CN207187191U - 气、液和油三相分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型气、液和油三相分离装置涉及化工、石化等分离工艺技术领域。其目的是为了提供一种能稳定流体、有效地实现油水物料的静置分离、避免物料的偏流问题、结构简单、成本低、操作简便的气、液和油三相分离装置。本实用新型气、液和油三相分离装置，包括卧式罐体、排气罐、积液包、排油管和隔板，所述隔板设置在所述卧式罐体内，所述隔板将所述卧式罐体内部空间分为顶部连通的进料区和分离区，所述卧式罐体上开设有进液管，所述进液管伸入到所述进料区，所述积液包设置在所述分离区的底部，所述排油管沿所述卧式罐体的底面伸入所述卧式罐体内，所述排气罐设置在所述分离区的顶部，所述排气罐设为换热器。

Description

气、液和油三相分离装置

技术领域

本实用新型涉及化工、石化等分离工艺技术领域，特别是涉及一种气、液和油三相分离装置。

背景技术

新的《石油和化学污染物排放标准》GB31571-2015中，废气和废液排放中有机污染物的排放限制更加严格，例如其中甲醇为50mg/m³。以往的轻组分的排放量中甲醇等有机物已远远大于该数值，已经不能满足当前最新的排放标准的要求。

卧式三相分离器仅依靠重力实现油、气、水的分离，对于水中细小油滴的去除通常采用聚结除油原理实现，但由于原油水中含有大量杂质，造成聚结材料易发生堵塞，需要停产清淤，工作效率不足，且维护费时费力。

现有的三相分离器，包括一个通常为水平的罐槽，罐槽中形成了一个液体分离区域和一个位于液体分离区域上方的气体分离区域，该罐槽具有一个入口端区域和一个出口端区域，在其中的入口端区域上设置了一个进料口，而在出口端区域上分别为三相物质设置了几个单独的出口，该罐槽还包括一个入口折流器形式的入口装置。

在正常工作过程中，一种包含气体和液体的进料经入口引入到罐槽中。进料撞到入口折流器上，动量的剧烈变化使气体和液体发生第一次分离。气体进入到气体区域中、液体进入到液体分离区域中，在液体分离区域中，液体在比重效应作用下，被分离成一种轻液相和一种重液相。气体相和液体相经几个出口各自单独地从该罐槽中排出。这种已有三相分离器的入口折流器是一块垂直的板件，其延伸到液体分离区中。以这样的方式，该折流器迫使液体进入到充满液体的液体分离区域中。

传统的卧式三相分离器在油水分离技术上的局限性，流体在罐体内流动的稳定性差，分离效果差，容易出现物料的偏流问题，当出现气相闪蒸或者上游原料的组分变化时，不能有效分离气相与液相流体。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能稳定流体、有效地实现油水物料的静置分离、避免物料的偏流问题、结构简单、成本低、操作简便的气、液和油三相分离装置。

本实用新型气、液和油三相分离装置，包括卧式罐体、排气罐、积液包、排油管和隔板，所述隔板设置在所述卧式罐体内，所述隔板将所述卧式罐体内部空间分为顶部连通的进料区和分离区，所述卧式罐体上开设有进液管，所述进液管伸入到所述进料区，所述积液包设置在所述分离区的底部，所述排油管沿所述卧式罐体的底面伸入所述卧式罐体内，所述排气罐设置在所述分离区的顶部，所述排气罐设为换热器。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述排气罐内设有填料层。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述排气罐与所述卧式罐体连接的端面上设有除沫网。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述隔板上开设有排气孔。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述排气孔向所述排气罐的方向倾斜。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述卧式罐体上设有界面计和液位计。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述排油管上连接有流量调节阀。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述进料区和所述分离区的体积比为1：(2-4)。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述隔板的高度不小于所述卧式罐体的直径的二分之一。

