CN107875768A - 一种热高压分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热高压分离装置，包括塔体，在塔体的顶部设有气相出口，中部设有进料口，底部设有出液口，塔体上部设有冲洗油口，在冲洗油口和所述进料口之间的塔体内侧壁上设有至少两层塔盘，相邻所述塔盘的降液管在竖直方向上错开排列；通过在塔体的上部的冲洗油口，可以对塔体内的气相物料净化，实现了将气相物料中夹带的液体和固体颗粒沉降到液固相物料中，更好的分离了气相物料和液固相物料，避免了含有液体和固体颗粒的气相物料进入后续的设备中，造成下游设备及仪表的结焦、堵塞及磨损现象发生，获得了显著的技术效果。

Description

一种热高压分离装置

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种热高压分离装置。

背景技术

悬浮床加氢反应在高温、高压、临氢的条件下加工重质渣油，反应产物通过热高压分离器将其中的液固相物料与气相物料分开，分离后的气相经热高压分离器顶部与原料油换热后进入冷高压分离器再次分离，液固相混合物料经热高压分离器底部的降压阀降压后进入热低压分离器闪蒸分离。

随着原油的变重、变稠、轻质油品的需求量不断增大以及国内环保机制的日益严格化，重油加工成为现代炼厂面临的主要问题。目前重油加工主要有延迟焦化、减粘裂化、重油催化裂化和重油加氢等工艺过程，但是都存在一定的局限性和问题，不能适应提高石油资源利用率的需求。悬浮床加氢工艺不仅能加工全馏分劣质渣油，而且它对所处理原料的杂质含量基本没有限制，可处理高硫、高残炭、高粘度、高金属和高沥青质等各种劣质重渣油，且转化率高，具有较强的原料适应性和经济性。

由于悬浮床加氢反应产物是高温、高压的气、液、固三相的混合物，必须在反应完成后尽早分离其中的催化剂颗粒以及油渣等易结焦组分以防止下游设备及仪表的结焦、堵塞及磨损现象发生，同时，降低底部液固相物料的温度来改善降压阀的工况，延长降压阀的使用寿命，因此，悬浮床热高压分离器成为气、液、固三相分离的重要设备。然而现有技术中公开使用的热高压分离器的分离效果差，不能将气相物料中夹带的液体和固体颗粒沉降下来。如中国专利文献CN204637870U公开的一种气液分离装置，它具有筒体，筒体顶部设有出气口，下部设有排液口，筒体侧面设置进气口，在该筒体内设置内旋风筒，内旋风筒内设计有泡罩塔盘，内旋风筒下部连接折流板，筒体底部设有反流挡板，泡罩塔盘上部连接进液喷淋口，内旋风筒上部连接筒式丝网除沫器，筒式丝网除沫器与出气口相通，筒体和内旋风筒之间设有弧形导流板。在上述方案中，物料经过进气口进入筒体，然后在弧形导流板的弧线引导下形成向下的沿罐壁的旋流，依靠重力和离心力的作用，气体中的液体产品被抛向罐壁，沿导流槽引导下靠重力下流进入分离器底部的贮液区，在反流挡板的引导下气流沿中心向分离器上部运动，通过带孔折流板分离掉液体，液体沿带孔折流板流向罐底，分离后的干气经带孔折流板的气孔，进入气体收集区，通过泡罩塔盘向上移动，然后根据分离器出口气体中产品带出的含量选择使用水洗的量，确保分离器有效的分离。然而，上述方案中气体进入塔体经弧形导流板导流过程中，气体需要克服重重阻力，使得气体的压降变大，再经过带孔折流板，气体的压降进一步变大，使得气体在旋风筒中上升时没有足够的压力，使得其不容易通过泡罩塔盘净化，而选择通过泡罩塔盘与旋风筒侧壁之间的间隙上升，气体分离效果差，而且气体经过该气液分离装置分离后压降大，在进入后续设备时需要通过压缩机进行升压，能耗大，成本高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中的热高压分离器中气相物料和液固相物料分离效果差、压降大、能耗大以及成本高的问题，进而提供一种能够提高气相物料和液固相物料分离效果、能耗低以及成本低的热高压分离装置。

