CN114058398B - 费托反应产物的在线分相采集装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物料分离技术领域，具体涉及一种费托反应产物的在线分相采集装置和方法，所述装置包括闪蒸分离罐，与费托反应器连通，用于将费托反应产物分离为液相和气相；所述闪蒸分离罐进一步包括：疏水单元和分液板；气相出口管线，设置于所述闪蒸分离罐的顶端，用于将所述气相引出所述闪蒸分离罐；第一阀门，设置于所述气相出口管线上，用于调节所述闪蒸分离罐的压力；液相收集单元，设置于所述闪蒸分离罐的底部，用于收集所述液相。本发明可实时分析气相、液相组成，时效性极高，避免了每次放样时蒸发及逸出气体造成的分析误差、环境污染及系统压力波动，提高了后续分析的效率和分析结果的准确性；同时省去了离线样品的复杂处理环节。

Description

费托反应产物的在线分相采集装置和方法
技术领域
本发明涉及物料分离技术领域，具体涉及一种费托反应产物的在线分相采集装置和方法。
背景技术
费托合成反应是一种将煤、天然气和生物质等原料经合成气转化成液体燃料和高附加值化学品的过程，该过程原料简单，但反应产物比较复杂，链状烷烃、烯烃以及醇等有机含氧化合物碳数分布较广，产物最高碳数甚至达到C70-C120。
目前费托反应产物收集通常采用两级甚至多级冷却产生蜡、油、水和尾气，容易产生以下问题：(1)逐级冷却难控各级实际分离效果，水油乳化、相互夹带严重；(2)产物分级采集，后续进行离线分析的样品处理还需再次分离和混合(例如分别将冷阱和热阱中的水与油分离，再将水混合)，将产生更多误差(称量、挥发损失等)；(3)低碳数及易挥发组分在放样过程产生不同程度闪蒸损失；(4)分离效果差导致重组分易被夹带到后续流程，进而凝结造成管路堵塞；(5)液相产物收集后要再经过静置、分离、离线色谱分析等步骤，人工操作多，误差更多；(6)闪蒸导致取样口附近视野变差，难以准确捕捉到液相样品刚好放空的时刻，从而导致气相组分(含CO和H2)逸出，系统压力波动，空气进入系统等问题，对循环工艺影响极大；(7)多级分离导致整体布局较高，挤占装置空间。
现有技术《费托反应产物分布的实验研究》(天然气化工·C1化学与化工，2016年第41卷，第15-19页)反应产物经反应器出口进入气液分离器装置(类似于传统费托装置中的热阱)，经分离器后的气相产物直接经背压阀泄压后去在线色谱分析，分离器底部的液相产物定时收集后离线分析，取消传统操作中的冷阱装置；为配合高温在线分析费托合成气相产物，流程中去色谱进样口管路及部件均实施高温加热(300℃)及严密保温，换装耐高温背压阀，Agilent原装色谱阀箱装置也被替换为自制的可实现高温加热和保温的独立加热阀箱；为了确保经分离器出来的气相组分能维持气态进入气相色谱，装置在气液分离器后通入高纯氮气作为稀释气(选择性使用)，用以降低各组分的实际分压。该文献针对费托反应产物设计了一级冷却收集方案，但是该方案需要配备自制的可实现高温加热和保温的独立加热阀箱、换装耐高温背压阀，同时要确保去色谱进样口管线及部件均高温加热(300℃)及严密保温、在气液分离器后通入高纯氮气作为稀释气等措施。对装置和色谱整体改造较多，不容易实施，并且产物所含大量水长期进色谱会严重影响色谱柱寿命。
因此，研发一种高效、准确的在线实时分析费托反应产物的方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的费托反应产物分离效果差、气相中水分含量高的不足，提供一种高效、准确的费托反应产物的在线分相采集装置和方法。
费托反应产物的一般组成为：①H2、CO、CO2、CH4等永久气体；②烷烃、烯烃、含氧化合物等有机物；③水。其中，沸点与水相近有机物较多(C5-C8等)。气相色谱可实时在线分析永久气体和低碳数有机物，但不能长时间大量进水(损坏色谱柱、分析结果不稳定不准确)，因此需要使产物中的水尽可能地作为液相被收集和分析。而费托反应产物的组分繁多，且受催化剂性能、反应条件、分离系统温度及压力等多种因素综合影响，组成和各组分分压都有很大变化区间，从而造成产物水油乳化、相互夹带严重。本发明通过疏水膜截留水使水与其他有机气体分离，从而降低气相中水分的含量。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种费托反应产物的在线分相采集装置，该装置包括：
