CN219984172U - 一种气液分离装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种气液分离装置，所述气液分离装置包括气液分离罐以及设置在所述气液分离罐内的复合丝网除雾层；所述复合丝网除雾层包括沿待分离物料流动方向依次设置的第一丝网除雾层和第二丝网除雾层，所述第一丝网除雾层和第二丝网除雾层的丝网密度不同；在所述复合丝网除雾层的下方设置有液体导流器。本公开的气液分离装置适用于硫酸烷基化反应部分自汽化烃相中的气液分离，具有耐腐蚀和气液分离效率高的特点。
Description
技术领域
本公开涉及涉酸烃高效气液分离技术领域，具体地，涉及一种气液分离装置。
背景技术
在石油炼制过程中，异丁烷和丁烯(或者丙烯、丁烯、戊烯的混合物)发生烷基化反应生产烷基化油是炼厂气加工的重要工艺过程。烷基化油是一种不含烯烃和芳烃、以C8支链烷烃为主的混合物，几乎无硫无氮，敏感性和蒸气压低，是清洁、理想的高辛烷值汽油调合组分。
目前工业上国内外主流的烷基化装置仍然采用硫酸法烷基化工艺和氢氟酸烷基化工艺。由于硫酸法烷基化技术的安全性优于氢氟酸法，近20年新建烷基化装置绝大部分采用硫酸法工艺，已成为当今炼油企业所选择的主流烷基化技术。但硫酸烷基化反应一般在0～10℃反应，需要反应物中异丁烷汽化压缩制冷，这就需要含异丁烷气相轻烃与酸烃相进行高效分离。涉酸烃高效气液分离除雾器属于气液分离装置，用于从气体中出去雾沫，气体中含有酸性酸烃雾沫时，会降低异丁烷气相烃的纯度，这样的气相进入压缩机，过多的含酸气相烃进入压缩机系统，会造成压缩机系统的腐蚀隐患，导致安全事故，严重时会造成压缩机带液损坏压缩机。
目前最常用的除雾器是单丝编织而成单密度的常规丝网除雾器，或由不同丝径的双丝编织而成的单密度常规丝网除雾器。但是现有的常规的单密度丝网除雾器在遇到分离罐内气相速度大，或进料液相流量大或进料中液滴直径很小时，这样往往会造成小液滴去除不彻底，或罐内掉落下降的液相被气相二次夹带，严重时除雾器会液泛，造成气液分离效率低，影响下游装置的正常运行。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种气液分离装置，该气液分离装置具有耐腐蚀和气液分离效率高的特点。
为了实现上述目的，本公开提供一种气液分离装置，所述气液分离装置包括气液分离罐以及设置在所述气液分离罐内的复合丝网除雾层；所述复合丝网除雾层包括沿待分离物料流动方向依次设置的第一丝网除雾层和第二丝网除雾层，所述第一丝网除雾层和第二丝网除雾层的丝网密度不同；
在所述复合丝网除雾层的下方设置有液体导流器。
可选地，所述第一丝网除雾层的丝网密度为100～220kg/m3。
可选地，所述第二丝网除雾层的丝网密度为50～100kg/m3。
可选地，所述第一丝网除雾层包括第一编织网线；所述第一编织网线包括第一金属编织网线；
所述第二丝网除雾层包括第二编织网线和第三编织网线，所述第二编织网线包括非金属编织网线；所述第三编织网线包括第三金属编织网线。
可选地，所述液体导流器的上沿与所述第一丝网除雾层的底部边缘周向连接；所述液体导流器与所述气液分离罐罐体侧壁之间的夹角为15°～85°。
可选地，所述液体导流器包括液体导流片，所述液体导流片的形状为矩形、半圆形或扇叶形。
可选地，所述气液分离装置还包括气体入口、气体出口和液体出口，所述复合丝网除雾层设置于所述气液分离罐的中上部，距离所述气液分离罐顶部的距离为0.5～3.0m。
可选地，所述气体入口位于所述复合丝网除雾层和所述液体导流器的下方；所述气体入口位于所述气液分离罐的中下部，距离所述气液分离罐高度中心点所在的水平截面的距离为0.5～1.5m。
可选地，在所述气液分离罐内部气体入口处设置有进料分布器；所述进料分布器包括筛孔板；所述进料分布器横向固定在所述气液分离罐的内壁，平行于所述复合丝网除雾层。
