專利名稱：一種高壓分離器及高壓分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物理分離領(lǐng)域，涉及一種采用氣液旋流分離器處理加氫裂化工藝過程中高壓分離器(包括熱高壓分離器、冷高壓分離器)中氫氣所攜帶的油、水和微細(xì)固體顆粒等物質(zhì)的高壓分離器及高壓分離的方法。
背景技術(shù)：
加氫裝置設(shè)置高壓分離器(高分)，是將反應(yīng)器流出物中的油-氣-水三相進(jìn)行分離，是為操作量不穩(wěn)、氣體大量帶液時(shí)起到緩沖作用。為此，需要有合適的氣相分離空間和充分的液相停留時(shí)間。高壓分離器的器壁厚度隨操作壓力的不同和直徑的不同而變化。有的壁厚小于100mm，而有的大于200mm。高壓分離器殼體制造時(shí)要進(jìn)行卷板，國內(nèi)制造廠的卷板能力大都在IOOmm以下。因此壁厚小于IOOmm的高壓分離器可以用鋼板來制造，而大于這一厚度，則要考慮采用鍛鋼來制造。不但增加了壓力容器鋼材的消耗量，還加大了設(shè)備占地面積。熱高壓分離器的操作溫度一般高于300°C，在裝置緊急卸壓時(shí)，器內(nèi)的介質(zhì)溫度短時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到420°C。該工況下，高溫含氫和的介質(zhì)會(huì)對(duì)器壁產(chǎn)生氫腐蝕和腐蝕； 冷高壓分離器的操作溫度一般均在120°C以下。在這一溫度下，氫氣不會(huì)對(duì)器壁造成氫腐蝕。在低溫下，介質(zhì)中的水氣會(huì)凝結(jié)成水，H2S融入水中，形成濕&S。操作介質(zhì)含硫化氫越多，也就是濕濃度越大，對(duì)器壁造成的腐蝕就越嚴(yán)重。這就要求高壓分離器要求很強(qiáng)的抗腐性能。高壓分離器既是反應(yīng)產(chǎn)物的氣液分離設(shè)備，又是反應(yīng)系統(tǒng)的壓力控制點(diǎn)。分離器內(nèi)壓力非常大，如液面控制不好，液面過高，會(huì)造成循環(huán)氫帶液而損壞循環(huán)氫壓縮機(jī)；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。循環(huán)氫、液態(tài)烴、柴油、含硫污水和低分氣等組分夾帶重?zé)N、水、催化劑等分散相顆粒。這不僅增加了助劑消耗和原料流失，而且給下游關(guān)鍵設(shè)備的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了很大的危害。胺液跑損對(duì)污油系統(tǒng)形成二次污染，直接加重了污水處理場(chǎng)的負(fù)擔(dān)。此外，循環(huán)氫帶液、帶塵對(duì)壓縮機(jī)長周期運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。循環(huán)氫、液態(tài)烴、柴油、含硫污水和低分氣帶液、帶塵問題，通常選用聚結(jié)器脫除。 但聚結(jié)器運(yùn)轉(zhuǎn)周期短，檢修頻繁。循環(huán)氫、液態(tài)烴和低分氣夾帶胺液問題，通常選用沉降罐脫液、脫塵。但是，胺法脫硫有一個(gè)“溶劑發(fā)泡”問題，即快速損失胺液。胺液本身有發(fā)泡傾向，當(dāng)系統(tǒng)C5等重?zé)N含量大、系統(tǒng)雜質(zhì)如HSS含量高甚至鐵繡較多時(shí)(比如新建裝置開工前，系統(tǒng)堿洗預(yù)處理不完善)都會(huì)引起發(fā)泡。在發(fā)泡劑誘導(dǎo)下，胺液一旦發(fā)泡，便會(huì)向增長方向發(fā)展，使用消泡劑可暫時(shí)控制發(fā)泡傾向，但一旦超過某個(gè)限度，便會(huì)發(fā)展成為無法克服的泡沫充塞。這是重力沉降罐無法滿足的，往往導(dǎo)致壓縮機(jī)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。專利C N200780043871. X公開了一種用于分離包含氣體和液體微粒的高壓混合物的裝置，其裝置包括重力分離器內(nèi)部的離心分離器，但該裝置用于制備低密度聚乙烯的裝置。專利C N01276178. 