CN104841223B - 供气净化装置及供气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供气净化装置及供气净化方法。该供气净化装置用于对甲醇合成系统中气密封组件的密封供气进行净化，包括供气净化第一模块与供气净化第二模块，供气净化第一模块与供气净化第二模块交替运行，或供气净化第一模块与供气净化第二模块同时运行；其中，供气净化第一模块和供气净化第二模块分别包括：冷却器，冷却器的入口与新鲜气供气压缩机的出口连通；聚结器，聚结器的入口与冷却器的出口连通，聚结器分离密封供气中夹带的杂质，聚结器的出口与气密封组件形成的密封腔连通。本发明的技术方案解决了现有技术中因气体中夹带的甲醇和石腊造成气密封组件不能长周期稳定运行的问题。

Description

供气净化装置及供气净化方法

技术领域

本发明涉及甲醇合成化工领域，具体而言，涉及一种供气净化装置及供气净化方法。

背景技术

目前，工业生产部门在煤制烯烃工业化试验成功的基础上进行实际生产，百万吨级甲醇合成装置的平稳运行就显得特别重要。在国内成功运行的百万吨级甲醇工艺中，压缩机的长周期、稳定地运行是保证甲醇装置平稳运行的重要前提。目前，甲醇合成装置在运行的过程中，由于该工艺系统本身存在的问题，其合成系统的循环气中夹带有一定量石蜡和甲醇。用甲醇合成工艺气作为离心式压缩机干气密封供气介质，其中夹带的石蜡和甲醇会对气密封过滤器内的滤芯造成破坏，进而导致甲醇和石蜡直接进入气密封的密封面，给气密封装置的长周期稳定运行带来了较大的危害。

传统气密封供气流程：新鲜气经过压缩后，被提升到一定的压力，在新鲜气供气压缩机的最后一级自缸体引出，经过双联式过滤器过滤后，作为离心式压缩机气密封的一级密封气，供至气密封的一级密封的腔内。

目前，在甲醇合成工艺中，普遍采用离心式压缩机来完成甲醇合成循环气的提压再循环过程。离心式压缩机气密封的供气取自新鲜气供气压缩机出口的工艺气，因合成气/循环气压缩机缸体设有一平衡管，该管分别连通新鲜气供气压缩机与循环气压缩机缸体，因为循环气压力高于新鲜气压力，造成部分循环气窜入新鲜气中，同时，因循环气中含有甲醇和石蜡，并随着时间的积累，压缩机干气密封的密封供气中含有的甲醇和石蜡会造成过滤器的滤芯破损，然后直接进入气密封组件内，给离心式压缩机气密封装置的稳定运行带来了较大的危害。

为彻底解决气密封的供气中含有石蜡和甲醇的问题，因而需要对气密封的供气进行净化处理，以保证进入离心式压缩机气密封内的气体为洁净的工艺气，保证气密封组件的稳定长周期运行。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种供气净化装置及供气净化方法，以解决现有技术中因气体中夹带的甲醇和石腊造成气密封组件不能长周期稳定运行的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种供气净化装置，用于对甲醇合成系统中气密封组件的密封供气进行净化，包括供气净化第一模块与供气净化第二模块，供气净化第一模块与供气净化第二模块交替运行，或供气净化第一模块与供气净化第二模块同时运行；其中，供气净化第一模块和供气净化第二模块分别包括：冷却器，冷却器的入口与新鲜气供气压缩机的出口连通；聚结器，聚结器的入口与冷却器的出口连通，聚结器分离密封供气中夹带的杂质，聚结器的出口与气密封组件形成的密封腔连通。

进一步地，供气净化第一模块和供气净化第二模块分别还包括：第一导淋管，设置在冷却器与新鲜气供气压缩机之间的管路上；第二导淋管，设置在聚结器与气密封组件之间的管路上。

进一步地，供气净化第一模块和供气净化第二模块分别还包括：第一盲板，设置在第一导淋管与冷却器之间的管路上；第二盲板，设置在聚结器与第二导淋管之间的管路上。

进一步地，新鲜气供气压缩机的出口与第一导淋管之间的管路上设置有第一阀门；第二盲板与第二导淋管之间的管路上设置有第二阀门；第二导淋管与气密封组件之间设置有第三阀门。