可选地，所述进料分布器为叶片式分布器或旋流分布器。
通过上述技术方案，本公开通过具有不同密度丝网除雾层的复合丝网除雾层和设置在所述复合丝网除雾层下方的液体导流器，有利于酸烃相中酸溶油的去除，具有气液分离效率高，操作弹性大的特点，能够适应烷基化工艺中不同的操作工况；同时有利于避免烷基化装置“壁流酸”腐蚀的发生，提高了气液分离装置的耐腐蚀程度；且减少了酸烃液滴和气体的接触，进一步减少气体中二次夹带液滴的情况。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的一种气液分离装置的结构示意图。
图2是一种硫酸烷基化工艺的流程示意图。
附图标记说明
1：气体入口；2：气体出口；3：第二丝网除雾层；4：第一丝网除雾层；5：液体导流器；6：进料分布器；7：液体出口；8：气液分离罐；9：复合丝网除雾层。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于描述本实用新型和简化描述，不是指示装置或部件必须具有特定方位、以特定方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本公开提供一种气液分离装置，该气液分离装置包括气液分离罐8以及设置在气液分离罐8内的复合丝网除雾层9；复合丝网除雾层9包括沿待分离物料流动方向依次设置的第一丝网除雾层4和第二丝网除雾层3，第一丝网除雾层4和第二丝网除雾层3的丝网密度不同；在复合丝网除雾层9的下方设置有液体导流器5。
本公开的气液分离装置有利于酸烃相中酸溶油的去除，具有气液分离效率高，操作弹性大的特点，能够适应烷基化工艺中不同的操作工况；同时有利于避免烷基化装置“壁流酸”腐蚀的发生，提高了气液分离装置的耐腐蚀程度；且减少了酸烃液滴和气体的接触，进一步减少气体中二次夹带液滴的情况。
在本公开中，丝网密度是指单位体积中丝网的质量分数。
根据本公开的一种实施方式，气液分离装置还包括支撑件，支撑件包括沿器壁的支撑圈和固定螺栓，用于固定复合丝网除雾层；支撑件位于复合丝网除雾层9的上方或下方。
根据本公开的一种实施方式，第一丝网除雾层4的丝网密度为100～220kg/m3，可以初步拦截进料气相中夹带的直径为10μm以上的较大液珠，较大液珠由重力作用汇聚为液滴后流下；第二丝网除雾层3的丝网密度为50～100kg/m3，可以去拦截进料气相中夹带的直径为2～10μm的微小液滴。上述的实施方式，一方面能有效拦截气相进料中大的酸烃液滴，有利于酸烃相中酸溶油的去除；另一方面提高了气相进料中微小液滴的拦截精度，操作弹性大，能够适应烷基化工艺中不同的操作工况。
根据本公开的一种实施方式，第一丝网除雾层4包括第一编织网线；第一编织网线包括第一金属编织网线；进一步的实施方式中，第一金属编织网线选自不锈钢304、不锈钢316、不锈钢316L、不锈钢904L和不锈钢合金20中的一种或多种，优选为不锈钢316L。上述的实施方式，在保证高分离效率和耐酸腐蚀的情况下，可以进一步降低成本。
根据本公开的一种实施方式，第二丝网除雾层3包括第二编织网线和第三编织网线，第二编织网线包括非金属编织网线；第三编织网线包括第三金属编织网线；进一步的实施方式中，非金属编织网线选自玻璃丝、聚丙烯丝、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或多种，优选为聚丙烯丝；第三金属编织网线选自不锈钢304、不锈钢306、不锈钢316L和不锈钢904L中的一种或多种，优选为不锈钢316L。
根据本公开的一种实施方式，液体导流器5的上沿与第一丝网除雾层4的底部边缘周向连接；液体导流器5与气液分离罐8罐体侧壁之间的夹角为15°～85°；进一步的实施方式中，液体导流器5包括液体导流片，液体导流片的形状为矩形、半圆形或扇叶形。本公开的液体导流器沿气液分离罐8罐体周向排布。
