CN214361185U - 一种油品分离回收设备及油品分离回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油品分离回收设备及油品分离回收系统。该设备包括：换热区，用以对粗煤气进行降温，以使至少部分气相油品液化为液相油品；气液分离区，其设置在换热区的下方，用以分离粗煤气和液相油品。本实用新型上部通过换热区将粗煤气冷却，使粗煤气中的部分高沸点油品气相组分达到露点以下，以液化为液相油品；下部通过气液分离区将气液两相进行气液分离，以便及时将分离的油品送往下游，进而避免在各级换热器内换热管挂壁形成污垢层，影响换热器传热效率，亦可缩短油品分离各级的管道连接长度，避免油品冷凝堵塞管道；换热区内的换热介质对粗煤气进行冷却时可吸收粗煤气的热量，实现能量的回收和再利用，提高能量的利用率。

Description

一种油品分离回收设备及油品分离回收系统

技术领域

本实用新型涉及油品分离技术领域，具体而言，涉及一种油品分离回收设备及油品分离回收系统。

背景技术

粉煤加氢气化是指煤粉与氢气在中温（800-1100℃）和高压（5-10MPa）条件下反应，生成富含甲烷的粗煤气、高附加值芳烃油品和高热值半焦的过程。与其它煤制甲烷气化工艺相比，煤加氢气化最大的优越性是气化效率高，而且产品气中甲烷含量能高达60%～80%，CO2含量低（<5%），同时该工艺联产轻质芳烃油品（包括苯、萘、菲、芴、芘、甲苯），芳烃油品附加值高，回收分离工艺流程短；加氢气化工艺兼具煤制气和煤制油的优势，通过煤的高效分级利用，大大降低生产成本，具有明显的经济优势。

加氢气化副产的芳烃油品由于其组分存在芘、菲、芴等高沸点芳烃（冷凝点大于180℃），采用分段换热分离回收油品时，高沸点芳烃分离的同时，粗煤气也可能会挟带大量高沸点油品进入下游换热器。当换热后温度降低达到高沸点油品的露点，部分油品会在换热管内挂壁形成污垢隔热层，使下游换热器在使用一段时间后换热性能会急剧下降，最终导致换热器换热管大面积堵塞，严重时可能导致系统停车。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种油品分离回收设备及油品分离回收系统，旨在解决现有高沸点芳烃换热降温使得部分油品会挂壁形成污垢隔热层导致下游换热器换热性能下降甚至堵塞的问题。

一方面，本实用新型提出了一种油品分离回收设备，该油品分离回收设备包括：换热区，用以对粗煤气进行降温，以使粗煤气中的至少部分气相油品液化为液相油品；气液分离区，其设置在所述换热区的下方，用以分离粗煤气和液相油品。

进一步地，上述油品分离回收设备，所述气液分离区包括：气液分离通道，用以分离粗煤气和液相油品；粗煤气上升通道，其与所述气液分离通道并列设置，并且，粗煤气上升通道与所述气液分离通道相连通，所述粗煤气上升通道用以分离出粗煤气中夹带的油品液滴。

进一步地，上述油品分离回收设备，所述气液分离通道的内壁上设有至少两个交错设置的第一折流板，各所述第一折流板的第一端均连接在所述气液分离通道的内壁上，第二端均为自由端。

进一步地，上述油品分离回收设备，各所述第一折流板自所述第一端至所述第二端均向下倾斜设置。

进一步地，上述油品分离回收设备，所述粗煤气上升通道的内壁上设有至少两个交错设置的第二折流板，各所述所述第二折流板的第三端均连接在所述粗煤气上升通道的内壁上，第四端为自由端。

进一步地，上述油品分离回收设备，任意相邻两个所述第二折流板中，其中一个所述第二折流板自所述第三端至所述第四端向上倾斜设置，另一个所述第二折流板自所述第三端至所述第四端向下倾斜设置；自所述第三端至所述第四端向上倾斜设置的第二折流板上设有滴液孔，以使粗煤气夹带的油品液滴汇聚在该第二折流板和所述粗煤气上升通道内壁的连接位置处，并自所述滴液孔内落下。