为此，本发明提供了一种热高压分离装置，包括塔体，在所述塔体的顶部设有气相出口，中部设有进料口，底部设有出液口，所述塔体上部设有冲洗油口，在所述冲洗油口和所述进料口之间的所述塔体内侧壁上设有至少两层塔盘，相邻所述塔盘的降液管在竖直方向上错开排列。

所述的热高压分离装置，所述进料口上连接有进料管并延伸至所述塔体的内部，所述进料管的端部封闭且下侧管壁上成型有进料孔。

所述的热高压分离装置，位于所述塔体内部的所述进料管的内径小于进料口的内径。

所述的热高压分离装置，在所述进料口上连接有进料管并延伸至所述塔体的内部，所述进料管的进口端连接有环形管，所述环形管上设有气流通道和液流通道，所述环形管中的气相物料经过所述气流通道进入所述塔体内，所述环形管中液固相物料经过所述液流通道进入所述塔体内。

所述的热高压分离装置，所述气流通道为设置在所述环形管的上半部管壁上的若干条缝隙，所述液流通道为设置在所述环形管的下半部管壁上的若干条缝隙。

优选的，所述液流通道大小大于所述气流通道。

所述的热高压分离装置，在所述塔体内部最下层的所述塔盘的所述降液管下方设置有封液盘。

所述的热高压分离装置，所述塔盘为浮阀型。

所述的热高压分离装置，所述塔体底部设有挡板，所述挡板上缘与所述塔体内侧壁密封连接，下缘与所述出液口密封连接，在所述塔体底部内形成顶端朝下的锥形体。

所述的热高压分离装置，所述挡板的外部缠绕有氢气管线，所述氢气管线的冷氢进口位于所述塔体的出液口处，冷氢出口位于所述塔体的侧壁。

所述的热高压分离装置，所述冲洗油口上连接有进油管，所述进油管的进口端延伸至所述塔体的内部。

本发明技术方案，具有如下优点：

(1)本发明所述的热高压分离装置，包括塔体，在塔体的顶部设有气相出口，中部设有进料口，底部设有出液口，塔体上部还设有冲洗油口，在冲洗油口和所述进料口之间的塔体内侧壁上设有至少两层塔盘，相邻所述塔盘的降液管在竖直方向上错开排列；通过在塔体的上部设置冲洗油口向塔体内喷入冲洗油如VGO油，气相物料自下向上经过塔盘，塔盘上有一定的冲洗油液层，当气相物料在塔盘上与冲洗油进行两相接触时，气相物料中所夹带的液滴和固体颗粒被冲洗油冲洗下来并留在冲洗油中，而分离过的气相物料继续上升，最后经过气相出口进入下游设备，而含有液滴和固体颗粒的冲洗油向下流动，最后进入塔体底部的液固相物料并通过出液口进入下游设备，实现了将气相物料和液固相物料较好的分离，避免了含有液体和固体颗粒的气相物料进入后续的设备中，造成下游设备及仪表的结焦、堵塞及磨损现象发生，同时由于热高压分离器内部结构相对简单，压力损失小，避免其气相物料在后续流程中需要进行大幅升压，造成装置能耗大以及设备成本高的问题。

(2)本发明所述的热高压分离装置，通过在进料口上连接有进料管，所述进料管的端部封闭且下侧管壁上成型有进料孔，当物料通过进料管进入塔体内部时，物料经进料孔向下喷出，其与气相物料的运动方向相反，可以提高气相物料与冲洗油的接触时间，进一步提高去除气相物料中液滴和固体颗粒的效率。

(3)本发明所述的热高压分离装置，通过将位于塔体内部的进料管的内径小于进料口的内径，增大了塔体内部的进料管的压力，使得物料向下喷出的速率更大，这样降低了气相物料上升的速度，大大提高了其与冲洗油的接触时间。

