工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法

摘要

本申请提供了一种工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法。该密封系统包括工艺气源设备、除液设备与密封设备。其中，工艺气源设备包括源出口，用于提供密封工艺气；除液设备包括除液入口与除液出口，除液入口通过第一工艺气输送线路与工艺气源设备相连接；密封设备通过第三工艺气输送线路与除液设备相连接。该工艺气密封系统在工艺气源设备与密封设备之间设置除液设备，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

权利要求

1.一种工艺气的密封系统，其特征在于，所述密封系统包括：

工艺气源设备(10)，包括源出口，用于提供密封工艺气；

除液设备(30)，包括除液入口与除液出口，所述除液入口通过第一工艺气输送线路(01)与所述工艺气源设备(10)相连接；以及密封设备(50)，通过第三工艺气输送线路(03)与所述除液设备(30)相连接，其中，所述密封设备(50)的入口的温度为T1，所述除液设备(30)将所述密封工艺气中在温度为T2时变为液体的部分除去，所述T2在0.5T1～0.8T1之间。

2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述除液设备(30)包括：冷却单元(31)，包括冷却入口与冷却出口，所述冷却入口通过所述第一工艺气输送线路(01)与所述工艺气源设备(10)相连接，用于将所述工艺气冷却至所述T2；以及气液分离单元(33)，包括分离入口与分离出口，所述分离入口通过第二工艺气输送线路(02)与所述冷却单元(31)相连接，所述分离出口通过第三工艺气输送线路(03)与所述密封设备(50)相连接，用于将所述工艺气中的气体与液体分离。

3.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，所述冷却单元(31)包括至少一个冷却器，所述气液分离单元(33)包括至少一个气液分离器(330)。

4.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，所述冷却单元(31)包括两个并列连接的冷却器。

5.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，所述气液分离单元(33)中设置有液位监控器，并且所述气液分离单元(33)与液体收集槽(70)相连。

6.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述第三工艺气输送线路(03)上设置有过滤设备(40)。

7.一种密封工艺气的处理方法，其特征在于，所述处理方法采用权利要求1至6中任一项所述密封系统实施，所述处理方法包括：步骤S1，采集工艺气，将其作为密封工艺气；

步骤S2，将所述密封工艺气中的液体去除；以及

步骤S3，将剩余的所述密封工艺气输送到密封设备中，

其中，所述密封设备的入口的温度为T1，所述步骤S2还包括将所述密封工艺气中在温度为T2时转化为液体的部分除去，所述T2在0.5T1～0.8T1之间。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤A，将所述密封工艺气降温至所述T2，使部分所述密封工艺气液化；以及步骤B，去除液化的所述密封工艺气，将剩余的所述密封工艺气输送到所述密封设备中。

9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S2与所述步骤S3之间还包括将所述密封工艺气过滤的步骤。

说明书

工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法

技术领域

[0001] 本申请涉及化工领域，具体而言，涉及一种工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法。

背景技术

[0002] 目前国内甲醇生产装置采用的合成压缩机干气密封一级密封系统的工艺流程，都是压缩机合成段出口引出小股工艺气，经过过滤器过滤后，根据设定的压差，调节压力后，调节设定流量，分别进入压缩机两端的。这样的流程不可避免把合成气中的液体组分带入到干气密封系统中，进入一级密封腔，只能通过被动地排放密封腔里的凝液去保护干气密封系统的运行。

[0003] 甲醇装置经过几年的运行后，其中的甲醇合成系统在生产过程中气液分离的效果越来越差，高负荷情况下，循环段工艺气夹带液相越来越严重。由于压缩机本体结构的原因，循环段的工艺气体不可避免有部分要窜到合成段的工艺气里，而循环段的入口工艺气带液组分混合到合成段的工艺气中，进而造成合成段出口工艺气里夹带的液相组分相对于合成段入口新鲜工艺气有所增加。

[0004] 常采用的密封流程是从合成段出口引一小部分工艺气作为合成压缩机俩端干气密封的一级密封气，经过减压后，分别进入压缩机两端的干气密封的一级密封腔，作为一级密封气。由于合成段工艺气入口温度在23～30℃，循环段工艺气入口温度在50～60℃，造成压缩机两端一级密封腔环境温度不同。一级密封气进入合成段的一级密封腔后，由于环境温度低，密封气里的凝结出的液相和夹带液相，极可能对干气密封一级的动静环造成液击，对压缩机干气密封的安全运行产生极大的威胁。而一级密封气进入循环段的一级密封腔后，由于环境温度高，密封气里的液相没有凝结出来，这样就不可能产生对循环段干气密封一级的动静环造成液击，不会威胁压缩机干气密封的安全运行。