闪蒸分离罐，与费托反应器连通，用于将费托反应产物分离为液相和气相；所述闪蒸分离罐进一步包括：疏水单元，设置于所述闪蒸分离罐的顶部，用于截留费托反应产物中的水分；分液板，设置于所述疏水单元的下方，用于导流气相；
气相出口管线，设置于所述闪蒸分离罐的顶端，用于将所述气相引出所述闪蒸分离罐；
第一阀门，设置于所述气相出口管线上，用于调节所述闪蒸分离罐的压力；
液相收集单元，设置于所述闪蒸分离罐的底部，用于收集所述液相。
本发明第二方面提供一种费托反应产物的在线分相采集的方法，该方法在包括所述的装置中在线分相采集费托反应产物，
该方法包括：将费托反应产物进行气液分离，得到气相和液相；其中，所述气液分离包括同时进行的闪蒸分离、截水、破沫和导流过程；
将所述液相进行油水分离，得到水相和油相。
通过上述技术方案，本发明可实时分析气相和液相的组成，时效性极高，避免了每次放样时蒸发及逸出气体造成的分析误差、环境污染及系统压力波动，提高了后续分析的效率和分析结果的准确性；同时省去了离线样品的复杂处理环节。
附图说明
图1是根据本发明一优选实施方式提供的费托反应产物的在线分相采集装置的结构示意图；
图2是根据本发明一优选实施方式提供的水油分离器的结构示意图；
图3是根据本发明一优选实施方式提供的拱形分液板的结构示意图；
图4是根据本发明一优选实施方式提供的拱形分液板的正视图。
附图标记说明
1、费托反应器 2、反应器出口管线 3、闪蒸分离罐
4、液位控制器 5、储液管 6、连接管
7、水样采集口 8、第二阀门 9、水相收集罐
10、第三阀门 11、水相放样口 12、水相收集管线
13、疏水单元 14、第一阀门 15、气相出口管线
16、拱形分液板 17、温度传感器 18、锥形分液板
19、水油分离器 20、油相收集管线 21、第四阀门
22、油相收集罐 23、第五阀门 24、油相放样口
1901、分离区 1902、膜组件 1903、油相区
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
图1是根据本发明一优选实施方式提供的费托反应产物的在线分相采集装置的结构示意图；如图1所示，本发明第一方面提供一种费托反应产物的在线分相采集装置，具体地：
该装置包括：闪蒸分离罐3，与费托反应器1连通，用于将费托反应产物分离为液相和气相；所述闪蒸分离罐3进一步包括：疏水单元13，设置于所述闪蒸分离罐3的顶部，用于截留费托反应产物中的水分；分液板，设置于所述疏水单元13的下方，用于导流气相；
气相出口管线15，设置于所述闪蒸分离罐3的顶端，用于将所述气相引出所述闪蒸分离罐3；
第一阀门14，设置于所述气相出口管线15上，用于调节所述闪蒸分离罐3的压力；
液相收集单元，设置于所述闪蒸分离罐3的底部，用于收集所述液相。
本发明中，通过在闪蒸分离罐3内设置分液板，能够均匀导流气相从而降低气相湍动程度，同时减少雾沫夹带，促进气液分离。在闪蒸分离罐3的顶设置疏水单元13，通过疏水单元13进一步减少水夹带及气相中水含量，阻止水进入气相，使气相可以保持高温直接进色谱实时分析组成，保护了色谱仪不被水影响而损失寿命，防止水进入色谱仪还能保障气相组成更稳定、更准确，提高了分析效果和效率。同时，由于分离效果提升，可适当调低分离系统各段温度(如水相收集罐等)，缩小其与常温差距，减少放样过程闪蒸。
为了进一步提高气液分离效果，优选的，所述分液板包括锥形分液板18和/或拱形分液板16；更优选的，所述分液板包括锥形分液板18和设置在所述锥形分液板18上方的拱形分液板16。
图3是根据本发明一优选实施方式提供的拱形分液板的结构示意图，图4是根据本发明一优选实施方式提供的拱形分液板的正视图，如图3至图4所示，为了进一步提高气液分离效果，优选的，所述锥形分液板18和/或拱形分液板16上设置有间隔分布的气孔；进一步优选的，所述锥形分液板18和/或拱形分液板16的侧面设置有沿所述气相的流动方向的气孔，更优选的，所述气孔的孔径向所述气相的流动方向逐渐增大，当气相中的液相聚集到一定量时，液相在气孔壁上逐渐聚集形成液滴，被导流至分液板底部的导流孔并滴落至闪蒸分离罐3的底部。为防止气相从导流孔短路，更优选的，所述气孔的深度d1为1-2mm，优选为1.8mm，相邻气孔的间隔d2为分液板直径的1/15-1/4，优选为1/8。
