CN110346511A - 一种合成气泄漏在线检测及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成气泄漏在线检测及处理工艺，合成气泄漏在线检测及处理工艺采用的处理系统包括冷却器及气液分离罐，本发明设置了与冷却器相连接的气液分离罐，通过气液分离罐内液位的下降位置，同时辅以压力检测措施对合成气的泄漏程度进行进行判断，液位下降的速度可直观反应合成气泄漏的严重程度，从而满足不同合成气泄漏工况的检测；并且针对不同的合成气泄漏工况，通过对各液体管路、气体管路的切断与否及时处理，判断气体泄漏程度又能在线及时处理，从而避免了不必要的停车检修、降低了经济损失，同时也将合成气自冷却介质中分离出来，避免了冷却介质中有毒可燃的合成气被带至下游产生安全隐患。

Description

一种合成气泄漏在线检测及处理工艺
技术领域
本发明涉及化工生产中合成气泄漏的处理技术领域，具体指一种合成气泄漏在线检测及处理工艺。
背景技术
煤气化、天然气部分氧化、渣油气化等生产的粗合成气～200℃(4.0MPag)需要冷却至40℃，以便进一步进行酸性气体脱除。200℃的温位一般采用低压废锅副产低压蒸汽(0.4MPag)，合成气温度降至～150℃，对于此温位，可考虑预热脱盐水(40-110℃)或者加热低温热水(70-95℃)，合成气温度进一步降低至100℃以下，最后用循环水冷却至～40℃。在用脱盐水、低温热水或循环水冷却过程中，合成气均可能因换热器密封原因泄漏至冷却相中，脱盐水携带合成气可能使得脱盐水在除氧过程中因合成气与氧接触在除氧器中发生燃爆，低温热水携带合成气可能送至生活采暖区带来中毒风险，循环冷却水携带合成气在冷却塔处释放亦有安全隐患。
合成气在被冷却过程中，换热器冷热膨胀、水击冲刷、管子振动等原因，换热器的密封性难以一直保证，微量合成气不可预料地会泄漏至冷却介质相中。目前，换热器发生微量泄漏后，操作工很难发现，只有在冷却介质管道高点处放空阀打开时发现有气体才能知道已经发生了泄漏，而在发现泄漏后，有可能需停车检修换热器，或任由其报警不予理会；并且，操作工需定期放空，不仅增加工作量，同时有中毒风险隐患。而即使设置浓度分析仪，也会因少量合成气的不停积累导致高浓度，浓度分析检测到高浓度时即采取关断的措施不甚合理。如因微量泄漏即停车检修，会造成巨大的经济损失，如果不停车，在线检测仪一直报警不采取措施又失去其设置的意义，浓度分析仪因高浓度即判断合成气大量泄漏亦不缜密。
因此，提供一种既能判断气体泄漏程度又能在线及时处理的合成气泄漏在线检测及处理工艺，尤为必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既能判断气体泄漏程度又能在线及时处理，从而避免不必要的停车检修、降低经济损失、避免冷却介质中有毒可燃的合成气被带至下游产生安全隐患的合成气泄漏在线检测及处理工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述合成气泄漏在线检测及处理工艺采用的处理系统包括
冷却器，具有供合成气进入的合成气输入端及供合成气离开的合成气输出端，该冷却器还具有供冷却介质输入的冷却介质输入端及供冷却介质输出的冷却介质输出端；以及
气液分离罐，具有与所述冷却介质输出端相连通的液体输入端、供气液分离后的冷却介质输出的液体输出端，所述气液分离罐上连接有能使气液分离后的气体输出的第一排气管路，该第一排气管路上设置有泄压调节阀，所述第一排气管路上还设置有两端分别连接于泄压调节阀上游与下游之间的第二排气管路，该第二排气管上设置有排气阀；
调节气液分离罐压力至设定值，建立气液分离罐的合理液位，使气液分离罐有明显的气相和液相分界；
当合成气不存在泄漏时，检测系统检测到气液分离罐中的液位恒定，冷却介质经冷却器冷却后进入气液分离罐，并通过气液分离罐的液体输出端输出；
当合成气发生轻微泄漏时，泄漏的合成气自冷却器的高压侧进入低压侧，并夹带在冷却介质中进入气液分离罐，由于气液分离罐中压力保持恒定，气体的积累会导致液位降低，检测系统检测到气液分离罐中的液位低至第一设定值而高于第二设定值时，泄压调节阀保持关闭，打开排气阀，气液分离罐中分离出的合成气经排气阀排出，气液分离罐中分离出的液体通过气液分离罐的液体输出端输出；随着合成气经排气，气液分离罐内压力下降，液位逐渐上升，当液位达到开车时设定的工作液位时，关闭排气阀；