(4)本发明所述的热高压分离装置，通过在所述进料口上连接有进料管并延伸至所述塔体的内部，所述进料管的进口端连接有环形管，所述环形管的上部设有气流通道，所述环形管的下部设有液流通道，所述环形管中的气相物料经过所述气流通道进入所述塔体内，所述环形管中液固相物料经过所述液流通道进入所述塔体内，使得当物料经过所述进料口进入所述进料管时，物料沿着环形管流动，在所述环形管内流动的过程中，物料做圆周运动，在离心力的作用下，物料中的气相物料和液固相物料初步分离，分离出来的气相物料率先经过所述气流通道进入塔体内后上升，液固相物料经过所述液流通道排出进入塔体底部，在所述环形管中的物料由于在环流的过程中已经经过气流通道或液流通道排出，并不会回流至所述进料管中，物料经过所述环形管得到了先一步分离气相物料和液固相物料的目的，进一步提高气液固相物料的分离效果。

(5)本发明所述的热高压分离装置，塔体底部设有挡板，挡板上缘与塔体内侧壁密封连接，下缘与出液口密封连接，在塔体底部内形成顶端朝下的锥形体，通过将塔体底部的内部设为锥形体状，一方面可以方便氢气管线的缠绕，同时，保证液固相物料不会在热高压分离器底部沉积结焦，另一方面可以均匀的冷却塔体底部的液固相物料，避免塔体底部过宽，导致中间的液固相物料无法冷却。

(6)本发明所述的热高压分离装置，通过将氢气管线的冷氢进口设于塔体的出液口处，冷氢出口设于塔体的侧壁，使得氢气管线中的氢气自下而上通过氢气管线，起到逆向冷却塔体底部的液固相物料的作用，能充分冷却液固相物料，大大地改善了下游的降压阀的操作工况，延长了降压阀的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所述的热高压分离装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2所述的热高压分离装置的结构示意图；

图3为本发明实施例2所述的环形管的局部放大图；

图4为本发明实施例2中另一实施方式中所述的环形管的局部放大图；

图5为本发明实施例2中另一实施方式中所述的环形管的局部放大图。

附图标记说明：

1-塔体，2-气相出口，3-进料口，4-出液口，5-冲洗油口，6-进油管，7-塔盘，8-进料管，9-进料孔，10-氢气管线，11-冷氢进口,12-冷氢出口，13-封液盘，14-降液管，15-挡板，16-环形管，17-气流通道，18-液流通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了一种热高压分离装置，如图1所示，包括塔体1，在所述塔体1的顶部设有气相出口2，中部设有进料口3，底部设有出液口4，所述塔体1上部设有冲洗油口5，在所述冲洗油口5和所述进料口3之间的所述塔体1内侧壁上设有至少两层塔盘7，相邻所述塔盘7的降液管14在竖直方向上错开排列。

通过在所述塔体1上侧部设置冲洗油口5，冲洗油如VGO油通过所述冲洗油口5进入所述塔体1内部，向下流动落入所述塔盘7上形成冲洗油液面，多余的冲洗油经所述塔盘7上的降液管14流入下一层的所述塔盘7上形成冲洗油液面，以此类推，而经所述进料口3进入所述塔体1内部的物料，分成两股，一股为气相物料，一股为液固相物料，液固相物料落入所述塔体1底部，气相物料向上流动，经过所述塔盘7与所述塔盘7上形成的冲洗油液面相接触，气相物料中的液体和固体颗粒停留在冲洗油液面中，含有液体和固体颗粒的冲洗油通过所述降液管14流入下层所述塔盘7，最后经最下层的所述塔盘7的降液管14落入所述塔体1底部与液固相物料混合，最终通过所述塔体1底部的出液口4流出进入下一工序，而气相物料继续上升，经过若干层的所述塔盘7进行分馏和冲洗油的净化，最后通过气相出口进入下一工序，实现了所述塔体1内部气相物料与液固相物料更好的分离，大大的消除了气相物料中的液体和固体颗粒，避免含有大量液滴和固体颗粒随着气相物料流入后续设备中，造成下游设备及仪表的结焦、堵塞及磨损现象发生的问题。