为防止气相从导流孔短路，进一步优选的，所述拱形分液板16侧面与闪蒸分离罐内壁面平行且其间隔d3为3-8mm，优选为5.5mm，所述拱形分液板16底面的弧度为π/6-π/2，优选为π/3，所述拱形分液板16侧面气孔边缘与板面间空隙d4为0.5-2mm，优选为1.2mm。
两级分液板底部的导流孔可导流被分液板内部收集下来的液滴，为防止气相从导流孔短路，进一步提高气液分离效果，优选的，所述锥形分液板18内设置有导流孔，更优选的，所述导流孔中气相和/或液相的流向与所述反应器出口管线2中气相的流向相反，更具体的，所述导流孔的直径为7mm。
通过设置锥形分液板18和拱形分液板16可以延长气相产物在闪蒸分离罐3内的停留时间，分液板侧壁上的气孔进一步避免了气相短路并减少雾沫夹带，能够均匀的导流气相并降低气相湍动程度促进气液分离。在分液板侧壁设置气孔能够使闪蒸分离罐3内气相流向更加均匀，增加和延长气路，同时增加了被气体夹带的液相与闪蒸分离罐3内壁、锥形分液板18和拱形分液板16内外壁面的接触几率，使液相更容易在壁面汇集成液滴而被收集。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述疏水单元13包括疏水膜和用于固定所述疏水膜的支撑网；为了提高疏水膜与气相的接触面积，降低阻力，优选的，所述疏水膜向上呈弧形弯曲状，也即，所述疏水膜向气体流动的方向弯曲，更优选的，所述疏水膜的直径与所述闪蒸分离罐3的直径之比为1:1.5-2.5(例如可以为1:1.5、1:2、1:2.5或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，最优选为1:2；更优选的，所述疏水膜的弧度为π/2-5π/6(例如可以为π/2、2π/3、5π/6或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，最优选为2π/3。优选的，所述支撑网为双层不锈钢网。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述闪蒸分离罐3包括直筒段和设置在所述直筒段下方的锥形段，所述锥形段的锥形角(圆锥体顶点和一条直径的两个端点，构成了一个等腰三角形，等腰三角形的顶角就是圆锥角)优选为95-120°(例如可以为95°、100°、105°、120°或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，更优选为105°。
本发明中，为了进一步提高气液分离效果，优选的，所述闪蒸分离罐3内可以设置冷却区和保温区，所述冷却区为闪蒸分离罐3内拱形分液板16以上的区域，所述保温区为闪蒸分离罐3内拱形分液板16以下的区域。
进一步的，在冷却区上设置冷却单元，通过设置冷却单元可以将闪蒸分离罐的温度控制在0～180℃内，所述冷却单元优选为循环水冷却装置。在所述保温区上设置保温单元，通过设置保温单元可以对费托反应产物进行保温，使其温度控制在30-180℃。
本发明中，为了准确测量所述冷却区和所述保温区的温度，优选的，在所述冷却区和保温区上分别设置温度传感器17，更优选的，所述温度传感器17分别设置在所述闪蒸分离罐3(由上至下)1/4及3/4处。
优选的，所述闪蒸分离罐3的高径比为3-5:1(例如可以为3:1、3.5:1、4:1、5:1或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，最优选为3.5:1。
图2是根据本发明一优选实施方式提供的水油分离器的结构示意图，如图2所示，在本发明的一个优选的实施方式中，所述液相收集单元包括：
储液管5，竖向布置在所述闪蒸分离罐3的底部，且储液管5的上端与所述闪蒸分离罐3底部的出液口连通，用于收集从闪蒸分离罐3中流出的液相；