[0005] 目前在工厂的生产现场，常采用措施是：1.给干气密封工艺气输入管线增加伴热措施。但这样没有从根本上降低密封气带液量，密封气进入合成段的一级密封腔后，由于环境温度低，密封气里的夹带液相还要凝结出来，再加上凝结解析出对应温差范围内的液体组分含量，极有可能对干气密封一级的动静环造成液击，对压缩机干气密封的安全运行产生极大的威胁。2.定时排除压缩机合成段干气密封一级密封腔凝结液体的方法来解决。这样做也存在很多风险，首先是密封气体携带的液体可能对干气密封造成损坏；其次不能连续排液，两次排液之间凝结出来的液体也可能对干气密封造成损坏。

[0006] 因此，亟需一种能够从根本上保证压缩机密封系统安全运行的工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法。

发明内容

[0007] 本申请旨在提供一种工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法，以解决现有技术中不能由于动静环液击导致的密封系统不能安全运行的问题。

[0008] 为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种工艺气的密封系统，该密封系统包括工艺气源设备、除液设备与密封设备。其中，工艺气源设备包括源出口，用于提供密封工艺气；除液设备包括除液入口与除液出口，上述除液入口通过第一工艺气输送线路与上述工艺气源设备相连接；密封设备通过第三工艺气输送线路与上述除液设备相连接。

[0009] 进一步地，上述密封设备的入口的温度为T1，上述除液设备将上述密封工艺气中在温度为T2时变为液体的部分除去，上述T2在0.5T1～0.8T1之间。

[0010] 进一步地，上述除液设备包括：冷却单元与气液分离单元，其中，冷却单元包括冷却入口与冷却出口，上述冷却入口通过上述第一工艺气输送线路与上述工艺气源设备相连接，用于将上述工艺气冷却至上述T2；气液分离单元包括分离入口与分离出口，上述分离入口通过第二工艺气输送线路与上述冷却单元相连接，上述分离出口通过第三工艺气输送线路与上述密封设备相连接，用于将上述工艺气中的气体与液体分离。

[0011] 进一步地，上述冷却单元包括至少一个冷却器，上述气液分离单元包括至少一个气液分离器。

[0012] 进一步地，上述冷却单元包括两个并列连接的冷却器。

[0013] 进一步地，上述气液分离单元中设置有液位监控器，并且上述气液分离单元与液体收集槽相连。

[0014] 进一步地，上述第三工艺气传输线路上设置有过滤设备。

[0015] 根据本申请的另一方面，提供了一种密封工艺气的处理方法，该处理方法采用上述密封系统实施，上述处理方法包括：步骤S1，采集工艺气，将其作为密封工艺气；步骤S2，将上述密封工艺气中的液体去除；以及步骤S3，将剩余的上述密封工艺气输送到密封设备中。

[0016] 进一步地，上述密封设备的入口的温度为T1，上述步骤S2还包括将上述密封工艺气中在温度为T2时转化为液体的部分除去，上述T2在0.5T1～0.8T1之间。

[0017] 进一步地，上述步骤S2包括：步骤A，将上述密封工艺气降温至上述T2，使部分上述密封工艺气液化；步骤B，去除液化的上述密封工艺气，将剩余的上述密封工艺气输送到上述密封设备中。

[0018] 进一步地，上述步骤S2与上述步骤S3之间还包括将上述密封工艺气过滤的步骤。

[0019] 应用本申请的技术方案，工艺气密封系统在工艺气源设备与密封设备之间设置除液设备，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

附图说明

[0020] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0021] 图1示出了本申请一种典型实施方式提出的工艺气的密封系统的结构示意图；

[0022] 图2示出了一种优选实施例提供的工艺气的密封系统的结构示意图；

[0023] 图3示出了一种优选实施例提供的工艺气的密封系统的结构示意图；以及[0024] 图4示出了一种优选实施例提供的密封工艺气的处理方法的流程示意图。

具体实施方式

[0025] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0026] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0027] 正如背景技术所介绍的，现有技术中进入密封设备的工艺气中夹带液体，会造成密封设备不能安全运行，为了解决如上的问题，本申请提出了一种工艺气的密封系统与密封工艺气的处理方法。

