二元制冷
二元制冷系统
二元混合冷冻剂制冷系统提供的冷却介质用于满足工艺净化工序中的低温度级别制冷需求。二元混合冷冻剂制冷是在低于－40℃的温度级别上提供的。使用的冷剂就是装置中生产的甲烷和乙烯的混合物。提供制冷的方法是在各种压力下使得二元混合冷剂气化，以便满足不同温度条件下的工艺冷却要求。气化产生的蒸气在在压缩机的三个压缩级中被压缩到大约4.35 MPag的压力，经过冷却水冷却处理后和丙烯冷剂换热进行局部冷凝，最终在－53℃下通过自身制冷而全部冷凝。不需要级间冷却，因为进入压缩机每个压缩级的冷气体本身能够提供充分的冷却。
来自压缩机三段出口的冷剂蒸气首先在1＃二元混合冷剂冷却器(E-55551)中和冷却水换热至40℃，再在2＃二元混合冷剂冷却器(E-55553X)中和13℃以及－4℃的丙烯冷剂换热至-1℃，并且在3＃二元混合冷冻剂冷却器(E-55554X)中和－27℃的丙烯冷剂换热至-24℃。冷剂蒸气随后进入8＃尾气换热器(E-318X)，和－40℃的丙烯冷剂换热而局部冷凝，然后在E-30317X中通过自身节流制冷至-53℃而充分冷凝。冷凝的液体则收集在二元混合冷剂收集罐(D-55554)中。
来自二元混合冷剂收集罐(D-55554)的部分液体在PIC55010控制下减压到三级入口压力，并且在7＃尾气换热器(E-30317X)对二元混合冷剂的冷凝和丙烯产品至低温丙烯储罐的冷却提供冷量。该部分二元冷剂在8＃尾气换热器(E-30318X)中过热到大约－28℃，并且流到三级入口罐(D-55553)中。
当乙烯产品液体要进入低温乙烯储罐时，来自二元混合冷剂储罐(D-55554)的部分液体就流到乙烯产品冷却器(E-40414X)中。该部分液体过冷后通过TIC43001减压到一级和通过TIC55010减压到二级入口压力，以便对流向低温乙烯储罐的乙烯产品提供制冷。
二元混合冷剂收集罐(D-55554)的部分液体在5＃尾气换热器(E-30315X)、4＃尾气换热器(E-30314X)和3＃尾气换热器(E-313X)中过冷到大约－130℃，然后进入二元混合冷剂脱不凝气罐罐(D-55555)中。
来自二元混合冷剂脱不凝气罐罐(D-55555)的过冷液体减压到一级入口压力，根据脱甲烷塔回流罐的液位LIC30102控制提供给脱甲烷塔塔顶冷凝器(E-30308X)的冷量，用在E30313X出口的裂解气温度控制器TIC30013控制向E-30313X提供的冷剂量，而裂解气体则经过4＃尾气换热器(E-30314X)和3＃尾气换热器(E-30313X)中从－72℃冷却到－130℃。节流减压至一级入口压力的二元冷剂在4＃尾气换热器(E-30314X)中被过热到大约－96℃，并且被送到一级入口罐(D-55551)。经过5＃尾气换热器(E-30315X)过冷的液体一部分通过裂解气在E30315X出口的温度控制器TIC30015控制减压到二级入口压力并且对E30315X的裂解气提供制冷，裂解气在5＃尾气换热器(E-30315X)中从－63℃冷却到－72℃。二元混合冷剂收集罐(D-55554)的部分液体通过在E30316X出口的裂解气温度控制器TIC30016控制减压到二级入口压力并且对裂解气体提供制冷，裂解气在6＃尾气换热器(E-316X)则从－46℃冷却到－57℃。节流减压至二级入口压力的二元冷剂在7＃尾气换热器(E-30317X)过热到－40℃，并且流到二级入口罐(D-55552)。
二元制冷压缩机的三个吸入罐的气体分别计入压缩机的三个入口，在压缩机的每个入口都有流量测量。第一级入口罐的压力控制器PIC55021通过串级控制SIC55101调整压缩机透平的转速以保证一级吸入罐的压力稳定。同时二元制冷压缩机的三个吸入罐都有压力控制器以保证压缩机吸入罐在过压的情况下二元冷剂可以排放到干火炬去，一、二、三级吸入罐的压力控制器分别是PIC55O2O、PIC55030、PIC55031。
二元冷剂夹带的液体和没有气化的急冷液体(在最小流量操作中使用)可能在三个入口罐(D-55551, D-55552, D-55553)中产生液位。在每个入口罐中提供了高液位报警功能。二级（D55552）、三级入口罐（D55553）中聚积的液体分别通过LIC55041和LIC55043送到一级入口罐（D55551）。一级入口罐中的液位通过手动方式经由一个手动控制器HIC55012在液位之下引入压缩机三段出口的热蒸气，通过一个分布器，使得液体气化而降低。另外一种降低液位的方法是，将液体排放到排液罐(D-55556)中，利用压缩机的出口蒸气将液体压回到二元冷剂收集罐(D-55554)中。少量液体也可以排放到脱甲烷塔。
二元混合冷冻剂压缩机防喘振保护的方法是使用最低流量循环管线，将最低流量返回到每个入口罐。在压缩机的每个入口都测量流量。在1＃二元混合冷剂冷却器(E-551)的下游，在流量控制下将压缩机的出口蒸气循环到相关的入口罐以保持最低的入口流量。第一级的最低流量通过第一级的入口流量FIC55020来控制。第二级的最低流量则通过压缩机的第一级和第二级的入口流量相加来加以控制，控制器为FIC55030P。同样，第三级的最低流量则通过控制压缩机的全部三个吸入级总流量来加以控制，控制器为FIC55032P。
在实际的最低流量循环操作期间，有最低流量控制的循环流体的温度要比压缩机机械允许的理想温度高。因此，去全部三个入口罐的最低流量蒸气就需要用来自收集罐(D-55554)的急冷液体加以急冷以降低温度。在进入三个入口罐之前，通过TIC55020、TIC55031、TIC55030控制来自收集罐(D-55554)的急冷液体量和最低流量蒸汽合并在一起进入三台混合器(M-55551, M-55552, M-55553)以能够保证蒸气和液体的充分混合。通过每个入口罐的温度控制来调节，急冷液体的流量，以便将温度保持在比每个入口罐的正常操作温度高出5～10℃的水平上，（不要超出太多）。