进一步地，上述油品分离回收设备，所述气液分离通道的底部设有文丘里管，用以降低所述气液分离通道分离的粗煤气的流速。

进一步地，上述油品分离回收设备，所述气液分离区的底部设有伴热盘管，用以对所述气液分离区分离的液相油品进行加热。

本实用新型提供的油品分离回收设备，通过对粗煤气冷却回收工艺改进，由传统的换热器和分离器的组合冷却分离方式改进为新型换热分离一体化设备，上部通过换热区将粗煤气冷却，使粗煤气中的部分高沸点油品气相组分达到露点以下，以液化为液相油品；下部通过气液分离区将气液两相进行气液分离即分离粗煤气和液相油品，以便及时将分离的油品送往下游，进而避免在各级换热器内换热管挂壁形成污垢层，影响换热器传热效率，亦可缩短油品分离各级的管道连接长度，避免油品冷凝堵塞管道。同时，换热区内的换热介质对粗煤气进行冷却时可吸收粗煤气的热量，以便实现能量的回收和再利用，进而提高能量的利用率。

进一步地，通过气液分离区底部的伴热盘管，对气液分离区分离的液相油品进行加热，以使其加热至保持液体流动状态，避免油品在底部堆积后形成隔热层，可能导致最底部的油品由于失去热传导后凝固，形成死区堵塞排油管。

另一方面，本实用新型还提出了一种油品分离回收系统，该油品分离回收系统设置有上述油品分离回收设备。

进一步地，上述油品分离回收系统，所述油品分离回收设备为多级，各级所述油品分离回收设备之间依次串联设置，用以依次进行具有不同冷凝点的不同油品间的逐级分离，还用以对氢气和/或锅炉水进行加热。

由于油品分离回收设备具有上述效果，所以具有该油品分离回收设备的油品分离回收系统也具有相应的技术效果。

进一步地，该油品分离回收系统采用逐级分离能将油品按冷凝点的不同逐级切割并逐级将油品在底部排出，避免油品在油品分离回收设备底部凝结后因油品堆积形成隔热层造成油品分离回收设备底部排油管堵塞。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的油品分离回收设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的油品分离回收系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

设备实施例：

参见图1，其为本实用新型实施例提供的油品分离回收设备。如图所示，该油品分离回收设备包括：换热区1和气液分离区2；其中，

换热区1用以对该设备内输入的粗煤气进行换热，以使粗煤气中的至少部分气相油品液化为液相油品。具体地，该设备可包括壳体结构，壳体的顶部设有粗煤气入口，用以向壳体的内部输入粗煤气；换热区1可以设置在壳体的顶部，其内可设有换热器，其设有换热介质入口和换热介质出口，以向换热器内输入换热介质，进而使得换热介质与粗煤气换热，达到粗煤气降温的效果；换热器可采用垂直列管式换热器或其他间接换热器，以对该输入的粗煤气进行冷却以将粗煤气降温，使粗煤气中的部分高沸点油品气相组分达到露点以下，进而使得这部分高沸点油品气相组分液化为液相油品。换热介质可以为粉煤气化系统上所需的氢气或锅炉水，当然亦可为其他介质，以便吸收粗煤气的热量进行能量回收和再利用，进而提高能量的利用率；例如，氢气换热升温后可用于气化炉内，锅炉水换热升温后可用于氢气加热器以通过锅炉水进行氢气的加热。其中，垂直列管式换热器垂直设置在换热区内，垂直列管式换热器的管程用以导通粗煤气，以将粗煤气降温，使气相中的部分油品达到油品分割点以下；垂直列管式换热器的壳程可与氢气或锅炉水或其他介质换热，用于能量回收。

气液分离区2设置在换热区1的下方，用以分离粗煤气和液相油品。具体地，壳体内在换热区1的下方设有气液分离区2，以便换热区1降温后的含液粗煤气离开换热区1后进入气液分离区2，以使粗煤气和液相油品分离，实现油品的分离和回收。该壳体上在气液分离区2的下方设有排油管，用以输出气液分离区2分离的液相油品；该壳体上在气液分离区2处设有粗煤气出口，用以输出气液分离区2分离的粗煤气。

为避免气液分离区2分离的液相油品凝固堆积，优选地，气液分离区2的底部设有伴热盘管3，用以对气液分离区2分离的液相油品进行加热，以使其加热至保持液体流动状态，避免油品在底部堆积后形成隔热层，可能导致最底部的油品由于失去热传导后凝固，堵塞排油管。伴热盘管3出口管可自排油管内伸出，进而可对排油管内的油品进行加热，亦可进一步避免排油管内形成死区堵塞。其中，伴热盘管3内设有换热介质，其可以为饱和蒸汽亦可为其他热量较高的介质，其饱和蒸汽的蒸汽等级即温度可根据分离的液相油品的露点选择，优选地，其饱和蒸汽的蒸汽温度高于液相油品分割点温度以上15-20℃。