水油分离器19，具有一容置空间且布置在所述储液管5的旁侧，且在所述水油分离器19与储液管5之间设有上下方向上间隔布置的连接管6；
膜组件1902，竖向布置在所述容置空间内，并将所述容置空间分隔为分离区1901和油相区1902；
水相收集罐9，设置在所述水油分离器的下方，与所述分离区1901底部连通，用于收集水相；
油相收集罐22，设置在所述水油分离器19的下方，与所述油相区1902底部连通，用于收集油相。
通过设置上述液相收集单元，可以在水相收集管线12、油相收集管线20的中间位置直接实时采集分析新产生的水样及油样。且管线中的样品容易置换，样品代表性更好且用量小，提高了分析准确性和时效性。因水样和油样都实现了实时分析，则水相和油相收集罐不需要依靠完全放空来提高分析准确性，避免了放样闪蒸导致的分析误差和环境污染，还减少了冷阱与热阱样品离线进行水相、油相分离，再分别混合冷、热阱水，冷、热阱油(蜡)带来的损失及误差。
此外，通过进行在线实时水油分离，避免了重质油放样或被夹带到后续工艺中易凝导致堵塞、组分不均等问题，省去了离线样品的复杂处理环节。
优选的，所述膜组件1902可由疏水膜与支撑网组成，所述疏水膜的种类可根据装置规模与油相产量选取，因与储液管5进行了空间上的分离，便于根据实验需求更换不同通量、材质的膜组件。
本发明中所述连接管6的数量为2-6个。在本发明的一个优选的实施方式中，所述连接管有3根，由上至下分别为第一连接管、第二连接管和第三连接管；第一连接管、第二连接管和第三连接管分别位于所述储液管5高度的100％、50％、10％位置。为了提高油相和水相的分离效率，提高分离区1901内油相的比例，使油相完全进入油相区1903，优选的，所述第一连接管和/或所述第二连接管与所述储液管5(连接管以上部分)的夹角为91-100°(例如可以为91°、95°、100°或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，更优选为95°，其直径优选为1cm；更优选的，所述第三连接管与所述储液管5垂直设置，其直径与所述储液管的直径之比为0.5-0.83:1(例如可以为0.5:1、0.66:1、0.83:1或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，最优选为0.66:1，所述第三连接管的长度与所述闪蒸分离罐的直径之比为0.3-0.8:1(例如可以为0.3:1、0.5:1、0.6:1、0.8:1或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，最优选为0.5:1。
本发明中，油相从连接管6流向水油分离器19，透过膜组件1902，进入油相区1903。水相在分离区1901处积累，因密度差别，分离区1901底部的储水区为纯水相。为了提高油相和水相的分离效率，优选的，所述分离区1901向下延伸形成一储水区，所述储水区低于所述油相区1902的出口。
为了进一步提高油相和水相的分离效率，优选的，所述油相区1902的容积与所述分离区1901的容积之比为1:2-4(例如可以为1:2、1:3、1:4或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，优选为1:3。
优选的，所述分离区1901与所述储液管5的容积之比为10-15:1(例如可以为10:1、12:1、15:1或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，更优选为12:1。
为了进一步提高油相和水相的分离效率，优选的，所述膜组件的膜通量与所述油相的产量之比为1.2-2:1(例如可以为1.2:1、1.5:1、2:1或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，优选为1.5:1。
优选的，所述储液管5的直径与所述闪蒸分离罐3的直筒段的直径之比为1:5-7(例如可以为1:5、1:6、1:7或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，优选为1:6。