当合成气发生大量泄漏时，泄漏的合成气自冷却器的高压侧进入低压侧，冷却介质携带大量合成气进入气液分离罐，气液分离罐中的压力迅速上升，液位迅速下降，检测系统检测到气液分离罐中的液位低于第二设定值时，泄压调节阀打开，打开排气阀，气液分离罐中分离出的合成气经泄压调节阀、排气阀同时排出，气液分离罐中分离出的液体通过气液分离罐的液体输出端输出；当检测系统检测到气液分离罐中的液位低于第二设定值后还继续下降、压力高于第三设定值或液位低于第四设定值时，切断冷却器的冷却介质输入端及冷却介质输出端。
在上述方案中，所述冷却器的冷却介质输入端上设置有冷却介质入口切断阀，所述气液分离罐的液体输出端上设置有冷却介质出口切断阀，以便于根据指令对冷却介质输入端、冷却介质输出端进行切断或连通。
优选地，所述气液分离罐上连接有能检测罐内压力的压力变送器及检测罐内液位的液位变送器，且该压力变送器与冷却介质入口切断阀电信号连接，所述液位变送器分别与冷却介质入口切断阀、冷却介质出口切断阀、排气阀电信号连接。设置该结构，可随时监测气液分离罐内的压力及液位，从而做出相应的判断指令。
在上述各方案中，所述第一排气管路上连接有氮气输入管道，该氮气输入管道与第一排气管路的连接处位于所述泄压调节阀的上游，所述氮气输入管道上设置有开车充压调节阀，该开车充压调节阀及所述泄压调节阀均与压力变送器电信号连接。设置氮气输入管道，以便于在开车前向气液分离罐中输入氮气，调节气液分离罐压力至设定值，建立气液分离罐的合理液位。
优选地，所述氮气输入管道上设置有能控制氮气流通与否的盲板。气液分离罐建立液位并稳定压力后，通过盲板切断氮气流通，以防止合成气倒窜至氮气输入管道中。
优选地，所述第二排气管路上设置有位于排气阀下游的限流孔板。该限流孔板可对第二排气管路上的流量进行限制，以使排气平衡，并对排气阀形成一定的保护。
在上述各方案中，所述气液分离罐的顶部设置有能快速将罐内气体排出的第三排气管道，该第三排气管道独立于所述第一排气管道布置，所述第三排气管道上设置有安全阀。设置该第三排气管道及安全阀，以保证系统不超压，避免超压引发事故。
优选地，所述气液分离罐中设置有能强化气液分离罐效果的隔板，该隔板在所述气液分离罐的中间位置竖向布置。该结构有利于提高气液分离效果。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明设置了与冷却器相连接的气液分离罐，通过气液分离罐内液位的下降位置，同时辅以压力检测措施对合成气的泄漏程度进行进行判断，液位下降的速度可直观反应合成气泄漏的严重程度，从而满足不同合成气泄漏工况的检测；并且针对不同的合成气泄漏工况，通过对各液体管路、气体管路的切断与否及时处理，判断气体泄漏程度又能在线及时处理，从而避免了不必要的停车检修、降低了经济损失，同时也将合成气自冷却介质中分离出来，避免了冷却介质中有毒可燃的合成气被带至下游产生安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例的合成气泄漏在线检测及处理工艺采用的处理系统包括冷却器1及气液分离罐2。冷却器1具有供合成气进入其管程的合成气输入端11及供合成气离开其管程的合成气输出端12，该冷却器1还具有供冷却介质输入的冷却介质输入端13及供冷却介质输出的冷却介质输出端14；气液分离罐2中设置有能强化气液分离罐效果的隔板20，该隔板20在气液分离罐2的中间位置竖向布置。气液分离罐2具有与冷却介质输出端14相连通的液体输入端21、供气液分离后的冷却介质输出的液体输出端22，气液分离罐2上连接有能使气液分离后的气体输出的第一排气管路3，该第一排气管路3上设置有泄压调节阀31，第一排气管路3上还设置有两端分别连接于泄压调节阀31上游与下游之间的第二排气管路4，该第二排气管4上设置有排气阀41。第二排气管路4上设置有位于排气阀41下游的限流孔板42。该限流孔板42可对第二排气管路4上的流量进行限制，以使排气平衡，并对排气阀41形成一定的保护。
冷却器1的冷却介质输入端13上设置有冷却介质入口切断阀131，气液分离罐2的液体输出端22上设置有冷却介质出口切断阀221，以便于根据指令对冷却介质输入端13、冷却介质输出端14进行切断或连通。
气液分离罐2上连接有能检测罐内压力的压力变送器5及检测罐内液位的液位变送器6，且该压力变送器5与冷却介质入口切断阀131电信号连接，液位变送器6分别与冷却介质入口切断阀131、冷却介质出口切断阀221、排气阀41电信号连接。设置该结构，可随时监测气液分离罐2内的压力及液位，从而做出相应的判断指令。