[0028] 本申请一种典型的实施方式中，提出了一种工艺气的密封系统，如图1所示，该密封系统包括：工艺气源设备10、除液设备30与密封设备50，其中，工艺气源设备10包括源出口，用于提供密封工艺气；除液设备30包括除液入口与除液出口，上述除液入口通过第一工艺气输送线路01与上述工艺气源设备10相连接；密封设备50通过第三工艺气输送线路03与上述除液设备30相连接。

[0029] 上述的工艺气密封系统在工艺气源设备10与密封设备50之间设置除液设备30，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备50中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

[0030] 本申请的一种优选的实施例中，上述密封设备50的入口的温度为T1，上述除液设备30将上述密封工艺气中在温度为T2时变为液体的部分除去，上述T2在0.5T1～0.8T1之间。由于密封设备50的入口的温度为TI，该温度小于原本工艺气的温度，当工艺气通过该入口进入密封设备50时，工艺气中的部分由气态变为液态，增加了工艺气中夹带的液体的含量，使得密封设备50中的动静环发生液击，除液设备30在工艺气进入密封设备50前就将在密封设备50入口处变为液体的那一部分除去，大大减少了密封设备50中的工艺气的液体的夹带量，有效地避免了密封设备50中的动静环的液击现象，保证了密封设备50的安全运行。

[0031] 本申请的再一种优选的实施例中，如图2所示，上述除液设备30包括冷却单元31与气液分离单元33，其中，冷却单元31包括冷却入口与冷却出口，上述冷却入口通过上述第一工艺气输送线路01与上述工艺气源设备10相连接，气液分离单元33包括分离入口与分离出口，上述分离入口通过第二工艺气输送线路02与上述冷却单元31相连接，上述分离出口通过第三工艺气输送线路03与上述密封设备50相连接。冷却单元31用于将工艺气冷却至T2，工艺气中的部分气体有气态变为液态，气液混合的工艺气通过第二工艺气输送线路02进入气液分离单元33中，分离为气体与液体，气体由分离出口进入密封设备50中。通过采用冷却单元31与气液分离单元33能够更好地将经过密封设备50入口变为液体的部分去除，进而能够更好地保证密封设备50的安全运行。

[0032] 为了更加高效地去除工艺气中经过密封设备50入口变为液体的部分，本申请优选上述冷却单元31包括至少一个冷却器，上述气液分离单元33包括至少一个气液分离器。

[0033] 本申请另一种优选的实施例中，如图3所示，上述冷却单元31包括两个并列连接的冷却器。分别为第一冷却器313与第二冷却器315，当其中一个冷却器出口的气体的温度大于T2时，采用控制阀切换到另一个冷却器，对工艺气进行有效地冷却。这样避免了当一个冷却器的冷却效果不好时，不能有效地对工艺气进行冷却，进而不能有效地保证密封设备50的安全运行。

[0034] 为了避免气液分离单元33充满液体，进而造成无法进行正常的气液分离，进而不能有效地去除工艺气经过密封设备50入口变为液体的部分，本申请优选上述气液分离单元33中设置有液位监控器，如图2所示，并且上述气液分离单元33与液体收集槽70相连。这样通过液位监控器对气液分离单元33中的液体的高度进行实时地监控，当液体的高度超过预设的高度时，液体就自动排到与气液分离单元33相连接的液体收集槽70中。

[0035] 本申请的又一种优选的实施例中，如图3所示，在上述第三工艺气输送线路03上设置有过滤设备40，过滤设备40将工艺气中大于等于2μm的颗粒去除，进一步保证了密封设备50的安全运行。

[0036] 本申请的另一种典型的实施方式中，如图3所示，提供了一种密封工艺气的处理方法，如图4所示，上述处理方法采用上述密封系统实施，上述处理方法包括：步骤S1，采集工艺气，将其作为密封工艺气；步骤S2，将上述密封工艺气中的液体去除；以及步骤S3，将剩余的上述密封工艺气输送到密封设备50中。

[0037] 通过这样的处理方法，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备50中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

[0038] 本申请的一种优选的实施例中，上述密封设备50的入口的温度为T1，上述步骤S2还包括将上述密封工艺气中在温度为T2时转化为液体的部分除去，上述T2在0.5T1～0.8T1之间。由于密封设备50的入口的温度为TI，该温度小于原本工艺气的温度，当工艺气通过该入口进入密封设备50时，工艺气中的部分由气态变为液态，增加了工艺气中夹带的液体的含量，使得密封设备50中的动静环发生液击，除液设备30在工艺气进入密封设备50前就将在密封设备50入口处变为液体的那一部分除去，大大减少了密封设备50中的工艺气的液体的夹带量，有效地避免了密封设备50中的动静环的液击现象，保证了密封设备50的安全运行。