本实用新型气、液和油三相分离装置，其中所述卧式罐体的顶面上开设有溢流口。

本实用新型气、液和油三相分离装置与现有技术不同之处在于：本实用新型气、液和油三相分离装置，包括卧式罐体、排气罐、积液包、排油管和隔板，隔板设置在卧式罐体内，隔板将卧式罐体内部空间分为顶部连通的进料区和分离区，隔板将卧式罐体的长度方向分隔为两个相连通的空间，即进料区和分离区，卧式罐体为左右分段，上下分层的立体结构，实现三相同时在一个设备中较好的分离；排气罐设为换热器，气体进入排气罐内，与换热器进行热交换，气体携带的热量传递给换热器，换热器对气体携带的热量进行二次利用，提高热量利用率，也防止携带高热量的气体发生泄漏或直接排放引起的安全问题。当饱和液体随着压力降低有气相闪蒸或者上游原料的组分变化，含有少量气相的油水流体，气相在换热器内进行换热，有利于油水流体凝结，实现气、液、油的充分分离，防止气相中携带油水流体，保证气、液、油三相充分分离。

下面结合附图对本实用新型的气、液和油三相分离装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型气、液和油三相分离装置的结构示意图。

附图标注：1、进液管；2、备用进液管；3、溢流口；4、通风口；5、填料层；6、排气罐；7、除沫网；8、检测口；9、观察口；10、排液口；11、界面计；12、排油管；13、积液包；14、液位计；15、隔板；16、排污口；17、排气孔。

具体实施方式

本实用新型气、液和油三相分离装置，对萃取工艺、直接气、液、油水等各种工艺参数进行了大量地模拟研究，对现有技术进行了改进，对现有分相装置的结构进行了改造，得到了一种新型的气、液和油三相分离器。本实用新型气、液和油三相分离装置，能稳定流体，有效地实现油水物料的静置分离，避免物料的偏流问题，而且当饱和液体随着压力降低有气相闪蒸或者上游原料的组分变化，含有少量气相的油水流体，也可实现通过上下层的冷却洗涤，把其中的气相与油水流体进行分离。

如图1所示，本实用新型气、液和油三相分离装置，包括卧式罐体、排气罐6、积液包13、排油管12和隔板15，隔板15设置在卧式罐体内，隔板15将卧式罐体内部空间分为顶部连通的进料区和分离区，隔板15将卧式罐体的长度方向分隔为两个相连通的空间，即进料区和分离区，卧式罐体为左右分段，上下分层的立体结构，实现三相同时在一个设备中较好的分离；卧式罐体上开设有进液管1，进液管1伸入到进料区，待处理的原液沿进液管1进入进料区，待处理的原液进入进料区，随着待处理原液体积增多，待处理原液的液位高低超过隔板15高度，待处理原液越过隔板15流入分离区，待处理原液在进料区和分离区静置分层。

积液包13设置在分离区的底部，排油管12沿卧式罐体的底面伸入卧式罐体内，排气罐6设置在分离区的顶部，分离区的待处理原液在卧式罐体内分离为底层液体、上层油液和气体，底层液体沿积液包13流出，上层油液沿排油管12流出，气体流入排气罐6，实现三相分离。其中，排气罐6设为换热器，气体进入排气罐6内，与换热器进行热交换，气体携带的热量传递给换热器，换热器对气体携带的热量进行二次利用，提高热量利用率，也防止携带高热量的气体发生泄漏或直接排放引起的安全问题。当饱和液体随着压力降低有气相闪蒸或者上游原料的组分变化，含有少量气相的油水流体，气相在换热器内进行换热，有利于油水流体凝结，实现气、液、油的充分分离，防止气相中携带油水流体，保证气、液、油三相充分分离。

优选的，排气罐6内设有填料层5，气体流入排气罐6内，气体与排气罐6进行换热的同时，气体流过填料层5，气体上携带的油水流体流过填料层5时，气体与填料层5接触，利用气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而油水流体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的油水流体附着在阻挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起，回流到卧式罐体内，进行油水流体分离。由于填料相对重力沉降分离来说具有大得多的阻挡收集壁面积，而且多次反复阻挡油水流体，油水流体很容易着壁，所以其分离效率明显提高。同时，填料层5的成本低且形式多样，适用于不同成分的流体，有助于对多种成分的三相流体进行分离，提高分离效率。