第一排气管路3上连接有氮气输入管道32，该氮气输入管道32与第一排气管路3的连接处位于泄压调节阀31的上游，氮气输入管道32上设置有开车充压调节阀321，该开车充压调节阀321及泄压调节阀31均与压力变送器5电信号连接。设置氮气输入管道32，以便于在开车前向气液分离罐2中输入氮气，调节气液分离罐2压力至设定值，建立气液分离罐2的合理液位。氮气输入管道32上设置有能控制氮气流通与否的盲板322。气液分离罐2建立液位并稳定压力后，通过盲板322切断氮气流通，以防止合成气倒窜至氮气输入管道32中。
气液分离罐2的顶部设置有能快速将罐内气体排出的第三排气管道7，该第三排气管道7独立于第一排气管道3布置，第三排气管道7上设置有安全阀71。设置该第三排气管道7及安全阀71，以保证系统不超压，避免超压引发事故。
本实施例的合成气泄漏在线检测及处理工艺为：
调节气液分离罐2压力至设定值，建立气液分离罐2的合理液位，使气液分离罐2有明显的气相和液相分界；
当合成气不存在泄漏时，液位变送器6检测到气液分离罐中的液位恒定，冷却介质入口切断阀131、冷却介质出口切断阀221打开，泄压调节阀31、排气阀41关闭，冷却介质经冷却器1冷却后进入气液分离罐2，并通过气液分离罐2的液体输出端22输出；
当合成气发生轻微泄漏时，泄漏的合成气自冷却器1的高压侧进入低压侧，并夹带在冷却介质中进入气液分离罐2，由于气液分离罐2中压力保持恒定，气体的积累会导致液位降低，液位变送器6检测到气液分离罐2中的液位低至第一设定值而高于第二设定值时，泄压调节阀31保持关闭，打开排气阀41，气液分离罐2中分离出的合成气经排气阀41排出，气液分离罐2中分离出的液体通过气液分离罐2的液体输出端22输出；随着合成气经排气，气液分离罐2内压力下降，液位逐渐上升，当液位达到开车时设定的工作液位时，关闭排气阀41；
当合成气发生大量泄漏时，泄漏的合成气自冷却器1的高压侧进入低压侧，冷却介质携带大量合成气进入气液分离罐2，气液分离罐2中的压力迅速上升，液位迅速下降，液位变送器6检测到气液分离罐2中的液位低于第二设定值时，泄压调节阀31打开，排气阀41打开，气液分离罐2中分离出的合成气经泄压调节阀31、排气阀41同时排出，气液分离罐2中分离出的液体通过气液分离罐2的液体输出端22输出；当液位变送器6检测到气液分离罐2中的液位低于第二设定值后还继续下降、压力变送器5检测到罐内压力高于第三设定值，或液位变送器6检测到液位低于第四设定值(该第四设定值低于第三设定值)时，切断冷却器的冷却介质入口切断阀131、冷却介质出口切断阀221，以防止携带有合成气的冷却介质进入下游带来安全隐患。
以700m3/h、0.7MPaG、70℃的水为冷却介质，以80000Nm3/h、1.33MPaG、150℃的合成气为例进行说明：
流经冷却器1壳程的冷却介质被流经冷却器1管程的合成气加热至95℃后进入气液分离罐2，气液分离罐2的大小根据合成气量和热水量确定；
正常运行时，气液分离罐2液位和压力维持稳定；
当冷却器1发生轻微泄露时，少量合成气进入冷却器1壳程，加热至95℃的冷却介质夹带合成气进入气液分离罐2，并逐渐在气液分离罐2中积聚，导致气液分离罐3液位降低，压力增高，当液位降至低于液位量程25％时，联锁开排气阀41，气液分离罐2气相排去火炬系统，液位达到复位值后联锁关排气阀41；
当冷却器1发生大量合成气泄漏时(如换热管破裂工况)时，气液分离罐2液位迅速下降低于液位量程10％，压力迅速上升至0.9MPaG，泄压调节阀31和排气阀41同时泄压排气至火炬系统；
当泄压调节阀31和排气阀41均来不及泄压，气液分离罐2液位继续下降至低于液位量程5％时，联锁关闭冷却介质入口切断阀131和冷却介质出口切断阀221，防止合成气窜至热水管线下游。
本实施例设置了与冷却器1相连接的气液分离罐2，通过气液分离罐2内液位的下降位置，同时辅以压力检测措施对合成气的泄漏程度进行进行判断，液位下降的速度可直观反应合成气泄漏的严重程度，从而满足不同合成气泄漏工况的检测；并且针对不同的合成气泄漏工况，通过对各液体管路、气体管路的切断与否及时处理，判断气体泄漏程度又能在线及时处理，从而避免了不必要的停车检修、降低了经济损失，同时也将合成气自冷却介质中分离出来，避免了冷却介质中有毒可燃的合成气被带至下游产生安全隐患。

Claims (8)

1.一种合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述合成气泄漏在线检测及处理工艺采用的处理系统包括
冷却器(1)，具有供合成气进入的合成气输入端(11)及供合成气离开的合成气输出端(12)，该冷却器(1)还具有供冷却介质输入的冷却介质输入端(13)及供冷却介质输出的冷却介质输出端(14)；以及