[0039] 为了更加高效地去除在密封设备50入口处变为液体的部分气体去除，优选上述步骤S2包括：步骤A，将上述密封工艺气降温至上述T2，使部分上述密封工艺气液化；以及步骤B，去除液化的上述密封工艺气，将剩余的上述密封工艺气输送到上述密封设备50中。

[0040] 本申请的又一种优选的实施例中，上述步骤S2与上述步骤S3之间还包括将上述密封工艺气过滤的步骤。过滤设备40将工艺气中大于等于2μm的颗粒去除，避免密封气夹带的微粒对干气密封动静环表面造成磨损，进一步保证了密封设备50的安全运行。

[0041] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合甲醇合成系统中的工艺气的密封系统进行详细地说明。

[0042] 采用图3所示的工艺气密封系统对工艺气进行密封，该系统包括压缩机1、过滤设备40、冷却单元31、气液分离器330与液体收集槽70。其中，压缩机1中包括密封设备50，密封设备50包括动静环、合成段密封腔51与循环段密封腔53；气液分离器330中设置液位连锁；冷却单元包括并联的第一冷却器313与第二冷却器315；合成段作为工艺气源设备10，过滤设备40为过滤器，在冷却单元31与工艺气源设备10之间的工艺气输送线路01上设置有冷却控制阀300，在气液分离器330与过滤设备之间具有分离控制阀400与过滤控制阀500。第一冷却器313与第二冷却器315的开关分别由第一控制阀100与第二控制阀200控制。

[0043] 合成段的出口通过第一工艺气输送线路01与冷却单元31的入口相连接，冷却单元31的出口通过第二工艺气输送线路02与气液分离器330的入口相连，气液分离器330的气体出口通过第三工艺气输送线路03与压缩机1的密封设备50相连接，并且经过过滤器过滤后通过第三工艺气输送线路03的两条支线(分别为第一支线031与第二支线032)传输到合成段密封腔51与循环段密封腔53。

[0044] 并且，图3中的第一工艺气输送线路01与第三工艺气输送线路03设置在同一条输送线路上，具有公共的线路部分013，并且通过开关各个控制阀来控制工艺气的输送方向。

[0045] 合成段出口的温度为60℃，而合成段密封腔51的入口的温度为30℃，循环段密封腔53的入口的温度为60℃，因此，如果不对工艺气进行处理，则当工艺气进入合成段密封腔51时，部分工艺气由气态变为液态，增加了密封设备50中的液体的含量，不能保证密封系统的安全运行。

[0046] 具体的密封工艺气的处理方法为：从合成段出口收集工艺气，并且通过第一工艺气输送线路01将该部分工艺气输送至冷却单元31中进行冷却，设定冷却单元31的冷却温度为23℃，使得部分工艺气由气态变为液态，将气液混合的工艺气经第二工艺气输送线路02输送至气液分离器330中，分离为气体和液体，气体由气体出口输出并通过第三工艺气输送线路03输送至过滤器中，将粒径大于等于2μm的颗粒去除，去除固体颗粒的工艺气再根据设定的压差，调节压力后，调节设定流量后经第三工艺气输送线路03至压缩机1的密封设备50中，由第一支线031输送至合成段密封腔51中，由第二支线032输送至循环段密封腔53中。

[0047] 气液分离器330中设置液位连锁，当其中的液位高于设定的高度后，打开气液分离器330液体出口的液体控制阀，液体自动由液体出口排出到液体收集槽中。

[0048] 在具体工作过程中，根据冷却器出口的气体温度进行两个冷却器的切换使用，当第一冷却器313出口的气体温度大于30℃时，关闭第一冷却器313的第一控制阀100，打开第二冷却器的第二控制阀200，将密封系统中的第一冷却器313切换为第二冷却器315，并将第一冷却器313隔离出系统，进行换热管壁的清理，恢复冷却效果后，投备用。

[0049] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

[0050] 1)、本申请的工艺气密封系统在工艺气源设备与密封设备之间设置除液设备，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

[0051] 2)本申请中的处理方法，将工艺气中的液体去除，防止进入密封系统的工艺气中夹带液体，进而避免了密封设备中的动静环发生液击现象，保证了密封系统的安全运行。

[0052] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。