)之间的管路上，且所述泄压阀(8)能将所述冷箱阀门(7)和所述分支阀门(2)之间管路内的物料排出。
4.根据权利要求3所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，所述泄压阀(8)的一端与所述冷箱阀门(7)和所述分支阀门(2)之间的管路连接，另一端与地面火炬连接。
5.根据权利要求3所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，还包括脱乙烷塔管线(9)，所述脱乙烷塔管线(9)与所述冷箱(1)的冷口端连接，所述冷箱(1)由所述丙烷管线切换为所述丙烯冻料管线时，所述冷箱(1)内的丙烷与丙烯置换，且所述冷箱(1)管线切换时丙烷和丙烯的混合液体排入所述脱乙烷塔管线(9)。
6.根据权利要求5所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，所述脱乙烷塔管线(9)与所述冷箱(1)的连接处位于所述低温丙烯管线(4)和所述低温丙烷管(5)上的分支阀门(2)与所述冷箱(1)冷口端的冷箱阀门(7)之间，且所述脱乙烷塔管线(9)与所述冷箱(1)连接处设置有分支阀门(2)。
7.根据权利要求3至6中任意一项所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，还包括产品气干燥器管线(10)，所述产品气干燥器管线(10)与所述冷箱(1)的热口端连接，所述冷箱(1)有所述丙烯冻料管线切换为所述丙烷管线时，所述冷箱(1)内的丙烯与丙烷置换，且所述冷箱(1)管线切换时丙烯和丙烷的混合液排入产品气干燥器管线(10)。
8.根据权利要求7所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，所述产品气干燥器管线(10)与所述冷箱(1)的连接处位于所述常温丙烯管(3)和所述常温丙烷管(6)上的分支阀门(2)与所述冷箱(1)热口端的冷箱阀门(7)之间，且所述产品气干燥器管线(10)上设置有分支阀门(2)。
9.根据权利要求8所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，还包括止逆阀(11)，所述止逆阀(11)位于所述冷箱(1)热口端冷箱阀门(7)与所述产品气干燥器管线(10)和所述常温丙烷管(6)上分支阀门(2)之间。
10.根据权利要求3所述的利用低温丙烷为丙烷脱氢装置提供冷量的系统，其特征在于，还包括流量计(12)，所述流量计(12)位于所述冷箱(1)和所述冷箱阀门(7)之间的管路上，以通过所述流量计(12)调节所述冷箱(1)内丙烯或丙烷的流量。
技术总结