在本实施例中，所述进料口3上连接有进料管8并延伸至所述塔体1的内部，所述进料管8的端部封闭且下侧管壁上成型有进料孔9。当物料通过所述进料管8进入所述塔体1内部时，物料通过所述进料管8下侧管壁上的进料孔9向下喷出，由于所述进料管8的端部封闭，加大了所述物料向下的冲力，阻碍了气相物料的向上运动，减缓气相物料上升的速度，进一步提高气相物料与冲洗油的接触时间，使得气相物料能够均匀地与上方流下的冲洗油充分接触，进一步提高去除气相物料中液滴和固体颗粒的效率。

在本实施例中，位于所述塔体1内部的所述进料管8的内径小于进料口3的内径，由于所述进料管8沿着物流流动方向的内径减小，增大了所述塔体1内部的进料管8的压力，使得物料向下喷出的速率更大，显著降低了气相物料上升的速度，大大提高了其与冲洗油的接触时间。

在本实施例中，在所述塔体1内部最下层的所述塔盘7的降液管14下方设置封液盘13，所述进料管8的上方。通过设置所述封液盘13，可以使得气相物料垂直上升通过所述塔盘7，避免气相物料通过所述塔盘7与所述塔体1之间的间隙上升直接进入下一层所述塔盘7，同时还可以收集最下层所述塔盘7上流下的冲洗油，当收集的冲洗油超过所述封液盘13时，冲洗油落向所述塔体1底部，在此过程中，落下的冲洗油可以进一步对气相物料进行冲洗带走一部分气相物料中的液体和固体颗粒。

在本实施例中，所述塔盘7为浮阀型，当气相物料通过所述浮阀型的塔盘7时，与所述塔盘7上的冲洗油液层充分接触，使得气相物料中的液体和固体颗粒留在液层中，大大提高了去除气相物料中的液体和固体颗粒的效率。

在本实施例中，所述塔体1底部设有挡板15，所述挡板15上缘与所述塔体1内侧壁密封连接，下缘与所述出液口4密封连接，在所述塔体1底部内形成顶端朝下的锥形体。通过将所述塔体1的底部内部设为锥形体状，一方面可以方便所述氢气管线10的缠绕，同时，保证液固相物料不会在热高压分离器底部沉积结焦，另一方面可以均匀的冷却所述塔体1底部的液固相物料，避免所述塔体1底部内径过大，导致为位于所述塔体1底部中间的液固相物料无法冷却。

在本实施例中，所述挡板15的外部缠绕有氢气管线10，所述氢气管线10的冷氢进口11位于所述塔体1的出液口4处，冷氢出口12位于所述塔体1的侧壁。使得冷氢通过设置在所述塔体1底部出液口4处的所述冷氢进口11进入所述氢气管线10，然后经过位于所述塔体1侧壁的所述冷氢出口12流出，实现自下而上的逆向冷却所述塔体1底部内的液固相物料的作用。

在本实施例中，所述冲洗油口5上连接有进油管6，所述进油管6的进口端延伸至所述塔体1的内部，便于将冲洗油送入所述塔盘7上。

本发明所述的热高压分离装置，在所述塔体1内部，反应物料通过所述进料口3进入进料管8经过进料孔9喷出，分成气相物料和液固相物料，气相物料向上升，经过所述封液盘13上漏出的冲洗油淋洗，然后继续上升通过所述塔盘7，与所述塔盘7上形成的冲洗油液面进行接触，所述冲洗油液面由所述冲洗油口5通入的冲洗油落入最顶层的所述塔盘7上然后经降液管14落入下层的所述塔盘7，最终使得所有的所述塔盘7上形成冲洗油液面，当冲洗油液面与气相物料接触，气相物料中的液体和固体颗粒滞留在冲洗油液面中，气相通过冲洗油液面继续上升，逐层通过所述塔盘7上的冲洗油液面净化，最后通过所述气相出口2进入后续的工序，而由于所述冲洗油口5不断的注入冲洗油，使得所述塔盘7上的冲洗油不断的更新，保证其可以吸附气相物料中的液体和固体颗粒，所述塔盘7上的冲洗油不断的通过降液管14落入下层的所述塔盘7上，最终落入所述塔体1底部与落入所述塔体1底部液固相物料混合一同经过所述氢气管线10的冷却，然后经过所述出液口4进入下一设备。