进一步地，冷却器上设置有用于泄压的排气放空口和用于排放废液的液体导淋管。

进一步地，冷却器为水冷却器，水冷却器设置有与循环水上水管路连接的进水口，以及设置有与循环水回水管路连接的出水口。

进一步地，聚结器上设置有用于泄压的排气泄压口和用于排放废液的排液导淋管。

根据本发明的另一方面，提供了一种供气净化方法，应用前述的供气净化装置进行净化操作，供气净化方法包括以下步骤：步骤S1：对密封供气进行降温处理，使密封供气的温度达到预定温度；步骤S2：对经降温处理后的密封供气进行杂质分离处理，以获得向气密封组件形成的密封腔输送的洁净的密封供气。

进一步地，在步骤S1过程中，利用冷却器对密封供气进行降温处理。

进一步地，预定温度为T，35℃≤T≤50℃。

应用本发明的技术方案，该供气净化装置包括完全相同的供气净化第一模块和供气净化第二模块，工作人员可以交替运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作，也可以同时运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作。供气净化第一模块(供气净化第二模块)包括冷却器和聚结器，冷却器将新鲜气供气压缩机提供的密封供气进行降温，然后冷却后的密封供气进入聚结器中，密封供气中含有的甲醇与石蜡被分离出来，从而将密封气净化，避免了石蜡进入气密封组件的干气密封面继而破坏干气密封面的密封性能，并同时降低甲醇对气密封组件的密封性能的影响，以使气密封组件的稳定长周期运行。

附图说明

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

图1示出了根据本发明的供气净化装置的实施例的在甲醇生产系统中的安装位置的示意图；以及

图2示出了图1中S处的供气净化装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、供气净化第一模块；200、供气净化第二模块；

10、冷却器；20、聚结器；

31、第一导淋管；32、第二导淋管；

51、第一盲板；52、第二盲板；

11、排气放空口；12、液体导淋管；

21、排气泄压口；22、排液导淋管；

301、气密封组件；302、新鲜气供气压缩机；

303、循环气压缩机；304、双联过滤器；

61、第一阀门；62、第二阀门；

63、第三阀门。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

目前，在甲醇合成工艺中，普遍采用离心式循环气压缩机303来完成甲醇合成循环气的提压在循环过程。另外，气密封供气取自新鲜气供气压缩机302(该压缩机302为离心式压缩机)。因循环气压缩机303和新鲜气供气压缩机302是同轴的，放在一个缸内，该缸分为两段，俗称一缸两段，这样可以满足新鲜气供气压缩机302和循环气压缩机303共置一缸的要求，大大节约了设备投资成本。新鲜气供气压缩机302和循环气压缩机303是靠中间的多级梳齿密封来完成两个压缩机的隔离的，从而各自完成对气体进行压缩的作用。由于，新鲜气供气压缩机302与循环气压缩机303的缸体之间设置有一平衡管，该管可使少量的甲醇合成循环气窜入新鲜气中，而循环气中含有甲醇和石蜡，随着时间的积累，压缩机的气密封组件形成的密封腔的密封供气中含有的甲醇和石蜡，因而造成双联过滤器的滤芯破损，然后含有甲醇和石蜡的的密封供气直接进入气密封组件形成的密封腔内，给压缩机气密封组件的稳定运行带来了较大的危害。

为了解决该危害，如图1和图2所示，本发明提供了一种供气净化装置，该供气净化装置用于对甲醇合成系统中气密封组件301的密封供气进行净化。其中，该供气净化装置包括供气净化第一模块100与供气净化第二模块200，供气净化第一模块100与供气净化第二模块200交替运行，或供气净化第一模块100与供气净化第二模块200同时运行；并且供气净化第一模块100和供气净化第二模块200分别包括冷却器10和聚结器20，冷却器10的入口与新鲜气供气压缩机302的出口连通，聚结器20的入口与冷却器10的出口连通，聚结器20用于分离密封供气中夹带的杂质，聚结器20的出口与气密封组件301形成的密封腔连通。在本实施例中，在新鲜气供气压缩机302的连接口a与供气净化装置之间的连接管路上连通有开工氮气管路，操作人员可以根据需要为系统提供所需的氮气。