继续参见图1至图2，气液分离区2包括：气液分离通道21和粗煤气上升通道22；其中，气液分离通道21用以分离粗煤气和液相油品；粗煤气上升通道22与气液分离通道21并列设置，并且，粗煤气上升通道22与气液分离通道21相连通，粗煤气上升通道22用以分离出粗煤气中夹带的油品液滴，以使油品液滴与粗煤气分离。具体地，气液分离区2的中间位置可设有隔板，以将气液分离区2分割为两个并列且间隔设置的通道，其分别为气液分离通道21和粗煤气上升通道22；含液的粗煤气离开换热区1后进入气液分离通道21，可通过折流分离实现粗煤气和液相油品的分离，当然亦可通过其他方式例如离心分离、重力沉降或填充分离，本实施例中对其分离方式不做限定；气液分离通道21分离液相油品在重力的作用下，下落至气液分离区2底部的伴热盘管3处，并经过加热后自排油管排出，气液分离通道21分离的粗煤气进入粗煤气上升通道22内，并可经过粗煤气上升通道22使得粗煤气夹带的液滴汇聚下落，进而减少粗煤气上夹带的液滴。为减小粗煤气上升通道22输出的粗煤气中夹带的液滴量，优选地，气液分离通道21的底部设有文丘里管23，用于快速降低粗煤气的流速，由于粗煤气为气相，液滴为液相，则两者之间的密度不同，故两者的流速不同，即液体密度大，流速大，文丘里管23通过快速降低粗煤气的流速，进一步提高了粗煤气和液相油品之间的流速差，减少粗煤气内夹带的液滴量，同时，文丘里管23通过快速降低粗煤气的流速，可降低粗煤气对液面的冲击，进而再次减少粗煤气内夹带的液滴量。

继续参见图1至图2，气液分离通道21的内壁上设有至少两个交错设置的第一折流板211，各第一折流板211的第一端（如图1所示左侧第一折流板的左端或右侧第一折流板的右端）均连接在气液分离通道21的内壁上，各第一折流板211的第二端（如图1所示左侧第一折流板的右端或右侧第一折流板的左端）均为自由端。具体地，任意相邻两个第一折流板211的第二端左右交错设置，即其水平面上的投影至少部分重叠，以使粗煤气呈波浪形向下流动，进而便于快速分离汇聚较小的液滴，提升分离效果。为避免分离的液滴的堆积，优选地，各个第一折流板211均自第一端至第二端均向下倾斜设置，即相邻两个第一折流板211呈锥形结构，以便液滴沿第一折流板211向下流动。其中，本实施例中以两排第一折流板211为例进行说明，左侧的一排的第一端即左端可连接在壳体的内壁上，右侧的一排的第一端可连接在隔板的左侧壁上，两排第一折流板211的第二端左右交错设置，以实现气液分离。其中，各个第一折流板211与该壳体的中心轴线之间的夹角可以为30-65°。

继续参见图1至图2，粗煤气上升通道22的内壁上设有至少两个交错设置的第二折流板221，各第二折流板221的第三端（如图1所示左侧第二折流板的左端或右侧第二折流板的右端）连接在粗煤气上升通道22的内壁上，各第二折流板221的第四端（如图1所示左侧第二折流板的右端或右侧第二折流板的左端）为自由端。具体地，任意相邻两个第二折流板221的第二端左右交错设置，即其水平面上的投影至少部分重叠，以使粗煤气折流向上流动，以使粗煤气夹带的液滴汇聚在第二折流板221上或粗煤气上升通道22的内壁，进而减少该设备输出的粗煤气的夹带。其中，本实施例中以两排第二折流板221为例进行说明，左侧的一排的第三端即左端可连接在隔板的右侧壁，右侧的一排的第三端可连接在壳体的内壁上，两排第二折流板221的第四端左右交错设置。为便于提高分离出来的液滴的汇聚，优选地，任意相邻两个第二折流板221中，其中一个第二折流板221自第三端至第四端向上倾斜设置，另一个第二折流板221自第三端至第四端向下倾斜设置，例如本实施例中，左排的第二折流板221自第三端至第四端向上倾斜设置，右排的第二折流板221自第三端至第四端向下倾斜设置的第二折流板，以便隔板上汇聚的液滴逐步汇聚在左排的第二折流板221上并沿左排的第二折流板221汇聚至右排的第二折流板221和壳体的连接位置。为避免液滴的堆积，进一步优选地，自第三端至第四端向上倾斜设置的第二折流板221上设有滴液孔2211，以使粗煤气夹带的油品液滴汇聚在该第二折流板221和粗煤气上升通道22内壁的连接位置处，并自滴液孔2211内落下，避免积液；其中，滴液孔2211靠近第二折流板221的第三端设置，以避免第二折流板221的第三端处积液较多影响第二折流板221的连接稳定性。其中，各第二折流板221与该壳体的中心轴线之间的夹角可以为30-65°，粗煤气出口可设置在粗煤气上升通道22的顶部。

