乙烯是石油化工产业的核心，其产品占石化产品的70%以上。在较大型的乙烯储运装置中，常用的贮存方法是低温常压贮存方法。液态乙烯(liquid ethylene gas, LEG）的标准沸点是-104 ℃，在储运过程中，外界热量或其他能量的侵入会引起管路及储罐内乙烯的蒸发，产生大量闪蒸汽(boil-off gas, BOG) 。为维持储罐内压力在设计范围内，常采用再液化装置处理过量的BOG。复叠式两级压缩两次节流中间完全冷却再液化循环应用广泛。本文提出增加回热器用以回收从闪蒸罐排出的饱和蒸汽的冷量，通过对改进前后的流程进行性能分析，发现系统COP和效率显著提高。
如图1所示，现有的复叠式两级压缩两次节流中间完全冷却乙烯BOG再液化系统包括子系统Ⅰ：再液化循环和子系统Ⅱ：制冷循环。
为提高现有流程性能，现做出以下改进：节流阀前增设冷箱，回收中间压力下饱和气体的冷量，提高节流前过冷度；在压缩机出口增设水冷却器，减小闪蒸罐内工质温差。改进流程如图2所示。
改进流程子系统Ⅰ与现有流程的主要区别在于：闪蒸罐S2内的饱和气先经冷箱cold-box1释放部分冷量，然后被压缩机C2吸入并压缩为高温高压气体。高温高压气体经水冷器cooler1预冷后，进入蒸发式冷凝器E-C冷凝为饱和液体，再经cold-box1被中间压力下的饱和气进一步过冷。
改进流程子系统Ⅱ与现有流程的主要区别在于：压缩机C3排气先经水冷器cooler2冷却后，进入闪蒸罐S3完全冷却。闪蒸罐S3内的饱和气先经冷箱cold-box2释放部分冷量后，被压缩机C4吸入并压缩，得到的高温高压气体先经冷凝器cond冷凝为饱和液体，然后经冷箱cold-box2被中间压力下的饱和气进一步过冷。
本文针对一种广泛应用的复叠式两级压缩两次节流中间完全冷却再液化装置进行改进，在再液化等量乙烯BOG的条件下，分析了pE2、pR2、pR1对改进前后系统COP及效率的影响，得出以下结论：
（1）标准工况下，改进流程压缩机耗功可比现有流程减小10.47%，系统总的损失减小了21.42%，使得系统COP和效率提高11.68%；
（2）改进流程标准工况下的再液化循环中间压力pE2和制冷循环中间压力pR2分别比现有流程低290 kPa、50 kPa，即两个闪蒸罐可在更低的工作压力下达到更高的COP及效率，系统安全性提升。改进流程系统性能显著提高，且安全性更好，对低温乙烯再液化装置及相关应用具有一定的参考价值。