根据本公开的一种实施方式，气液分离装置还包括气体入口1、气体出口2和液体出口7，复合丝网除雾层9设置于气液分离罐8的中上部，距离气液分离罐8顶部封头切线的距离为0.5～3.0m。
根据本公开的一种实施方式，气体入口1位于复合丝网除雾层9和液体导流器5的下方；气体入口1位于气液分离罐8的中下部，距离气液分离罐8高度中心点所在的水平截面的距离为0.5～1.5m。
根据本公开的一种实施方式，在气液分离罐8内部气体入口处设置有进料分布器6；进料分布器6包括筛孔板；进料分布器6横向固定在气液分离罐8的内壁，平行于复合丝网除雾层9。进一步的实施方式中，进料分布器6为叶片式分布器或旋流分布器。上述的实施方式，初步分离了过大的酸烃液滴，并使待分离物料在分离罐内可以均匀分布，进一步提高气液分离装置的处理量及处理精度。
本公开的气液分离装置可以用于分离含有液体的气相，尤其适用于硫酸烷基化反应部分涉酸烃气液分离，具有耐腐蚀、气液分离效率高的特点。例如图2所示，本公开的气液分离装置设置在硫酸烷基化反应器与异丁烷压缩机之间，用于去除气相异丁烷中携带的少量酸烃液滴，并防止压缩机入口带液，保护压缩机。
采用本公开的气液分离装置的原理为当带有雾沫的气相以一定速度上升通过丝网除雾层时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴变的越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离掉落下来。
采用本公开图1所示气液分离装置的具体工艺流程包括：含酸烃相液体的异丁烷从气体入口1进入气液分离罐8，首先经进料分布器6进行初步分离气体和液体，去除直径为12μm以上较大的液珠，液珠在重力作用下汇聚成液滴并且由液体出口7流出气液分离罐8，并且在进料分布器6的作用下带分离物料在气液分离罐8体内均匀分布；初步分离后的气体向上流动，经过复合丝网除雾层9进一步分离气体和液珠，液珠在重力作用下汇聚成液滴，大部分直接落下，少部分沿壁流酸烃液滴经液体导流器5导引至气液分离罐8的底部，最后在液体出口7流出；分离出液滴后的气体继续向气液分离罐8的上方运动直至从气体出口2流出。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例1
如图2所示，在硫酸烷基化反应器与异丁烷压缩机之间设置气液分离装置，用于去除气相异丁烷中携带的少量酸烃液滴，并防止压缩机入口带液，保护压缩机。
如图1所示，气液分离装置包括气体入口1、气体出口2、复合丝网除雾层9、液体导流器5、进料分布器6、液体出口7和气液分离罐8；复合丝网除雾层9设置在气液分离罐8的中上部，距离气液分离罐8顶部封头切线的距离为1.0m；复合丝网除雾层9包括沿待分离物料流动方向依次设置的第一丝网除雾层4和第二丝网除雾层3，第一丝网除雾层4和第二丝网除雾层3的丝网密度不同；第一丝网除雾层4的丝网密度为180kg/m3，第一丝网除雾层4包括第一编织网线；第一编织网线包括第一金属编织网线，第一金属编织网线为316L不锈钢丝；第二丝网除雾层3的丝网密度为60kg/m3，第二丝网除雾层3包括第二编织网线和第三编织网线，第二编织网线包括非金属编织网线，非金属编织网线为聚丙烯丝；第三编织网线包括第三金属编织网线，第三金属编织网线为904L不锈钢丝；
在复合丝网除雾层9的下方设置有液体导流器5，液体导流器5的上沿与第一丝网除雾层4的底部边缘周向连接；液体导流器5与气液分离罐8罐体侧壁之间的夹角为25°；在该实施例中，液体导流器5的形状为矩形；
气体入口1位于复合丝网除雾层9和液体导流器5的下方，气体入口1位于气液分离罐8的中下部，距离气液分离罐8高度中心点所在的水平截面的距离为1m，在气液分离罐8内部气体入口处设置有进料分布器6，进料分布器6横向固定在气液分离罐8的内壁，平行于复合丝网除雾层9，该实施例中进料分布器6为叶片式分布器。
