一種多重優(yōu)化的高壓分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多重優(yōu)化的高壓分離器及其分離方法，屬于石油化工和煤化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著全球原油開采量的不斷增加和常規(guī)原油儲量的不斷減少，原油劣質(zhì)化趨勢越來越嚴重，與此同時，市場對輕質(zhì)油的需求不斷增加。于是，重油漿態(tài)床加氫工藝、煤直接液化工藝和煤混煉工藝越來越受到重視，這幾種技術(shù)都需要采用一種高效地高壓分離器，本設備安裝在漿態(tài)床反應器下游，來自漿態(tài)床反應器出口的物料進入分離器，輕重組分在此得以分離，輕組分進入溫度低一級的分離器，重組分進入壓力低一級的分離器，繼續(xù)分離，直至輕組分中的循環(huán)氫和油氣實現(xiàn)分離，重組分中的固相、油和水實現(xiàn)分離，所以，分離器，尤其是高壓分離器成為前述幾種工藝的核心設備之一，它的穩(wěn)定性關(guān)系到循環(huán)氫系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、輕烴回收裝置、尾氣處理裝置、廢水處理裝置等的操作穩(wěn)定性。
[0003]目前煉油廠或煤化工廠常見的分離器一般是處理氣液兩相介質(zhì)的，由于目的無外乎實現(xiàn)氣液分離，所以結(jié)構(gòu)相對簡單。由于重油加氫、煤直接液化和油煤混煉反應器的共同特點是高溫高壓，反應器出口物料組份復雜，還包含許多固體，除了考慮使用多組分離器組成的分離系統(tǒng)外，還要對分離器進行特殊設計，尤其是高壓分離器。在高壓分離器的操作溫度較高時，還容易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，造成設備堵塞，甚至發(fā)生爆炸事故，所以需要做到盡量避免結(jié)焦，同時還要具備及時處理結(jié)焦物的功能，重油漿態(tài)床加氫、油煤混煉和油煤混煉工藝的分離器的操作介質(zhì)是氣液固三相介質(zhì)，需要特殊的結(jié)構(gòu)設計。另外，高壓分離器既是反應產(chǎn)物的氣液分離設備，又是反應系統(tǒng)的壓力控制點。分離器內(nèi)壓力非常大，如液面控制不好，液面過高，會造成氣相夾帶液相和固相嚴重，而造成冷換設備堵塞，液面過低，容易發(fā)生高壓系統(tǒng)竄入低壓系統(tǒng)而發(fā)生爆炸事故，增加了高壓分離器的操作難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種多重優(yōu)化的高壓分離器，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液兩相或氣液固三相的輕重組分分離；既最大程度地降低了結(jié)焦的可能性性，又能夠及時地清理結(jié)焦物避免發(fā)生堵塞；進料口位置、重組分出口結(jié)構(gòu)和液位設計使得進出料更加通暢、設備操作更加方便、設備運行更加穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于高壓分離器長徑比為2.5?5.5:1，進料口位于筒體側(cè)面，且在液面以上，液面高度為筒體切線長度的10%?50%，進料口中心線至筒體中間線為筒體切線長度的15% -40% ;重組分出料口位于高壓分離器筒體正下方，輕組分出料口設置在筒體上方；筒體下端至重組分出料口的部分采用錐形體結(jié)構(gòu)，錐角為40-120° 。
[0007]操作溫度優(yōu)選是30_470°C，操作壓力優(yōu)選是17_22MPa。
[0008]所述高壓分離器操作介質(zhì)可以為氣液固三相混合物。
[0009]還可以包括補充氫氣入口，所述補充氫氣入口位于錐形體的側(cè)部，高壓分離器內(nèi)的氫分壓為8-14MPa。
[0010]高壓分離器可實現(xiàn)的停留時間是:0.5-90分鐘。
[0011]所述高壓分離器的各出口可優(yōu)選的設置反沖洗口。
[0012]優(yōu)選的使用產(chǎn)物中的蠟油或重柴油沖洗。