优选的，排气罐6与卧式罐体连接的端面上设有除沫网7，除沫网7起到分离排气罐6与卧式罐体的作用，当卧式罐体内的液体中产生泡沫时，泡沫高度达到卧式罐体的顶面时，泡沫撞击触碰到除沫网7，泡沫破碎且回落到卧式罐体内，防止泡沫漂浮到排气罐6内，减少排气罐6内油水流体的进入，既能保证气体顺利进入排气罐6，还能减少油水流体流入排气罐6，起到隔离保护的作用，减小油水流体对排气罐6的污染，保证排气罐6的洁净，减小油水流体对排气罐6的腐蚀，进而提高排气罐6的使用寿命。

优选的，隔板15上开设有排气孔17，排气孔17在不同位置、不同高度连通进料区和分离区，使进料区的液面在不同高度均能与分离区进行连通，方便流体流动，也有助于气体从油水流体中溢出，提高分离效率。排气孔17能够流通气体，也能流通液体，处在液面以下的排气孔17，能够作为液体流动的孔道，使油水流体通过排气孔17流动到分离区。

优选的，排气孔17向排气罐6的方向倾斜，排气孔17沿进料区向分离区斜向上倾斜，使进料区内不同高度、不同位置的气体能沿不同高度、不同位置的排气孔17向分离区流动，加速气体的流动速率，防止气体在油水流体中溶解而不利于三相分离，促进气体流动。

优选的，卧式罐体上设有界面计11和液位计14，界面计11用来测量油水流体的分离界面，操作人员可以通过界面计11了解到卧式罐体内的油水分离的界面高度，进而对流体的进液量、排液量等参数进行调节，以保证设备安全稳定和高效运行。液位计14用来测量底层液体或上层油液的液位高度，通过测量底层液体或上层油液其中一项的液位高度，结合界面计11测得的参数，得出底层液体的上层油液的液位高度，以便对底层液体和上层油液的液位高度进行监测，也对底层液体和上层油液的分隔界面进行监测，以便实时了解卧式罐体内的液体流量。

其中，界面计11和液位计14均可以设为U型管式液位计、超声波液位计等多种结构形式。

优选的，排油管12上连接有流量调节阀，流量调节阀能够调节排油管12的开度，进而实现上层油液排出流量的调节，以适应不同成分的比例的待处理原液，当待处理原液中油液成分比重较大时，调大流量调节阀的开度，加速上层油液的流动，提高分离效率，反之，调小流量调节阀的开度。

同理，积液包13上也设有调节阀，积液包13具有导出底层液体和储存底层液体的功能，当待处理原液中底层液体含量较少时，积液包13的调节阀设为按需启闭的结构，形成底层液体的间断排放，在积液包13内流体达到排放限值时，开启调节阀，对底层液体进行排放，

优选的，进料区和分离区的体积比为1：(2-4)，进料区起到缓冲待处理原液的作用，分离区起到静置分离的作用，分离区的体积大于进料区，增大静置分离的空间，提高分离效率。

优选的，隔板15的高度不小于卧式罐体的直径的二分之一，隔板15起到分隔的作用，待处理原液在进料区进入，并在进料区内进行初步静置，当进料区内的待处理原液在达到隔板15的高度时，待处理原液溢流到分离区。隔板15的高度根据进料量、进料区和分离区的体积比等参数相关，隔板15的高度根据实际需要进行调节。

其中，排油管12伸入到卧式罐体内的深度不小于卧式罐体的半径，排油管12伸入卧式罐体的深度可以根据具体情况进行设计，以保证上层油液稳定排出，防止底层液体沿排油管12排出，防止底层液体和上层油液在排油管12内混合而降低分离精度。

优选的，卧式罐体的顶面上开设有溢流口3，溢流口3设置在卧式罐体的顶端，当卧式罐体内流体超过罐体容量时，开启溢流口3，使卧式罐体内的流体沿溢流口3流出，防止卧式罐体内压过高而发生爆裂，提高卧式罐体的安全性能。