综上，本实施例提供的油品分离回收设备，通过对粗煤气冷却回收工艺改进，由传统的换热器和分离器的组合冷却分离方式改进为新型换热分离一体化设备，上部通过换热区将粗煤气冷却，使粗煤气中的部分高沸点油品气相组分达到露点以下，以液化为液相油品；下部通过气液分离区将气液两相进行气液分离即分离粗煤气和液相油品，以便及时将分离的油品送往下游，进而避免在各级换热器内换热管挂壁形成污垢层，影响换热器传热效率，亦可缩短油品分离各级的管道连接长度，避免油品冷凝堵塞管道。同时，换热区内的换热介质对粗煤气进行冷却时可吸收粗煤气的热量，以便实现能量的回收和再利用，进而提高能量的利用率。

进一步地，通过气液分离区底部的伴热盘管，对气液分离区分离的液相油品进行加热，以使其加热至保持液体流动状态，避免油品在底部堆积后形成隔热层，可能导致最底部的油品由于失去热传导后凝固，形成死区堵塞排油管。

系统实施例：

参见图2，其为本实用新型实施例提供的油品分离回收系统的结构示意图。如图所示，该油品分离回收系统包括：上述油品分离回收设备10、气化炉20、废锅氢气加热器30、除尘器40、终冷器50和三相分离罐60；其中，

废锅氢气加热器30的粗煤气入口与气化炉20的排气口相连通，以便气化炉10进行气化反应生成的粗煤气在废锅氢气加热器30对废锅氢气加热器30内输入的锅炉水、废锅氢气加热器30内输入的氢气进行换热，进而实现氢气和锅炉水的加热，废锅氢气加热器30的氢气出口与气化炉20的氢气入口相连通，用以将废锅氢气加热器30输出的高温氢气输送至气化炉20内，以参加粉煤的气化反应；除尘器40的入口与废锅氢气加热器30的粗煤气出口相连通，用以对粗煤气进行净化处理；油品分离回收设备10的粗煤气入口与除尘器40的出口相连通，以接收除尘器40排出的净化后的粗煤气，以便进行粗煤气中气相油品的分离回收；油品分离回收设备10的换热介质可以为锅炉水或氢气，以便锅炉水或氢气吸收粗煤气的热量进行加热，油品分离回收设备10的换热介质出口与废锅氢气加热器30的锅炉水入口或废锅氢气加热器30的氢气入口相连通，以便油品分离回收设备10加热的锅炉水对废锅氢气加热器30输入的氢气进行加热，或通过废锅氢气加热器30对油品分离回收设备10加热后的氢气进行再次加热；终冷器50的进气口与油品分离回收设备10的粗煤气出口相连通，以对粗煤气进行再次降温，三相分离罐60的入口与终冷器50的出气口相连通，以便对终冷器50降温后的粗煤气进行三相分离。为避免该油品分离回收系统的堵塞，优选地，油品分离回收设备10可以为多级，各级油品分离回收设备10之间依次串联设置，用以依次进行具有不同冷凝点的不同油品间的逐级分离，还用以对氢气和/或锅炉水进行加热，进而进一步避免高沸点油品进入下游，造成换热器挂壁堵塞；其中，每一级的粗煤气温度不同，位于各自区间的气相油品达到露点形成液相在油品分离回收设备10底部排出，同时伴热盘管可避免油品由于死区或堆积在底部逐步失去热传导，最终可能导致油品达到其凝固点堵塞排油管。