实施例2

本发明提供了一种热高压分离装置，如图2所示，包括塔体1，在所述塔体1的顶部设有气相出口2，中部设有进料口3，底部设有出液口4，所述塔体1上部设有冲洗油口5，在所述冲洗油口5和所述进料口3之间的所述塔体1内侧壁上设有至少两层塔盘7，相邻所述塔盘7的降液管14在竖直方向上错开排列。在所述塔体1内部最下层的所述塔盘7的所述降液管14下方设置有封液盘13。所述塔盘7为浮阀型。所述进料口3上连接有进料管8并延伸至所述塔体1的内部，所述进料管8的进口端连接有环形管16，所述环形管16上设有气流通道17和液流通道18，所述环形管16中的气相物料经过所述气流通道17进入所述塔体1内，所述环形管18中液固相物料经过所述液流通道18进入所述塔体1内。所述塔体1底部设有挡板15，所述挡板15上缘与所述塔体1内侧壁密封连接，下缘与所述出液口4密封连接，在所述塔体1底部内形成顶端朝下的锥形体。所述挡板15的外部缠绕有氢气管线10，所述氢气管线10的冷氢进口11位于所述塔体1的出液口4处，冷氢出口12位于所述塔体1的侧壁。所述冲洗油口5上连接有进油管6，所述进油管6的进口端延伸至所述塔体1的内部。

在本实施例中，所述气流通道17为设置在所述环形管16上半部管壁上的若干缝隙，所述液流通道18为设置在所述环形管16的下半部管壁上的的若干缝隙，如图2-4所示，所述气流通道17和所述液流通道18可以包括若干条缝隙，如图4所示所述缝隙可以为由若干个连续的通孔构成，在所述环形管16上半部管壁上设置有若干个通孔构成所述气流通道17，在所述环形管16下半部管壁上设置有若干个通孔构成所述液流通道18，或如图3所示由沿着所述环形管16延伸的若干矩形缝隙，在所述环形管16上半部管壁上设置的矩形缝隙构成所述气流通道17，在所述环形管16下半部管壁上设置的矩形缝隙构成所述液流通道18。在本实施例中，如图3所示，所述环形管16上半部管壁上设置的缝隙构成所述气流通道17，在所述环形管16下半部管壁上设置的缝隙构成所述液流通道18，当物料经过所述进料口3进入所述进料管8时，物料沿着所述环形管16流动，在所述环形管16内流动的过程中，物料做圆周运动，在离心力及重力的作用下，物料中的气相物料和液固相物料在所述环形管16内分离，气相物料经过所述气流通道17进入塔体1内所述环形管16的上部后上升，液固相物料经过所述液流通道18排出进入塔体1内所述环形管16的下部落入底部，物料经过所述环形管得到了先一步分离气相物料和液固相物料的目的，进一步提高气相物料的分离效果，而在所述环形管中的物料由于在环流的过程中已经经过气流通道或液流通道排出，并不会回流至所述进料管中。

作为优选的实施方式，所述气流通道17的大小小于所述液流通道18，在本实施例中，如图5所示，所述环形管16上半部管壁上设置的构成所述气流通道17的缝隙大小小于述环形管16下半部管壁上设置的构成所述液流通道18的缝隙，通过控制所述气流通道17的大小小于所述液流通道18，使得物料在所述环形管16中分离时，气相物料从所述气流通道排出时夹带的液固相物料含量少，进一步提高气液分离效果。