优选的，进液管1伸入卧式罐体内的端部设为倾斜接口，便于待处理原液流入卧式罐体内，还有防气阻的作用。卧式罐体上还设有备用进液管2，备用进液管2的结构与进液管1结构相同，备用进液管2伸入卧式罐体的长度可以与进液管1相同或不同，根据实际需要设置，在进液管1发生堵塞时，待处理的原液可以沿备用进液管2流入卧式罐体，在待处理原液流量增大时，待处理原液可以同时沿进液管1和备用进液管2流入卧式罐体。卧式罐体上还设有通风口4，当待处理原液中的气相物质为无毒无害气体时，可以打开通风口4，防止卧式罐体内压力积聚，对卧式罐体的强度要求降低；通风口4还可以在检修或安装过程中起到通风作用。卧式罐体上还设有检测口8和观察口9，观察口9可以设为透视窗，操作人员可以通过观察口9直观观察到卧式罐体内运行状态，防止界面计11或液位计14发生故障而发生危险，提高设备的整体安全性；操作人员可以从检测口8取样，实时对卧式罐体内的物质进行检测，以检测设备分离效果和运行状态。卧式罐体远离进液管1的一端设有排液口10，排液口10设为备用接口，当设备故障是，待处理原液可以从排液口10排出，能够及时对设备进行维护，防止设备发生危险，进一步提高设备的整体安全性能。卧式罐体的底部还设有排污口16，排污口16设置在进料区，排污口16对进料区的流体进行排出。

本实用新型气、液和油三相分离装置，很好的把待处理原液的组分分离，含有少量气相的油水流体形成的待处理原液，通过静置分层和冷却洗涤两种方式同时使用，把其中的气相从上层气相出口分离，油相从排油管12排出，水相从最下面的积液包13排出。结合图1所示，工艺气体或液体等多相流体从卧式罐体左侧的进料区进入，经过一段时间的静置分层，上层轻油相和少量的气相越过隔板15进入右侧分离区，气相经过上部的填料层5，通过换热器尽可能的冷凝其中的油水相介质，最终不凝气从上部气相排出口逸出；其中隔板15的上设置有排气孔17，有利于在降压时可能逸出的气体的通过。越过隔板15的流体有一段距离的分隔去进行静置，分隔区距离约1～2m，然后逐渐油水相分层，从底部伸入的排液管伸入高度要适中，根据不同的介质性质、分隔区的长度以及流速等参数综合确定得到。其中，气相段的换热器内填料层5高度、换热器的筒体直径、换热器内冷却温度、换热器内冷却介质流量等要分别根据逸出的气相的流量和介质性质计算确定。最终剩余的水相从积液包13排出，积液包13的体积和液位计14的设置要根据待处理原液中的水相的比例确定。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气、液和油三相分离装置，其特征在于：包括卧式罐体、排气罐、积液包、排油管和隔板，所述隔板设置在所述卧式罐体内，所述隔板将所述卧式罐体内部空间分为顶部连通的进料区和分离区，所述卧式罐体上开设有进液管，所述进液管伸入到所述进料区，所述积液包设置在所述分离区的底部，所述排油管沿所述卧式罐体的底面伸入所述卧式罐体内，所述排气罐设置在所述分离区的顶部，所述排气罐设为换热器。

2.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述排气罐内设有填料层。

3.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述排气罐与所述卧式罐体连接的端面上设有除沫网。

4.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述隔板上开设有排气孔。

5.根据权利要求4所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述排气孔向所述排气罐的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述卧式罐体上设有界面计和液位计。

7.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述排油管上连接有流量调节阀。

8.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述进料区和所述分离区的体积比为1：(2-4)。

9.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述隔板的高度不小于所述卧式罐体的直径的二分之一。

10.根据权利要求1所述的气、液和油三相分离装置，其特征在于：所述卧式罐体的顶面上开设有溢流口。