气液分离罐(2)，具有与所述冷却介质输出端(14)相连通的液体输入端(21)、供气液分离后的冷却介质输出的液体输出端(22)，所述气液分离罐(2)上连接有能使气液分离后的气体输出的第一排气管路(3)，该第一排气管路(3)上设置有泄压调节阀(31)，所述第一排气管路(3)上还设置有两端分别连接于泄压调节阀(31)上游与下游之间的第二排气管路(4)，该第二排气管(4)上设置有排气阀(41)；
调节气液分离罐(2)压力至设定值，建立气液分离罐(2)的合理液位，使气液分离罐(2)有明显的气相和液相分界；
当合成气不存在泄漏时，检测系统检测到气液分离罐(2)中的液位恒定，冷却介质经冷却器(1)冷却后进入气液分离罐(2)，并通过气液分离罐(2)的液体输出端输出；
当合成气发生轻微泄漏时，泄漏的合成气自冷却器(1)的高压侧进入低压侧，并夹带在冷却介质中进入气液分离罐(2)，由于气液分离罐(2)中压力保持恒定，气体的积累会导致液位降低，检测系统检测到气液分离罐(2)中的液位低至第一设定值而高于第二设定值时，泄压调节阀(31)保持关闭，打开排气阀(41)，气液分离罐(2)中分离出的合成气经排气阀(41)排出，气液分离罐(2)中分离出的液体通过气液分离罐(2)的液体输出端(22)输出；随着合成气经排气，气液分离罐(2)内压力下降，液位逐渐上升，当液位达到开车时设定的工作液位时，关闭排气阀(41)；
当合成气发生大量泄漏时，泄漏的合成气自冷却器(1)的高压侧进入低压侧，冷却介质携带大量合成气进入气液分离罐(2)，气液分离罐(2)中的压力迅速上升，液位迅速下降，检测系统检测到气液分离罐(2)中的液位低于第二设定值时，泄压调节阀(31)打开，打开排气阀(41)，气液分离罐(2)中分离出的合成气经泄压调节阀(31)、排气阀(41)同时排出，气液分离罐(2)中分离出的液体通过气液分离罐(2)的液体输出端(22)输出；当检测系统检测到气液分离罐(2)中的液位低于第二设定值后还继续下降、压力高于第三设定值或液位低于第四设定值时，切断冷却器(1)的冷却介质输入端(13)及冷却介质输出端(14)。
2.根据权利要求1所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述冷却器(1)的冷却介质输入端(13)上设置有冷却介质入口切断阀(131)，所述气液分离罐(2)的液体输出端(22)上设置有冷却介质出口切断阀(221)。
3.根据权利要求2所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述气液分离罐(2)上连接有能检测罐内压力的压力变送器(5)及检测罐内液位的液位变送器(6)，且该压力变送器(5)与冷却介质入口切断阀(141)电信号连接，所述液位变送器(6)分别与冷却介质入口切断阀(131)、冷却介质出口切断阀(221)、排气阀(41)电信号连接。
4.根据权利要求3所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述第一排气管路(3)上连接有氮气输入管道(32)，该氮气输入管道(32)与第一排气管路(3)的连接处位于所述泄压调节阀(31)的上游，所述氮气输入管道(32)上设置有开车充压调节阀(321)，该开车充压调节阀(321)及所述泄压调节阀(31)均与压力变送器(5)电信号连接。
5.根据权利要求4所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述氮气输入管道(32)上设置有能控制氮气流通与否的盲板(322)。
6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述第二排气管路(4)上设置有位于排气阀(41)下游的限流孔板(42)。
7.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述气液分离罐(2)的顶部设置有能快速将罐内气体排出的第三排气管道(7)，该第三排气管道(7)独立于所述第一排气管道(3)布置，所述第三排气管道(7)上设置有安全阀(71)。
8.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的合成气泄漏在线检测及处理工艺，其特征在于：所述气液分离罐(2)中设置有能强化气液分离罐效果的隔板(20)，该隔板(20)在所述气液分离罐(2)的中间位置竖向布置。
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