CN110465246A - 一种三相分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种三相分离器，利用本发明的一种三相分离器对反应生成的固、液、气三相物料进行分离时，滤渣腔上的滤渣孔能够过滤固体颗粒而使得沸腾炉中固体颗粒不能进入到滤渣腔中，所生成的气体产品从与滤渣腔连通的气体产品出口流出，这样，固体颗粒就难以混入到气体产品中，气体产品的纯度较高，而且，循环泵和循环管道从滤渣腔中将参与反应的液体原料循环流回到沸腾炉中继续参与反应，从而使得反应原料能够得到充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种三相分离器，特别是涉及一种用于将化学反应物中的固、液、气三相物质分离的反应装置。
背景技术
在化工生产中，常常需要将反应产生的固、液、气三相物质进行分离，以便于将反应生成的产品与其他相态的物质分离。比如，在利用减压渣油、煤焦油、煤液化油、沥青油砂和页岩油等原料提炼柴油、汽油和石脑油等优质油料时，需要用到固体颗粒状的催化剂，为了将所需的产品分离出来，就需要用到固、液、气三相物质分离的反应装置。但现有技术中的固、液、气三相物质分离的反应装置结构往往比较复杂，对原料的利用不够充分，固体颗粒比较容易混入产品物料，影响产品的纯度。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三相分离器，能够方便地对反应物质进行固、液、气三相分离。
为实现上述目的，本发明提供一种三相分离器，包括沸腾炉及循环泵，所述沸腾炉的上部具有液体原料循环口，沸腾炉的底部设有液体原料返回口，所述循环泵通过循环管道连接在液体原料循环口和液体原料返回口之间；所述沸腾炉的下部还设有用于填装催化剂的催化剂装料口，所述沸腾炉的顶部设有排气口，沸腾炉上部的内壁上设有滤渣腔，滤渣腔的侧壁上设有滤渣孔，所述液体原料循环口与滤渣腔连通，所述沸腾炉上部的侧壁上还设有气体产品出口，所述气体产品出口与滤渣腔连通。
优选地，所述沸腾炉的顶部设有排气管，所述排气口设置在排气管的上端。
优选地，所述沸腾炉侧壁上设有一个或者多个过滤斗，所述过滤斗的内腔构成所述滤渣腔，所述滤渣孔设置在过滤斗的侧壁上。
更为优选地，所述滤渣斗包括倾斜设置的底板，所述底板的一侧边与沸腾炉的内壁连接，底板的其余侧边连接有竖直设置的立板，底板和立板围成所述滤渣腔。
进一步地，所述底板上靠近沸腾炉侧壁一定距离范围内无过滤孔。
进一步地，所述滤渣斗的顶部开口设置，所述滤渣斗的顶部设有一个罩盖，所述气体产品出口和液体原料循环口设置在罩盖上。
更进一步地，所述罩盖下端插入滤渣斗顶部开口，罩盖的下边缘与滤渣斗的内壁之间具有间隙。
更进一步地，所述气体产品出口设置在罩盖的顶部，所述液体原料循环口设置在罩盖的侧壁上。
优选地，所述沸腾炉的侧壁上设有喇叭状的环形围板，环形围板与沸腾炉内壁围成一环形腔体，所述环形腔体由竖直设置的分隔板分隔成若干所述滤渣腔。
更为优选地，所述沸腾炉上部还设有催化剂固定层，所述催化剂固定层位于滤渣腔上方。
如上所述，本发明涉及的一种三相分离器，具有以下有益效果：利用本发明的一种三相分离器对反应生成的固、液、气三相物料进行分离时，滤渣腔上的滤渣孔能够过滤固体颗粒而使得沸腾炉中固体颗粒不能进入到滤渣腔中，所生成的气体产品从与滤渣腔连通的气体产品出口流出，这样，固体颗粒就难以混入到气体产品中，气体产品的纯度较高，而且，循环泵和循环管道从滤渣腔中将参与反应的液体原料循环流回到沸腾炉中继续参与反应，从而使得反应原料能够得到充分利用。
附图说明
图1显示为本发明的一种三相分离器的第一种实施方式的示意图。
图2显示为本发明的一种三相分离器的第二种实施方式的示意图。
图3显示为图2中A-A处的截面示意图。
图4显示为本发明的一种三相分离器的第三种实施方式的示意图。
图5显示为本发明的一种三相分离器的第四种实施方式的示意图。
元件标号说明
1 沸腾炉
2 循环泵
3 液体原料循环口
4 液体原料返回口
5 循环管道
6 催化剂装料口
7 排气管
8 滤渣腔
9 滤渣孔
10 气体产品出口
11 排气口
12 过滤斗
13 底板
14 立板
15 罩盖
16 围板
17 分隔板
18 催化剂固定层
19 备用检修口