优选的，所述储液管5的长度与所述闪蒸分离罐3的直筒段的高度之比为1:2-4(例如可以为1:2、1:3、1:4或上述数值中任意两个所构成的范围中的任意值)，优选为1:3。
本发明第二方面提供一种费托反应产物的在线分相采集的方法，该方法包括在所述的装置中在线分相采集费托反应产物，该方法包括：将费托反应产物进行气液分离，得到气相和液相；其中，所述气液分离包括同时进行的闪蒸分离、截水、破沫和导流过程；将所述液相进行油水分离，得到水相和油相。
具体的，所述费托反应产物的在线分相采集的方法包括：
(1)费托反应产物从反应器1流出后，通过反应器出口管线2流入闪蒸分离罐3，在闪蒸分离罐3中进行气液分离；
闪蒸分离罐3中气相夹带少部分液相向上依次经过锥型分液板18、拱形分液板16进行气相导流及破沫，较大的液滴被截留并导流滴落至闪蒸分离罐3底部，气相穿过拱形分液板16后到达疏水单元13，并在疏水单元13的作用下，进一步截水，截留下的水汇聚形成液滴，在重力作用下逐渐被导流并滴落至闪蒸分离罐3底部；
(2)穿过疏水单元13后的气相经过第一阀门14，由气相出口管线15在伴热保温下送去气相色谱实时分析组成，优选的，所述气相在100℃下伴热保温送去气相色谱实时分析组成；
(3)液相(水油混合)从闪蒸分离罐3底部的出口流入储液管5，在储液管中形成液位；储液管5中上层漂浮的油相通过连接管6输送至水油分离器19；
(4)油相从连接管6不断流向水油分离器19，透过膜组件1902进入油相区1903，水相在分离区1901积累，因密度差，分离区底部的储水区为纯水相；
(5)当需要分析水相样品时，将第二阀门8增加一定开度，使水相流经第二阀门8后再减小开度，反复几次之后从水样采集口7处抽取少量水样分析；
当需要分析油相样品时，关闭第四阀门21，使油相区1903积累一定量油样，再反复开关三次第四阀门21，置换油样收集管线20中的油相后，从第四阀门21的采集口抽取少量油样分析，所述第四阀门21优选为三通阀；
(6)实验换条件或结束时，关闭第二阀门8和第四阀门21，打开第三阀门10及第五阀门23，从水相放样口11及油相放样口24分别收集该条件或整个实验积累的水相和油相，进行计重或分析。
通过上述在线分相采集方法可以在线实时采集最新产生的水相样品及油相样品，能即刻得到当时所在工艺条件下的各相产物全组分分析结果，极大地提高了组分分析的时效性。同时，因取样方法的改变，不需要再将样品收集罐(如水相收集罐9和油相收集罐22)放空，避免了每次放样时蒸发及逸出气体造成的分析误差、环境污染及系统压力波动，提高了后续分析的效率和分析结果的准确性；同时省去了离线样品的复杂处理环节。此外，水油分离器19底部分别与水相收集罐9、油相收集罐22的连接管线中存储的水相/油相量小，非常容易置换，使样品代表性更好，进一步提高了分析准确性。再有，本方法样品用量很小、实验结束或者换条件时水相收集罐9及油相收集罐22可以单独降温操作而减少闪蒸，保障了计算液体收率(称重)等分析准确性。
本发明中还通过液位控制器4控制储液管5的液位，具体的控制方式为所属领域技术人员所知，此处不在赘述。
优选的，所述气液分离的温度为0-180℃，压力为0-5.0MPa。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例所使用的费托反应产物的在线分相采集装置如图1所示，且所述水油分离器的结构如图2所示。
费托反应产物从反应器流出后经反应器出口管线流入闪蒸分离罐，在闪蒸分离罐中自下而上依次经过锥型分液板、拱形分液板、膜分离组件进行闪蒸分离、截水、破沫和导流，分离得到气相和液相；
气相在100℃伴热保温送去气相色谱实时分析组成；
液相(水油混合)从闪蒸分离罐出口流入储液管，并在重力作用下分层，分别得到油相和水相，油相经连接管流向水油分离器，透过膜组件，进入油相区；水相在分离区积累，在重力作用下，沉积在分离区底部的锥型区域。
当需要进行分析水相样品时，将液位控制阀增加一定开度，使水相流经水样采集口再减小开度，反复几次之后从水样采集口抽取少量水样分析。
当需要进行分析油相样品时，关闭三通取样阀，使油相区积累一定量油样，再反复开关三次三通取样阀，置换油样收集管线中油相后，从三通取样阀的采集口抽取少量油样分析。