在本实施例中，油品分离回收设备10为三级，并且串联在除尘器40和终冷器50之间；自除尘器40至终冷器50，各级油品分离回收设备10可分别为二级氢气加热器、锅炉水加热器和一级氢气加热器，粗煤气依次经过二级氢气加热器、锅炉水加热器和一级氢气加热器，二级氢气加热器、锅炉水加热器和一级氢气加热器的换热介质依次为氢气、锅炉水和氢气，也就是说，锅炉水加热器的换热介质出口与废锅氢气加热器30的锅炉水入口相连通，以便通过废锅氢气加热器30对锅炉水加热器的换热区加热的锅炉水进行二次加热；一级氢气加热器的换热介质出口可以与二级氢气加热器的换热介质入口相连通，以再次通过二级氢气加热器的换热区对一级氢气加热器加热后的氢气进行再次加热，二级氢气加热器的换热介质出口可以与废锅氢气加热器30的氢气入口相连通，以通过气化炉20生成的粗煤气对二级氢气加热器输出的氢气、废锅氢气加热器30输出的锅炉水进行加热，使得该油品分离回收系统形成循环通道，以充分利用能量。

在本实施例中，第一级油品回收通过二级氢气加热器进行，其主要可将粗煤气温度冷却至200-220℃；第二级油品回收通过锅炉水加热器进行，主要将粗煤气温度冷却至170-190℃；第三级油品回收通过一级氢气加热器进行，主要将粗煤气温度冷却至140-160℃；最后通过终冷器50，将粗煤气冷却至40-60℃，此时分离出的油品大部分为低沸点油品，流动性较好，不存在凝固堵塞问题。同时，为了保证气化炉20所需高温氢气的需求，同时结合粗煤气的逐级冷却，分别将氢气分别在一级氢气加热器被加热到130-150℃，二级氢气加热器被加热到240-260℃、废锅氢气加热器进行三级加热将氢气逐级加热到450-500℃至满足气化炉入炉氢气要求。废锅氢气加热器所需的锅炉水在锅炉水加热器中将锅炉水加热到170-190℃，进入进一步回收利用热量，提升能量利用效率。

由于油品分离回收设备具有上述效果，所以具有该油品分离回收设备的油品分离回收系统也具有相应的技术效果。

进一步地，该油品分离回收系统采用逐级分离能将油品按冷凝点的不同逐级切割并逐级将油品在底部排出，避免油品在油品分离回收设备底部凝结后因油品堆积形成隔热层造成油品分离回收设备底部排油管堵塞。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种油品分离回收设备，其特征在于，包括：

换热区，用以对粗煤气进行降温，以使粗煤气中的至少部分气相油品液化为液相油品；

气液分离区，其设置在所述换热区的下方，用以分离粗煤气和液相油品。

2.根据权利要求1所述的油品分离回收设备，其特征在于，所述气液分离区包括：

气液分离通道，用以分离粗煤气和液相油品；

粗煤气上升通道，其与所述气液分离通道并列设置，并且，粗煤气上升通道与所述气液分离通道相连通，所述粗煤气上升通道用以分离出粗煤气中夹带的油品液滴。

3.根据权利要求2所述的油品分离回收设备，其特征在于，

所述气液分离通道的内壁上设有至少两个交错设置的第一折流板，各所述第一折流板的第一端均连接在所述气液分离通道的内壁上，第二端均为自由端。

4.根据权利要求3所述的油品分离回收设备，其特征在于，各所述第一折流板自所述第一端至所述第二端均向下倾斜设置。

5.根据权利要求2所述的油品分离回收设备，其特征在于，

所述粗煤气上升通道的内壁上设有至少两个交错设置的第二折流板，各所述第二折流板的第三端均连接在所述粗煤气上升通道的内壁上，第四端为自由端。

6.根据权利要求5所述的油品分离回收设备，其特征在于，

任意相邻两个所述第二折流板中，其中一个所述第二折流板自所述第三端至所述第四端向上倾斜设置，另一个所述第二折流板自所述第三端至所述第四端向下倾斜设置；

自所述第三端至所述第四端向上倾斜设置的第二折流板上设有滴液孔，以使粗煤气夹带的油品液滴汇聚在该第二折流板和所述粗煤气上升通道内壁的连接位置处，并自所述滴液孔内落下。

7.根据权利要求2所述的油品分离回收设备，其特征在于，

所述气液分离通道的底部设有文丘里管，用以降低所述气液分离通道分离出的粗煤气的流速。

8.根据权利要求1至7任一项所述的油品分离回收设备，其特征在于，

所述气液分离区的底部设有伴热盘管，用以对所述气液分离区分离的液相油品进行加热。

9.一种油品分离回收系统，其特征在于，设置有如权利要求1至8任一项所述的油品分离回收设备。

10.根据权利要求9所述的油品分离回收系统，其特征在于，

所述油品分离回收设备为多级，各级所述油品分离回收设备之间依次串联设置，用以依次进行具有不同冷凝点的不同油品间的逐级分离，还用以对氢气和/或锅炉水进行加热。

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