该供气净化装置包括完全相同的供气净化第一模块和供气净化第二模块，工作人员可以交替运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作，也可以同时运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作。供气净化第一模块(供气净化第二模块)包括冷却器和聚结器，冷却器将新鲜气供气压缩机提供的密封供气进行降温，然后冷却后的密封供气进入聚结器中，密封供气中含有的甲醇与石蜡被分离出来，从而将密封供气净化，避免了石蜡进入气密封组件的干气密封面，继而破坏干气密封面的密封性能，并同时降低甲醇对气密封组件的密封性能的影响，以使气密封组件的稳定长周期运行。

密封供气来自新鲜气供气压缩机302的出口，经过冷却器10(供气净化第一模块的水冷却器或供气净化第二模块的水冷却器)，对新鲜气供气压缩机302的密封供气进行降温，然后密封供气进入聚结器20(供气净化第一模块的聚结器或供气净化第二模块的聚结器)中进行甲醇和石蜡的分离操作，从而将冷却后的密封供气中的甲醇液滴和蜡质进行分离出来，以达到净化密封供气的目的，净化后的气体在合适的温度和压力下进入双联过滤器304中进行再次过滤后被输送到离心式压缩机的干气密封的一级密封腔内由干气密封组件进行密封。

在交替利用供气净化第一模块100和供气净化第二模块200的时候，随着该供气净化装置投用时间的推移，供气净化第一模块100中的冷却器10和聚结器20的内部有一定的蜡质积累，聚结器20的压差会上升，工作人员根据前后压差决定将供气净化第一模块100切换到供气净化第二模块200中对密封供气进行净化操作，然后对切出的供气净化第一模块100进行离线清理(或者将供气净化第二模块200切换到供气净化第一模块100中对密封供气进行净化操作，然后对切出的供气净化第二模块200进行离线清理)。

再次结合参见如图2所示，供气净化第一模块100或供气净化第二模块200还包括第一导淋管31、第二导淋管32，其中，第一导淋管31设置在冷却器10与新鲜气供气压缩机302之间的管路上，第二导淋管32设置在聚结器20与气密封组件301之间的管路上。供气净化第一模块100或供气净化第二模块200还包括：第一盲板51，设置在第一导淋管31与冷却器10之间的管路上；第二盲板52，设置在聚结器20与第二导淋管32之间的管路上。新鲜气供气压缩机302的出口与第一导淋管31之间的管路上设置有第一阀门61；第二盲板52与第二导淋管32之间的管路上设置有第二阀门62；第二导淋管32与气密封组件301之间设置有第三阀门63。

如果运行的是供气净化第一模块100，切换至供气净化装置的供气净化第二模块200进行净化操作(本发明以将供气净化第一模块100切换到供气净化第二模块200中对密封供气进行净化操作，然后对切出的供气净化第一模块100进行离线清理为例说明该供气净化装置的工作切换操作的过程)。在供气净化第一模块100的水冷却器的冷却水还在投用的情况下(此时，供气净化第二模块200中的第一盲板51和第二盲板52保持导通状态)，先微开供气净化第二模块200的第一阀门61和第二阀门62，同时打开聚结器后的第二导淋管32(如图2所示的导淋管e2)，从而对第二导淋管32之前的供气净化第二模块的组成部件进行置换，置换合格之后关闭第一阀门61和第二阀门62。接着，微开第二导淋管32之后的第三阀门63，从而对第二导淋管32的下游管线进行置换，置换合格后，工作人员关闭第二导淋管32。置换工作完成之后，工作人员缓慢地全开供气净化第二模块200主管线上的阀门(包括第一阀门61、第二阀门62和第三阀门63等)，这时，供气净化第二模块200被完全开启使用。