实验换条件或结束时，关闭液位控制阀和三通取样阀，打开水样放样阀及油样放样阀，从水相放样口及油相放样口收集该条件或整个实验积累的样品进行计重或分析。
本实施例所使用的费托反应产物的在线分相采集装置的参数如下：
闪蒸分离罐高径比为3.5:1，闪蒸分离罐锥形段的锥形角为105°；
疏水膜采用双层不锈钢网支撑固定，所述疏水膜向上呈弧形弯曲状，疏水膜直径为闪蒸分离罐直径的1/2，弧度为2π/3；
拱形分液板和锥型分液板的底面均等间隔分布气孔，气孔开口向上；所述锥形分液板和拱形分液板的侧面设置有沿所述气相的流动方向的气孔，气孔并向闪蒸分离罐内壁方向突出，且气孔的孔径向气相的流动方向逐渐增大，所述气孔的深度d1为1.8mm，相邻气孔的间隔d2为分液板直径的1/8。
拱形分液板侧面与闪蒸分离罐内壁面平行其间隔d3为5.5mm，底面弧度为π/3，侧面气孔挡板的边缘与板面间空隙d4为1.2mm。
在所述锥型分液板轴向方向上设有直径为7mm的导流孔，导流孔中气相和/或液相的流向与所述反应器出口管线中气相的流向相反。
储液管直径为闪蒸分离罐直径的1/6，长度为闪蒸分离罐高度的1/3。储液管的液位由液位控制器调控，液位控制操作与三根连接管配合使用，三根连接管从下到上依次为储液管高度的10％、50％、100％。上面两根连接管与所述储液管(连接管以上部分)的夹角为95°，直径1cm。最下部的连接管与储液管垂直，直径为储液管的2/3，长度为闪蒸分离罐直径的1/2。
油相区容积为分离区1/3，分离区容积为储液管的12倍，膜组件的膜通量为油相产量的1.5倍。
本实施例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
实施例2
按照实施例1的方法，不同的是不设有水油分离器。
本实施例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
实施例3
按照实施例1的方法，不同的是不设有拱形分液板。
本实施例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是不设有锥形分液板。
本实施例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，不设有膜分离组件。
本对比例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，不设有拱形分液板、锥形分液板。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，不设有膜分离组件、拱形分液板、锥形分液板和水油分离器。
本对比例中的具体的工艺条件和分离结果如表1所示。
表1实施例1-4和对比例1-3中的工艺条件和分离结果
Figure BDA0002622710000000161
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Figure BDA0002622710000000171
通过表1的数据可以看出：本发明提供的装置可以对各相所含组分进行直接在线分析，时效性极高，提高了分析的准确性；通过设置膜分离组件、拱形分液板、锥形分液板、水油分离器后气相中的水分含量以及液相中的气体含量明显降低，多相分离效果显著提升，避免了水油乳化和相互夹带的问题，同时使各组分收率得到大幅提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种费托反应产物的在线分相采集装置，其特征在于，该装置包括：
闪蒸分离罐（3），与费托反应器（1）连通，用于将费托反应产物分离为液相和气相；所述闪蒸分离罐（3）进一步包括：疏水单元（13），设置于所述闪蒸分离罐（3）的顶部，用于截留费托反应产物中的水分；分液板，设置于所述疏水单元（13）的下方，用于导流气相；
气相出口管线（15），设置于所述闪蒸分离罐（3）的顶端，用于将所述气相引出所述闪蒸分离罐（3）；
第一阀门（14），设置于所述气相出口管线（15）上，用于调节所述闪蒸分离罐（3）的压力；以及