本发明所述的热高压分离装置，在所述塔体1内部，反应物料通过所述进料口3进入进料管8经过所述环形管16的旋转分离，气相物料经过所述气相通道17进入所述环形管16的上部，液固相物料经过所述液相通道18进入所述环形管16的下方，将物料分成气相物料和液固相物料，气相物料向上升，经过所述封液盘13上漏出的冲洗油淋洗，然后继续上升通过所述塔盘7，与所述塔盘7上形成的冲洗油液面进行接触，所述冲洗油液面由所述冲洗油口5通入的冲洗油落入最顶层的所述塔盘7上然后经降液管14落入下层的所述塔盘7，最终使得所有的所述塔盘7上形成冲洗油液面，当冲洗油液面与气相物料接触，气相物料中的液体和固体颗粒滞留在冲洗油液面中，气相通过冲洗油液面继续上升，逐层通过所述塔盘7上的冲洗油液面净化，最后通过所述气相出口2进入后续的工序，而由于所述冲洗油口5不断的注入冲洗油，使得所述塔盘7上的冲洗油不断的更新，保证其可以吸附气相物料中的液体和固体颗粒，所述塔盘7上的冲洗油不断的通过降液管14落入下层的所述塔盘7上，最终落入所述塔体1底部与落入所述塔体1底部液固相物料混合一同经过所述氢气管线10的冷却，然后经过所述出液口4进入下一设备。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种热高压分离装置，包括塔体(1)，在所述塔体(1)的顶部设有气相出口(2)，中部设有进料口(3)，底部设有出液口(4)，其特征在于，所述塔体(1)上部设有冲洗油口(5)，在所述冲洗油口(5)和所述进料口(3)之间的所述塔体(1)内侧壁上设有至少两层塔盘(7)，相邻所述塔盘(7)的降液管(14)在竖直方向上错开排列。

2.根据权利要求1所述的热高压分离装置，其特征在于，所述进料口(3)上连接有进料管(8)并延伸至所述塔体(1)的内部，所述进料管(8)的端部封闭且下侧管壁上成型有进料孔(9)。

3.根据权利要求2所述的热高压分离装置，其特征在于，位于所述塔体(1)内部的所述进料管(8)的内径小于进料口(3)的内径。

4.根据权利要求1所述的热高压分离装置，其特征在于，所述进料口(3)上连接有进料管(8)并延伸至所述塔体(1)的内部，所述进料管(8)的进口端连接有环形管(16)，所述环形管(16)上设有气流通道(17)和液流通道(18)，所述环形管(16)中的气相物料经过所述气流通道(17)进入所述塔体(1)内，所述环形管(18)中液固相物料经过所述液流通道(18)进入所述塔体(1)内。

5.根据权利要求4所述的热高压分离装置，其特征在于，所述气流通道(17)为设置在所述环形管(16)的上半部管壁上的若干缝隙，所述液流通道(18)为设置在所述环形管(16)的下半部管壁上的至若干缝隙。

6.根据权利要求1-5任一项所述的热高压分离装置，其特征在于，在所述塔体(1)内部最下层的所述塔盘(7)的所述降液管(14)下方设置有封液盘(13)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的热高压分离装置，其特征在于，所述塔盘(7)为浮阀型。

8.根据权利要求1-7任一项所述的热高压分离装置，其特征在于，所述塔体(1)底部设有挡板(15)，所述挡板(15)上缘与所述塔体(1)内侧壁密封连接，下缘与所述出液口(4)密封连接，在所述塔体(1)底部内形成顶端朝下的锥形体。

9.根据权利要求8所述的热高压分离装置，其特征在于，所述挡板(15)的外部缠绕有氢气管线(10)，所述氢气管线(10)的冷氢进口(11)位于所述塔体(1)的出液口(4)处，冷氢出口(12)位于所述塔体(1)的侧壁。

10.根据权利要求1-9任一项所述的热高压分离装置，其特征在于，所述冲洗油口(5)上连接有进油管(6)，所述进油管(6)的进口端延伸至所述塔体(1)的内部。