CN104353310A - 一种应用在加氢装置中的新型气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，包括壳体(1)、设于壳体侧壁的气液入口管(7)、壳体底部的排液管(12)及壳体顶部的排气管(13)，壳体(1)顶部设有除沫网(6)，底部设有环形挡圈(5)，中部设有旋风分离器，该旋风分离器设置在气液入口管(7)处，将入口管道切割成至少一对对称的喷射流管道；气液分离过程中，采用一级旋流分离、二级除沫网聚结分离的方法实现气液分离，分离效率可达到90％以上。与现有技术相比，本发明具有内部构造简单、维修方便、造价低、分离效率高，压降小等优点，适用于冷热高分罐及分馏进料缓冲罐等气液两相介质中。

Description

一种应用在加氢装置中的新型气液分离器

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种应用在加氢装置中的新型气液分离器。

背景技术

分离器是石油化工装置中不可缺少的设备单元，按用途可分为三类，即用于液液分离的容器、用于气液分离的容器和用于缓冲的容器。其中，气液分离器用来分离气体和液体，同时使气体中夹带的雾滴在容器的气体空间自然沉降下来，以减少液沫夹带。常见的气液分离器有以下几种：油气分离器、塔顶回流罐、压缩机入口分液罐、瓦斯罐(燃料气分液罐)、紧急放空罐等。气液分离器从结构上分为立式容器和卧式容器。卧式容器中的液体运动方向与重力作用方向垂直，有利于沉降分离，液面稳定性好；但其气液分离空间小，占地面积大，高位架设不方便。而立式容器的气液分离空间较大，有利于中间混合层的连续分离，占地小，高位架设方便。

目前，现有的气液分离方法有以下几种：重力沉降、拆流分离、离心分离、丝网分离、超滤分离和填料分离。然而，现有的分离方法存在以下问题：重力沉降的设备体积庞大，分离效率低，分离负荷低，分离范围窄，但设备简单不需要内件；离心力分离和折流分离的分离效率较低(可分离较小液滴)，分离负荷较高，分离范围较宽，设备体积较小，可用于高压设备；填料分离、丝网分离和超滤分离的分离效率较高(可分离小液滴)，但分离负荷低，分离范围窄，容易将已着网的液体带走，而且容易堵。

传统的重力分离器要想保持良好的分离效果，需对其液位和压力进行控制。传统分离器液位和压力的控制采用定压控制技术。在分离器的变压力液面控制中，利用浮子液面控制器带动油和气调节阀，使其联合动作，控制液相和气相的液量，完成对分离器中液位的调节，而不对分离器的压力进行控制。变压力的液面控制方法可以最大程度地减小油气出口阀的节流，减小分离器的压力，提高分离效果。

CHEVRON LUMMUS GLOBAL(CLG)开发了一种新型立式分离器，内件有入口管环形遮掩斜环、防磨板、环形挡圈，利用气液两相流沿环形遮掩斜环流动过程中，形成的离心力，液体靠重力向下流动，气液两相得以分离。这种结构在加氢装置中分离单元较为常见，分离效率较高，达80％以上，但是在高压系统中，内件比较复杂，制造困难，造价比较高。

中国石化工程建设公司(SEI)自主开发了切向进料分离器，含有液滴的气流通过切向进口进入分离器并在其内部作高速旋转运动。液滴在离心力的作用下被抛向器壁，聚集成为大液滴沿器壁向下流动，完成与气体的第一级分离；然后气流被反射盘折流进入到分离器中心的升气管内，在升气管内高速旋转气流作用下，细小的液滴被甩到管壁上形成液膜旋转上升，经由分离器顶部排气管上的环隙、外循环管返回到分离器底部空间，完成气液的二级分离。但是由于入口速度不同，分离器的分离效率存在较大差异，分离效率在60～80％之间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分离效率高、压降小的应用在加氢装置中的新型气液分离器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，包括壳体、设于壳体侧壁的气液入口管、壳体底部的排液管及壳体顶部的排气管，所述的壳体顶部设有除沫网，底部设有环形挡圈，中部设有旋风分离器，该旋风分离器设置在气液入口管处，将入口管道切割成至少一对对称的喷射流管道；壳体内部自下而上依次分为集液区、旋分器排液尾气聚结区、旋流分离区及旋分器排气尾液聚结区；壳体底部的排液管与集液区接通，用于排液；环形挡圈水平设置在旋分器排液尾气聚结区，其能将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来，提高了分离效果；旋流分离区与气液入口接通；除沫网水平设置在旋分器排气尾液聚结区顶部，能将上升气流夹带的小液滴进一步过滤掉，分离出的气体则继续上升并由排气管排出；壳体顶部的排气管与旋分器排气尾液聚结区接通；待分离物料通过气液入口管进入壳体中的旋流分离区，由旋风分离器分离，气流上升，通过旋分器排气尾液聚结区顶部的除沬网将气流中夹带的液滴过滤，液流下降，通过旋分器排液尾气聚结区底部环形挡圈将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来，液体下降至集液区，并经排液管排出。