在供气净化第二模块200完全开启使用之后，工作人员需要将供气净化第一模块100切出，以便对供气净化第一模块100进行清理。工作人员先将供气净化第一模块100的第一阀门61和第三阀门63关闭，然后工作人员将供气净化第一模块100的第一导淋管31和/或第二导淋管32打开，接着，工作人员将第一盲板51与第二盲板52均倒盲(即将两块盲板关闭，使得供气净化第一模块的主管线被两块盲板切断)，然后工作人员将第一导淋管31和/或第二导淋管32关闭。

再次结合参见如图2所示，在本实施例中，冷却器10上设置有用于泄压的排气放空口11和用于排放废液的液体导淋管12。冷却器10包括水冷却器，水冷却器设置有与循环水上水管路连接的进水口，以及设置有与循环水回水管路连接的出水口，当冷却器10对由新鲜气供气压缩机302的出口输送来的密封供气冷却时，冷却水由进水口进入冷却器内与密封供气进行换热，然后从出水口输出。聚结器20上设置有用于泄压的排气泄压口21和用于排放废液的排液导淋管22。

在切出供气净化第一模块100的过程中，如需对冷却器10进行除蜡操作，工作人员可以利用其上的液体导淋管12和排气放空口11对冷却器内的蜡质和甲醇进行清理放空。在对聚结器20进行清理的时候，工作人员可以将聚结器20拆卸下来进行单独清理。工作人员利用排气泄压口21对聚结器20进行泄压操作，利用排液导淋管22对聚结器20进行排液操作。

在工作人员对供气净化第一模块100清理完毕后，工作人员关闭所有导淋管与排气管(或泄压管)，然后工作人员打开第一导淋管31和第二导淋管32，下一步，工作人员将第一盲板51和第二盲板52导通，接着工作人员将第一导淋管31和第二导淋管32关闭。然后，工作人员利用第二导淋管32(即导淋管e1)进行置换排放，工作人员微开供气净化第一模块100的第一阀门61和第二阀门62打开，但是关闭第三阀门63，从而对供气净化第一模块100的主管线进行置换，当置换合格后关闭导淋并将导淋管的管帽拧紧。

供气净化第一模块100投用而供气净化第二模块200切出的操作方法与上述的供气净化第二模块200投用而供气净化第一模块100的操作方法相同。

当供气净化第一模块100与供气净化第二模块200同时开启对密封供气进行净化操作的时候，当供气净化装置投用一端时间之后需要对其内积累的甲醇和蜡质进行清理的时候，工作人员可以将甲醇合成系统停产，然后对供气净化装置进行清理，待清理完成之后，工作人员在重新开机进行甲醇合成的生产工作。

本发明的所有导淋和排气均设计为丝扣连接，在排液和排气的时候可随时与胶管连接，然后将液体与气体引导至安全的地方处排放，从而无需配制更多的管线，节约成本。

在本发明的供气净化装置中的聚结器20的过滤精度可以根据具体情况选定，并且其最小分离物的最小精度可到8μm。

在供气净化第一模块100(供气净化第二模块200)的冷却器10与聚结器20之间的连接管路上还设置有有控制阀门。这样，工作人员可以随时操作控制阀门将冷却器10和聚结器20切断，从而对冷却器10和/或聚结器20进行安全检测，保证整个供气净化管线安全、正常的工作。

根据本发明的另一方面，提供了一种供气净化方法。该供气净化方法包括以下步骤：

步骤S1：对密封气体进行降温处理，使密封供气的温度达到预定温度，其中，预定温度为T，35℃≤T≤50℃，并利用冷却器10(优选为水冷却器)对密封气体进行降温处理；

步骤S2：对经降温处理后的密封气体进行杂质分离处理，以获得向气密封组件301输送的洁净的密封气体。

如图1所示，压缩机两端的密封是靠干气密封组件301和密封供气共同完成的，压缩机的轴在高速旋转时，密封供气经过供气净化装置进行第一次分离净化，然后在经过双联过滤器304进行第二次过滤净化后通入压缩机两侧的气密封组件301，气密封组件301会形成一个气腔，在外供的密封供气的压力下，压缩机泄漏气的压力如小于密封腔的压力，即可完成干气密封。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