8也公開了一種高壓分離器，但該分離器的進(jìn)料管為切線進(jìn)料，在厚壁容器上處理不規(guī)則形狀開口非常不容易，且分離效果不高。微型旋流分離器是一種高效、安全、可長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。美國^^001 ofMechanical and Materials Engineering of Washington State University 等單位設(shè)計(jì)了 5mm、10mm、15mm、25mm的微型旋風(fēng)分離器。對(duì)于19mm旋風(fēng)分離器，對(duì)3 μ m生物質(zhì)的汽溶膠顆粒分離效率達(dá)到95%，對(duì)2 μ m生物質(zhì)的汽溶膠顆粒分離效率也達(dá)到80%以上。因此，將微型旋流器技術(shù)用到加氫裂化循環(huán)氫、液態(tài)烴、柴油、含硫污水和低分氣非均相分離系統(tǒng)，將是解決循環(huán)氫、液態(tài)烴、柴油、含硫污水和低分氣帶液、帶塵問題，保障壓縮機(jī)安全，減少胺液消耗，減輕污水處理場(chǎng)和污水汽提原料凈化負(fù)擔(dān)，維持系統(tǒng)長周期運(yùn)轉(zhuǎn)、保證裝置三年一修，保持設(shè)備與裝置環(huán)境協(xié)調(diào)的經(jīng)濟(jì)、可靠的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的高壓分離器及高壓分離的方法，以克服現(xiàn)有高壓分離器分離油-氣-水三相時(shí)存在高壓分離器內(nèi)混合氣含液及運(yùn)轉(zhuǎn)周期短等缺點(diǎn)。使用本發(fā)明可除去高壓分離器內(nèi)混合氣中所夾帶的油、水以及少量固體顆粒，降低氣體的分子量，消除引發(fā)脫硫塔脫硫劑發(fā)泡的物性因素，延長整個(gè)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。本發(fā)明提供一種高壓分離器，包括殼體、高壓分離器進(jìn)口、高壓分離器液固相出口和高壓分離器氣相出口，其特征在于高壓分離器殼體內(nèi)的中上部設(shè)置有旋流氣液分離器， 旋流氣液分離器通過塔盤板或集氣管連接到殼體上，旋流氣液分離器包括旋流分離管，旋流分離管的上部設(shè)有旋流分離器進(jìn)口，頂部設(shè)有旋流分離器氣相出口，下部設(shè)有旋流分離器底流口。本發(fā)明高壓分離器進(jìn)一步特征在于高壓分離器內(nèi)設(shè)置有破沫網(wǎng)，其設(shè)置在旋流分離器進(jìn)口下方。本發(fā)明高壓分離器進(jìn)一步特征在于所述旋流氣液分離器優(yōu)選微旋流分離器。本發(fā)明高壓分離器進(jìn)一步特征在于所述旋流分離管為圓柱形、圓錐形或圓柱形與圓錐形的組合，其中圓錐形為單錐形、雙錐形或三錐形。本發(fā)明高壓分離器進(jìn)一步特征在于所述旋流分離管的數(shù)量是單個(gè)或多個(gè)的組
I=I O本發(fā)明高壓分離器進(jìn)一步特征在于所述旋流分離管的材質(zhì)為耐酸堿腐蝕的聚氨酯或復(fù)合材料等。本發(fā)明還提供一種高壓分離的方法，其特征在于含有油、水以及少量固體顆粒的混合氣由高壓分離器進(jìn)口進(jìn)入高壓分離器，再經(jīng)旋流分離器進(jìn)口進(jìn)入旋流氣液分離器進(jìn)行分離，分離后的油、水以及少量固體顆粒由旋流分離器底流口排入到高壓分離器下部，達(dá)到高壓分離器液位控制口的液封高度后，由高壓分離器液固相出口排出裝置，分離后的混合氣從旋流分離器氣相出口出來，經(jīng)高壓分離器氣相出口出裝置。本發(fā)明高壓分離方法的進(jìn)一步特征在于進(jìn)入高壓分離器的混合氣經(jīng)破洙網(wǎng)分離后再進(jìn)入旋流氣液分離器進(jìn)行分離。本發(fā)明高壓分離方法的進(jìn)一步特征在于所述混合氣中油組分含量為0.9 13%。