所述的旋风分离器包括上封板、下封板和旋风板，所述的旋风板为对称设置在上封板和下封板之间的倾斜挡板。

所述的旋风板设有至少一对，将入口管道切割成细长狭小的喷射流管道，旋风板朝气液入口管方向倾斜，倾斜角度为15～75°。

所述的壳体内壁上设有防磨板，该防磨板位于旋风分离器周边，为焊接在壳体内的钢圈，用于抵抗高速气流的冲击腐蚀。

所述的环形挡圈为圆环状，内径为壳体内径的1/4，外径与壳体内径相同。

利用旋风分离产生的超重力分离方法比传统的重力分离方法的分离效果明显增强，而且压降较小，分离效率达到90％以上。

与现有技术相比，本发明比传统气液分离器具有内部构造简单、维修方便、造价低、分离效率高，压降小等优点，适用于冷热高分罐及分馏进料缓冲罐等气液两相介质中。

附图说明

图1为本发明一种应用在加氢装置中的新型气液分离器的结构示意图；

图2为图1所示的新型气液分离器A-A剖视图；

图中标记说明：

1-壳体；2-上封板；3-旋风板；4-下封板；5-环形挡圈；6-除沫网；7-气液入口管；8-集液区；9-旋风器排液尾气聚结区；10-旋风器排气尾液聚结区；11-防磨板；12-排液管；13-排气管，14-旋流分离区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

图1为本发明的气液分离器结构示意图，采用一级旋流分离、二级除沫网聚结分离的气液分离过程实现气液完全分离。

如图1～2所示，一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，包括壳体1、设于壳体1侧壁的气液入口管7、壳体1底部的排液管12及壳体1顶部的排气管13，所述的壳体1顶部设有除沫网6，底部设有环形挡圈5，中部设有旋风分离器，该旋风分离器设置在气液入口管7处，将入口管道切割成至少一对对称的喷射流管道；旋风分离器的周边壳体1内壁上设有防磨板11，用于抵抗高速气流的冲击腐蚀；旋风分离器包括上封板2、下封板4和旋风板3，所述的旋风板3为对称设置在上封板2和下封板4之间的倾斜挡板，朝气液入口管7方向倾斜，倾斜角度为45°，一共设有五对。壳体1内部自下而上依次分为集液区8、旋分器排液尾气聚结区9、旋流分离区14及旋分器排气尾液聚结区10；壳体1底部的排液管12与集液区8接通，用于排液；环形挡圈5水平设置在旋分器排液尾气聚结区9，为圆环状，其内径值为壳体1内径值的1/4，外径值与壳体1内径值相同，能将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来，提高了分离效果；旋流分离区14与气液入口管7接通；除沫网6水平设置在旋分器排气尾液聚结区10顶部，能将上升气流夹带的小液滴进一步过滤掉，分离出的气体则继续上升并由排气管13排出；壳体1顶部的排气管13与旋分器排气尾液聚结区10接通；待分离物料通过气液入口管7进入壳体1中的旋流分离区14，由旋风分离器分离，气流上升，通过旋分器排气尾液聚结区10顶部的除沫网6将气流中夹带的液滴过滤，液流下降，而旋分器排液尾气聚结区9底部环形挡圈5将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来，液体下降至集液区8，并经排液管12排出。

下面结合实施例，作进一步说明，当气液混合流从气液入口管7径向进入旋流分离区14的气液管道中，气液混合流在旋风板3的作用下加速旋转进行一级旋流分离。在旋流分离区14中，流体依靠旋转产生离心力，使气液分开，实现气液一级分离；分离出的带有部分气体的液体向下高速进入旋分器排液尾气聚结区9中，水平设置的环形挡圈5能将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来，同时，分离出的带有小液滴的气体则向上进入旋分器排气尾液聚结区10中，水平设置的除沫网6能将上升气流夹带的小液滴进一步过滤掉，从而实现气液二级分离。利用旋风分离产生的超重力分离方法比传统的重力分离方法的分离效果明显增强，而且压降较小，分离效率达到92％。

实施例2

本气液分离器中的旋风分离器设有四对旋风板3，该旋风板3朝气液入口管7方向倾斜，倾斜角度为15°，分离效率达到91％，其余同实施例1。

实施例3

本气液分离器中的旋风分离器设有六对旋风板3，该旋风板3朝气液入口管7方向倾斜，倾斜角度为75°，分离效率达到94％，其余同实施例1。

Claims (6)

1.一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，包括壳体(1)、设于壳体侧壁的气液入口管(7)、壳体底部的排液管(12)及壳体顶部的排气管(13)，其特征在于，所述的壳体(1)顶部设有除沫网(6)，底部设有环形挡圈(5)，中部设有旋风分离器，该旋风分离器设置在气液入口管(7)处，将入口管道切割成至少一对对称的喷射流管道；

待分离物料通过气液入口管(7)进入壳体(1)，通过旋风分离器分离，气流上升，通过顶部除沫网(6)将气流中夹带的液滴过滤，液流下降，通过底部环形挡圈(5)将高速下降的液体中夹带的气体再次分离出来。

2.根据权利要求1所述的一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，其特征在于，所述的旋风分离器包括上封板(2)、下封板(4)和旋风板(3)，所述的旋风板(3)为对称设置在上封板(2)和下封板(4)之间的倾斜挡板。

3.根据权利要求1所述的一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，其特征在于，所述的环形挡圈(5)为圆环状，内径为壳体(1)内径的1/4，外径与壳体(1)内径相同。

4.根据权利要求1或2所述的一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，其特征在于，所述的壳体(1)内壁上设有防磨板(11)，该防磨板(11)位于旋风分离器周边。

5.根据权利要求2所述的一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，其特征在于，所述的旋风板(3)设有至少一对，将入口管道切割成细长狭小的喷射流管道。

6.根据权利要求2或3所述的一种应用在加氢装置中的新型气液分离器，其特征在于，所述的旋风板(3)朝气液入口管(7)方向倾斜，倾斜角度为15～75°。