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图5所示，本发明提供一种三相分离器，包括沸腾炉1及循环泵2，所述沸腾炉1的上部具有液体原料循环口2，沸腾炉1的底部设有液体原料返回口3，所述循环泵2通过循环管道4连接在液体原料循环口2和液体原料返回口3之间；所述沸腾炉1的下部还设有用于填装催化剂的催化剂装料口5，所述沸腾炉1的顶部设有排气口11，沸腾炉1上部的内壁上设有滤渣腔8，滤渣腔8的侧壁上设有滤渣孔9，所述液体原料循环口2与滤渣腔8连通，所述沸腾炉1上部的侧壁上还设有气体产品出口10，所述气体产品出口10与滤渣腔8连通。
利用本发明的一种三相分离器对反应生成的固、液、气三相物料进行分离时，滤渣腔8上的滤渣孔9能够过滤固体颗粒而使得沸腾炉1中固体颗粒不能进入到滤渣腔8中，所生成的气体产品从与滤渣腔8连通的气体产品出口10流出，这样，固体颗粒就难以混入到气体产品中，气体产品的纯度较高，而且，循环泵2和循环管道4从滤渣腔8中将参与反应的液体原料循环流回到沸腾炉1中继续参与反应，从而使得反应原料能够得到充分利用。
本发明的一种三相分离器适用于对具有固、液、气三相参与反应及生成物质的物料进行分离，特别适用于重质、劣质油料的加工，比如在利用重质、劣质的原料，如减压渣油、煤焦油、煤液化油、沥青油砂、页岩油加工生成柴油、汽油，石脑油等轻质优质油料时，可以利用本发明的一种三相分离器作为加工生产设备，化学反应使用的催化剂一般为固体颗粒，可以使用钼、镍或钴，或者其混合物作为催化剂，沸腾炉1中的反应压力5MPa-15MPa，温度350～450℃。参与反应的原料加入到沸腾炉1之后，从催化剂装料口5加入催化剂，在沸腾炉1中反应之后生成气态的产品，沸腾炉1底部的原料、催化剂和已经反应生成的气态产品向上运动翻滚至沸腾炉1的上部，反应生成的气态产品和部分液体原料进入到滤渣腔8中，气态产品从气体产品出口10流出被收集起来；滤渣腔8中的液体原料中还未完全反应，由循环泵2将滤渣腔8中的液体原料经循环管道4抽出并返回值沸腾炉1的底部与催化剂混合继续反应，从而使得原料得以充分利用。部分气体从排气管7经过排气口11排出，排气口11上设有排气阀，当沸腾炉1中的压力超过设定值时，排气阀打开，从而防止沸腾炉1中压力过高而发生危险。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述沸腾炉1的顶部设有排气管7，排气管7的下端插入沸腾炉1内腔至设定深度，排气管7的上端露出在沸腾炉1的外侧，所述排气口11设置在排气管7的上端。
为了使得沸腾炉1中生成的气态产品能够及时地流出，并使得反应的原料能够快速地循环以使得原料能够充分快速地反应，作为一种优选的实施方式，如图1至图5所示，所述沸腾炉1侧壁上设有一个或者多个过滤斗12，所述过滤斗12的内腔构成所述滤渣腔8，所述滤渣孔9设置在过滤斗12的侧壁上，每个滤渣腔8上连接有一个气体产品出口10和一个液体原料循环口2，这样，反应生成的气态产品能够通过多个气体产品出口10流出，未完全反应的原料能够通过多个液体原料循环口2快速地循环返回至沸腾炉1的底部与催化剂混合而继续反应。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述滤渣斗包括倾斜设置的底板13，所述底板13的一侧边与沸腾炉1的内壁连接，底板13的其余侧边连接有竖直设置的立板14，底板13和立板14围成所述滤渣腔8，可以在沸腾炉1的内壁上设置多个如图1中所示的滤渣斗。在滤渣斗的底板13上设有过滤孔，以使得沸腾翻腾旋转的混合物料中的固体颗粒不能进入到滤渣腔8中。由于混合物料在沸腾炉1内具有旋流的特性，当混合物料接触到滤渣斗的底板13的时候，会被底板13阻挡而改变方向，起到强制湍流的作用，从而使混合物料行进方向往空间更大的沸腾炉1中心位置运动，可以使固体颗粒更好的沉降而催化沸腾炉1下部新进的液体原料更好地反应，并减少固体颗粒和液体原料继续上行的量，解决了高固体含量时，固体颗粒沉降回流阻力大的问题。也可以进一步提高固体颗粒催化剂的装填比例。当本发明的一种三相分离器使用在大规模沸腾床反应器时，可以提高催化剂的装填比例，提高反应器容积利用率；可使催化剂趋近于反应器中心并沉降，使催化剂在一定程度上分布均匀。