[0013]上述多重優(yōu)化的高壓分離器的用途，其特征在于用于重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝；所述重油為重質(zhì)原油、渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油的一種或者多種組合，所述煤為褐煤、煙煤、不粘煤中的一種或者多種組合，所述油煤混煉工藝中油與煤的比例范圍為97:3-40:60。
[0014]還包括上述多重優(yōu)化的高壓分離器的設計方法。
[0015]技術(shù)效果:
[0016]本發(fā)明的一種多重優(yōu)化的高壓分離器適用于較高操作壓力的環(huán)境下固體含量較多的重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝，適用的操作溫度范圍較大，并且能實現(xiàn)很好的分離效果；設置補充氫氣的措施，能夠?qū)崿F(xiàn)在較高溫度下，烴分子不縮聚結(jié)焦；進口設置在液面上方的筒體側(cè)面而不是上端，能夠使得一旦液相發(fā)生結(jié)焦不至于堵塞進料口，另外不會使得分離出的發(fā)生回流而阻礙進料，長徑比的范圍適中使得進料口布置更加方便，且使得氣液分離的界面與占地面積達到良好的平衡，成本可控；液面高度設置在15-50%范圍，使得操作更加穩(wěn)定，避免了液面過高輕組分夾帶重組分過多或者液面過低輕組分從下端流出；重組分出料口附近設置為錐形且出口設置于錐底，使得液固等重組分更容易被高效地引導滑落分離出去，即便是偶爾結(jié)焦，結(jié)焦物也會隨重組分一起離開分離器而不會堵塞出料口。
[0017]為保證氫分壓，在操作溫度高于300°C時，要向高壓分離器內(nèi)補充氫氣，氫分壓與高壓分離器操作壓力和操作溫度正相關(guān)，氫分壓為8-14MPa。
[0018]高壓分離器各出口設置反沖洗口，使用蠟油或重柴油沖洗結(jié)焦，使得結(jié)焦物得到及時的清理，提高了設備的操作穩(wěn)定性和運行周期；由于反沖洗物質(zhì)是產(chǎn)物，因此不會引入雜質(zhì)和增加成本。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例的反應器簡圖，圖中各標號列示如下:
[0020]1-分離器主體，2-進料管道，3-液面，4-輕組分出料口，5-重組分出料口，6_輕組分出口反沖洗口，?-輕組分出口反沖洗口，8-重組分出口反沖洗口，9-重組分出口反沖洗口，10-氫氣進口，11-氫氣進口，12-重組分出口反沖洗口，13-重組分出口反沖洗口。
【具體實施方式】
[0021]為進一步闡述本發(fā)明的具體特征，將結(jié)合圖1與具體實施例加以說明。
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，本分離器為油煤混煉工藝中的高溫高壓分離器。
[0024]進入分離器主體I的介質(zhì)為氣液固三相混合物；分離器操作溫度為455°C，操作壓力為18.7MPa左右，分離器設計停留時間為2分鐘；分離器筒體切線長度為L = 3m，內(nèi)徑長度為0.25L ;進料管道2的進口位于筒體側(cè)面且在液面以上，距離筒體上部為0.25L，液面3高度為0.25-0.4L之間波動(圖中狀態(tài)為3L)，并設置液面控制重組分流出量；重組分出料口 5位于高壓分離器筒體正下方，輕組分出料口 4設置在筒體上方；筒體下端至重組分出料口 5的部分采用錐形體結(jié)構(gòu)，錐角為90°。包括補充氫氣的進口，氫氣進口 11位于錐形體的側(cè)部，氫分壓控制在ll_13MPa間。在輕組分出料口 4和重組分出料口 5附近分別設置輕組分出口反沖洗口 6、7和重組分出口反沖洗口 8、9、12、13。
[0025]本實施例經(jīng)過長時間運行，證明其適用于較高操作壓力的環(huán)境下，并且能實現(xiàn)很好的分離效果；設置補充氫氣的措施，能夠?qū)崿F(xiàn)在較高溫度下，烴分子不縮聚結(jié)焦；進料管道2的進口設置在液面上方的筒體側(cè)面而不是上端，能夠使得一旦液相發(fā)生結(jié)焦不至于堵塞進料口，另外不會使得分離出的發(fā)生回流而阻礙進料，長徑比的范圍適中使得進料口在布置更加方便且兼顧分離的效果和設備的體積，從而優(yōu)化設備成本；液面3的高度使得操作更加穩(wěn)定，不至于輕組分夾帶重組分過多或者輕組分從下端流出；重組分出料口 5附近設置為錐形且出口設置于錐底，使得液固等重組分更容易被高效地引導滑落分離出去，即便是偶爾結(jié)焦，結(jié)焦物也會隨重組分一起滑落離開分離器而不會堵塞出料口 ；各出口設置反沖洗點使得結(jié)焦物得到及時有力的清理，提高了設備的操作穩(wěn)定性和運行周期，總體的運行十分平穩(wěn)，沒有結(jié)焦物的殘留；使用蠟油或重柴油沖洗結(jié)焦，由于反沖洗物質(zhì)是產(chǎn)物，因此不會引入雜質(zhì)和增加成本。