该供气净化装置包括完全相同的供气净化第一模块和供气净化第二模块，工作人员可以交替运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作，也可以同时运行供气净化第一模块与供气净化第二模块对密封供气进行净化操作。供气净化第一模块(供气净化第二模块)包括冷却器和聚结器，冷却器将新鲜气供气压缩机提供的密封供气进行降温，然后冷却后的密封供气进入聚结器中，密封供气中含有的甲醇与石蜡被分离出来，从而将密封供气净化，避免了石蜡进入气密封组件的干气密封面，而破坏干气密封面的密封性能，并同时降低甲醇对气密封组件的密封性能的影响，以使气密封组件的稳定长周期运行。

本发明的应用，避免了干气密封的供气管线上的高精度的双联过滤器304的滤芯破损，防止了因高精度的双联过滤器304的滤芯破损而造成含甲醇液和蜡质的气体直接进入气密封组件301的干气密封面内而损害干气密封的正常工作。

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

Claims (10)

1.一种供气净化装置，用于对甲醇合成系统中气密封组件(301)的密封供气进行净化，其特征在于，包括相同的供气净化第一模块(100)与供气净化第二模块(200)，所述供气净化第一模块(100)与所述供气净化第二模块(200)交替运行，或所述供气净化第一模块(100)与所述供气净化第二模块(200)同时运行；

其中，所述供气净化第一模块(100)和供气净化第二模块(200)分别包括：

冷却器(10)，所述冷却器(10)的入口与新鲜气供气压缩机(302)的出口连通；

聚结器(20)，所述聚结器(20)的入口与所述冷却器(10)的出口连通，所述聚结器(20)分离所述密封供气中夹带的杂质，所述聚结器(20)的出口与所述气密封组件(301)形成的密封腔连通。

2.根据权利要求1所述的供气净化装置，其特征在于，所述供气净化第一模块(100)和供气净化第二模块(200)分别还包括：

第一导淋管(31)，设置在所述冷却器(10)与所述新鲜气供气压缩机(302)之间的管路上；

第二导淋管(32)，设置在所述聚结器(20)与所述气密封组件(301)之间的管路上。

3.根据权利要求2所述的供气净化装置，其特征在于，所述供气净化第一模块(100)和供气净化第二模块(200)分别还包括：

第一盲板(51)，设置在所述第一导淋管(31)与所述冷却器(10)之间的管路上；

第二盲板(52)，设置在所述聚结器(20)与所述第二导淋管(32)之间的管路上。

4.根据权利要求2或3所述的供气净化装置，其特征在于，

所述新鲜气供气压缩机(302)的出口与所述第一导淋管(31)之间的管路上设置有第一阀门(61)；

所述第二盲板(52)与所述第二导淋管(32)之间的管路上设置有第二阀门(62)；

所述第二导淋管(32)与所述气密封组件(301)之间设置有第三阀门(63)。

5.根据权利要求1所述的供气净化装置，其特征在于，所述冷却器(10)上设置有用于泄压的排气放空口(11)和用于排放废液的液体导淋管(12)。

6.根据权利要求5所述的供气净化装置，其特征在于，所述冷却器(10)为水冷却器，所述水冷却器设置有与循环水上水管路连接的进水口，以及设置有与循环水回水管路连接的出水口。

7.根据权利要求1所述的供气净化装置，其特征在于，所述聚结器(20)上设置有用于泄压的排气泄压口(21)和用于排放废液的排液导淋管(22)。

8.一种供气净化方法，其特征在于，应用权利要求1至7中任一项所述的供气净化装置进行净化操作，所述供气净化方法包括以下步骤：

步骤S1：对密封供气进行降温处理，使所述密封供气的温度达到预定温度；

步骤S2：对经降温处理后的所述密封供气进行杂质分离处理，以获得向气密封组件(301)形成的密封腔输送的洁净的所述密封供气。

9.根据权利要求8所述的供气净化方法，其特征在于，在所述步骤S1过程中，利用冷却器(10)对所述密封供气进行降温处理。

10.根据权利要求8所述的供气净化方法，其特征在于，所述预定温度为T，35℃≤T≤50℃。