为了便于加工制造，如图1所示，所述滤渣斗的顶部开口设置，所述滤渣斗的顶部设有一个罩盖15，罩盖15和滤渣斗围成所述滤渣腔8，所述气体产品出口10和液体原料循环口2设置在罩盖15上。所述罩盖15下端插入滤渣斗顶部开口，罩盖15的下边缘与滤渣斗的内壁之间具有间隙，该间隙较小使得固体颗粒不能通过。如图1、图2、图4和图5所示，所述气体产品出口10设置在罩盖15的顶部，所述液体原料循环口2设置在罩盖15的侧壁上。
作为一种优选的实施方式，如图2和图3所示，所述沸腾炉1的侧壁上设有喇叭状的环形围板16，环形围板16与沸腾炉1内壁围成一环形腔体，所述环形腔体由竖直设置的分隔板17分隔成若干所述滤渣腔8。图4所示的沸腾炉1中的滤渣腔8结构与图2和图3中的滤渣腔8结构的构成方式相同。图5所示的沸腾炉1中滤渣腔8与图2和图3中的滤渣腔8结构的构成方式相似，只是环形围板16水平设置。
为了使得液体物料在沸腾炉1上部也能够较充分地反应，作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述沸腾炉1上部还设有催化剂固定层18，这样，运动到沸腾炉1上方的液体物料也能够与催化剂充分接触而发生反应，为了便于结构上的布局设置，所述催化剂固定层18位于滤渣腔8上方。
基于上述实施例的技术方案，本发明的一种三相分离器使用在沸腾床联合固定床的反应器中，可以提前使部分气体物料析出，减少上部固定床的压力降可反应量，有利于反应的进行，还能阻止固体物料堵塞上部固定床。固体颗粒难以混入到气体产品中，气体产品的纯度较高，而且，循环泵2和循环管道4从滤渣腔8中将参与反应的液体原料循环流回到沸腾炉1中继续参与反应，从而使得反应原料能够得到充分利用。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种三相分离器，其特征是，包括沸腾炉及循环泵，所述沸腾炉的上部具有液体原料循环口，沸腾炉的底部设有液体原料返回口，所述循环泵通过循环管道连接在液体原料循环口和液体原料返回口之间；所述沸腾炉的下部还设有用于填装催化剂的催化剂装料口，所述沸腾炉的顶部设有排气口，沸腾炉上部的内壁上设有滤渣腔，滤渣腔的侧壁上设有滤渣孔，所述液体原料循环口与滤渣腔连通，所述沸腾炉上部的侧壁上还设有气体产品出口，所述气体产品出口与滤渣腔连通。
2.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于：所述沸腾炉的顶部设有排气管，所述排气口设置在排气管的上端。
3.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于：所述沸腾炉侧壁上设有一个或者多个过滤斗，所述过滤斗的内腔构成所述滤渣腔，所述滤渣孔设置在过滤斗的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的三相分离器，其特征在于：所述滤渣斗包括倾斜设置的底板，所述底板的一侧边与沸腾炉的内壁连接，底板的其余侧边连接有竖直设置的立板，底板和立板围成所述滤渣腔。
5.根据权利要求4所述的三相分离器，其特征在于：所述底板上靠近沸腾炉侧壁一定距离范围内无过滤孔。
6.根据权利要求4所述的三相分离器，其特征在于：所述滤渣斗的顶部开口设置，所述滤渣斗的顶部设有一个罩盖，所述气体产品出口和液体原料循环口设置在罩盖上。
7.根据权利要求6所述的三相分离器，其特征在于：所述罩盖下端插入滤渣斗顶部开口，罩盖的下边缘与滤渣斗的内壁之间具有间隙。
8.根据权利要求6所述的三相分离器，其特征在于：所述气体产品出口设置在罩盖的顶部，所述液体原料循环口设置在罩盖的侧壁上。
9.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于：所述沸腾炉的侧壁上设有喇叭状的环形围板，环形围板与沸腾炉内壁围成一环形腔体，所述环形腔体由竖直设置的分隔板分隔成若干所述滤渣腔。
10.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于：所述沸腾炉上部还设有催化剂固定层，所述催化剂固定层位于滤渣腔上方。
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