液相收集单元，设置于所述闪蒸分离罐（3）的底部，用于收集所述液相；
其中，所述分液板包括锥形分液板（18）和设置在所述锥形分液板（18）上方的拱形分液板（16）；
其中，所述疏水单元（13）包括疏水膜和用于固定所述疏水膜的支撑网；
其中，所述液相收集单元包括：
储液管（5），竖向布置在所述闪蒸分离罐（3）的底部，且所述储液管（5）的上端与所述闪蒸分离罐（3）底部的出液口连通，用于收集从闪蒸分离罐（3）中流出的液相；
水油分离器（19），具有一容置空间且布置在所述储液管（5）的旁侧，且在所述水油分离器（19）与储液管（5）之间设有上下方向上间隔布置的连接管（6）；
膜组件（1902），竖向布置在所述容置空间内，并将所述容置空间分隔为分离区（1901）和油相区（1903）。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锥形分液板（18）和/或拱形分液板（16）上设置有间隔分布的气孔；
和/或，所述锥形分液板（18）和/或拱形分液板（16）的侧面设置有沿所述气相的流动方向的气孔，所述气孔的孔径向所述气相的流动方向逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述锥形分液板（18）内设置有导流孔。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述疏水膜向上呈弧形弯曲状；
和/或，所述疏水膜的直径与所述闪蒸分离罐（3）的直径之比为1:1.5-2.5。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述闪蒸分离罐（3）包括直筒段和设置在所述直筒段下方的锥形段，所述锥形段的锥形角为95-120°；
和/或，所述闪蒸分离罐（3）内拱形分液板（16）以上的区域设置冷却单元，所述冷却单元为循环水冷却装置；
和/或，所述闪蒸分离罐（3）内拱形分液板（16）以下的区域设置保温单元；
和/或，所述闪蒸分离罐（3）的高径比为3-5:1。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，
其中，所述液相收集单元还包括：
水相收集罐（9），设置在所述水油分离器（19）的下方，与所述分离区（1901）底部连通，用于收集水相；
油相收集罐（22），设置在所述水油分离器（19）的下方，与所述油相区（1903）底部连通，用于收集油相。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连接管有3根，由上至下分别为第一连接管、第二连接管和第三连接管；
和/或，所述第一连接管和/或所述第二连接管与所述储液管（5）的夹角为91-100°。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分离区（1901）向下延伸形成一储水区，所述储水区低于所述油相区（1903）的出口。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述油相区（1903）的容积与所述分离区（1901）的容积之比为1:2-4；
和/或，所述分离区（1901）与所述储液管（5）的容积之比为10-15:1；
和/或，所述膜组件的膜通量与所述油相的产量之比为1.2-2:1。
10.根据权利要求5所述的装置，其中，所述储液管（5）的直径与所述直筒段的直径之比为1:5-7；
和/或，所述储液管（5）的长度与所述直筒段的高度之比为1:2-4。
11.一种费托反应产物的在线分相采集的方法，其特征在于，该方法在包括权利要求1-10中任意一项所述的装置中在线分相采集费托反应产物，
该方法包括：将费托反应产物进行气液分离，得到气相和液相；其中，所述气液分离包括同时进行的闪蒸分离、截水、破沫和导流过程；
将所述液相进行油水分离，得到水相和油相。
12.根据权利要求11所述方法，其中，所述气液分离的温度为0-180℃，压力为0-5MPa。
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