具体地，待分离物料为含酸烃相液体的异丁烷，待分离物料从气体入口1进入气液分离罐8，首先经进料分布器6进行初步分离气体和液体，去除直径为12μm以上较大的液珠，液珠在重力作用下汇聚成液滴并且由液体出口7流出气液分离罐8，并且在进料分布器6的作用下带分离物料在气液分离罐8体内均匀分布；初步分离后的气体向上流动，经过复合丝网除雾层9进一步分离气体和液珠，液珠在重力作用下汇聚成液滴，大部分直接落下，少部分沿壁流酸烃液滴经液体导流器5导引至气液分离罐8的底部，最后在液体出口7流出；分离出液滴后的气体继续向气液分离罐8的上方运动直至从气体出口2流出。本实施例的分离效率为99.9％，分离效率的计算方式为：分离效率＝(入口气体中液滴质量分数-出口气体中液滴质量分数)/入口气体中液滴质量分数进行计算。
本公开的气液分离装置克服了现有装置中操作弹性小、酸溶油易聚集，气液分离效率低的问题，具有耐腐蚀和气液分离效率高的特点。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括气液分离罐(8)以及设置在所述气液分离罐(8)内的复合丝网除雾层(9)；所述复合丝网除雾层(9)包括沿待分离物料流动方向依次设置的第一丝网除雾层(4)和第二丝网除雾层(3)，所述第一丝网除雾层(4)和第二丝网除雾层(3)的丝网密度不同；
在所述复合丝网除雾层(9)的下方设置有液体导流器(5)。
2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述第一丝网除雾层(4)的丝网密度为100～220kg/m3。
3.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述第二丝网除雾层(3)的丝网密度为50～100kg/m3。
4.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述第一丝网除雾层(4)包括第一编织网线；所述第一编织网线包括第一金属编织网线；
所述第二丝网除雾层(3)包括第二编织网线和第三编织网线，所述第二编织网线包括非金属编织网线；所述第三编织网线包括第三金属编织网线。
5.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述液体导流器(5)的上沿与所述第一丝网除雾层(4)的底部边缘周向连接；所述液体导流器(5)与所述气液分离罐(8)罐体侧壁之间的夹角为15°～85°。
6.根据权利要求5所述的气液分离装置，其特征在于，所述液体导流器(5)包括液体导流片，所述液体导流片的形状为矩形、半圆形或扇叶形。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置还包括气体入口(1)、气体出口(2)和液体出口(7)，所述复合丝网除雾层(9)设置于所述气液分离罐(8)的中上部，距离所述气液分离罐(8)顶部封头切线的距离为0.5～3.0m。
8.根据权利要求7所述的气液分离装置，其特征在于，所述气体入口(1)位于所述复合丝网除雾层(9)和所述液体导流器(5)的下方；所述气体入口(1)位于所述气液分离罐(8)的中下部，距离所述气液分离罐(8)高度中心点所在的水平截面的距离为0.5～1.5m。
9.根据权利要求8所述的气液分离装置，其特征在于，在所述气液分离罐(8)内部气体入口处设置有进料分布器(6)；所述进料分布器(6)包括筛孔板；所述进料分布器(6)横向固定在所述气液分离罐(8)的内壁，平行于所述复合丝网除雾层(9)。
10.根据权利要求9所述的气液分离装置，其特征在于，所述进料分布器(6)为叶片式分布器或旋流分布器。
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