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于高壓分離器長徑比為2.5?5.5:1，進料口位于筒體側(cè)面，且在液面以上，液面高度為筒體切線長度的10%?50%，進料口中心線至筒體中間線為筒體切線長度的15% -40% ;重組分出料口位于高壓分離器筒體正下方，輕組分出料口設置在筒體上方；筒體下端至重組分出料口的部分采用錐形體結(jié)構(gòu)，錐角為.40-120° 。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于操作溫度是.30-470°C，操作壓力是 l7_22MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于所述高壓分離器操作介質(zhì)為氣液固三相混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于還包括補充氫氣入口，所述補充氫氣入口位于錐形體的側(cè)部，高壓分離器內(nèi)的氫分壓為8-14MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于高壓分離器停留時間是:0.5-90分鐘。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于所述高壓分離器的各出口設置反沖洗口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其特征在于使用產(chǎn)物中的蠟油或重柴油沖洗。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的一種多重優(yōu)化的高壓分離器的用途，其特征在于用于重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝；所述重油為重質(zhì)原油、渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油的一種或者多種組合，所述煤為褐煤、煙煤、不粘煤中的一種或者多種組合，所述油煤混煉工藝中油與煤的比例范圍為97:3-40:60。9.一種多重優(yōu)化的高壓分離器的設計方法，其特征在于高壓分離器長徑比為.2.5-5.5:1，進料口位于筒體側(cè)面，且在液面以上，液面高度為筒體切線長度的10%?.50%，進料口中心線至筒體中間線為筒體切線長度的15% -40% ;重組分出料口位于高壓分離器筒體正下方，輕組分出料口設置在筒體上方；重組分出料口采用錐形體結(jié)構(gòu)，錐角為.40-120° 。
【專利摘要】一種多重優(yōu)化的高壓分離器，其長徑比為2.5～5.5：1，進料口位于筒體側(cè)面，且在液面以上，液面高度為筒體切線長度的10％～50％，進料口中心線至筒體中間線為筒體切線長度的15％-40％；重組分出料口位于高壓分離器筒體正下方，輕組分出料口設置在筒體上方；筒體下端至重組分出料口的部分采用錐形體結(jié)構(gòu)，錐角為40-120°。本發(fā)明適用于較高操作壓力的環(huán)境下固體含量較多的重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝，適用的操作溫度范圍較大，并且能實現(xiàn)很好的分離效果，結(jié)焦率低且不會殘留。
【IPC分類】C10G31/00, B01D19/02, B01D21/02
【公開號】CN104888500
【申請?zhí)枴緾N201510300661
【發(fā)明人】李蘇安, 鄧清宇, 王坤朋
【申請人】北京中科誠毅科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月3日