本發(fā)明高壓分離方法的進(jìn)一步特征在于所述混合氣中水組分含量為0.9 13%。本發(fā)明高壓分離方法適于處理包括加氫裂化、催化裂化、焦化、重整以及催化裂解等裝置的循環(huán)氫、干氣、液化石油氣的脫硫系統(tǒng)，可以推廣到由油田伴生氣、天然氣、水煤氣合成等加工過程副產(chǎn)的液化氣和燃料氣的脫硫系統(tǒng)。本發(fā)明的旋流氣液分離器的操作彈性一般為80% 110%，因而可使高壓分離器的操作彈性提升到110%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，因在高壓分離器內(nèi)設(shè)置旋流氣液分離器，可使高壓分離器中的混合氣排出高壓分離器前進(jìn)行旋流分離，除去氣體所夾帶的油、水以及少量固體顆粒，從而降低氣體的分子量，消除引發(fā)脫硫塔脫硫劑發(fā)泡的物性因素，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和高壓分離器、脫硫塔以及整個(gè)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高分離效率、分離精度，降低設(shè)備投資成本。本發(fā)明的分離精度為5微米以上液滴的去除率大于99%，固體粒子的去除率不低于 80%。另外本發(fā)明裝置可以縮小高壓分離器的體積，從而降低設(shè)備噸位、投資成本。下面用附圖和具體實(shí)施方式
詳細(xì)說明本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的范圍。附圖及


圖1是本發(fā)明一種高壓分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種高壓分離器上半部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明另一種高壓分離器上半部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中 1-旋流氣液分離器，2-高壓分離器，3-旋流分離器底流口，4-高壓分離器進(jìn)口， 5-塔器積液腔，6-高壓分離器液固相出口，7-破洙網(wǎng)，8-旋流分離器氣相溢流口，9-高壓分離器氣相出口，10-旋流分離器進(jìn)口，11-殼體，12-塔盤板，13-集氣管，14-液封高度。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，高壓分離器2包括殼體11、高壓分離器進(jìn)口 4、高壓分離器液固相出口 6和高壓分離器氣相出口 9，其中殼體11內(nèi)的中上部設(shè)置有旋流氣液分離器1，旋流氣液分離器1通過集氣管13 (如圖2所示)或塔盤板12 (如圖3所示)連接到殼體11上，旋流氣液分離器1包括旋流分離管，旋流分離管的上部設(shè)有旋流分離器進(jìn)口 10，頂部設(shè)有旋流分離器溢流口 8，下部設(shè)有旋流分離器底流口 3。圖1所述高壓分離器2內(nèi)旋流分離器進(jìn)口 10下方徑向設(shè)置有破洙網(wǎng)7。旋流氣液分離器1的旋流分離管為圓柱形、圓錐形或圓柱形與圓錐形的組合，其中圓錐形為單錐形、雙錐形或三錐形。所述旋流氣液分離器1的旋流分離管的數(shù)量是單個(gè)或多個(gè)的組合。所述旋流氣液分離器1的旋流分離管的材質(zhì)為耐酸堿腐蝕的聚氨酯或復(fù)合材料寸。圖1所述高壓分離器2的高壓分離方法是含有油、水以及少量固體顆粒的混合氣由高壓分離器2的高壓分離器進(jìn)口 4進(jìn)入高壓分離器2，經(jīng)破洙網(wǎng)7分離后再經(jīng)旋流分離器1的旋流分離器進(jìn)口 10進(jìn)入旋流分離器1進(jìn)行分離，分離后的油、水以及少量固體顆粒由旋流分離器底流口 3排入到高壓分離器2下部，達(dá)到高壓分離器2內(nèi)的塔器積液腔5液位控制口的液封高度14后，由高壓分離器液固相出口 6排出裝置，分離后的混合氣從旋流分離器溢流口 8出來，經(jīng)高壓分離器氣相出口 9出裝置。
權(quán)利要求
1.一種高壓分離器，包括殼體、高壓分離器進(jìn)口、高壓分離器液固相出口和高壓分離器氣相出口，其特征在于高壓分離器殼體內(nèi)的中上部設(shè)置有旋流氣液分離器，旋流氣液分離器通過塔盤板或集氣管連接到殼體上，旋流氣液分離器包括旋流分離管，旋流分離管的上部設(shè)有旋流分離器進(jìn)口，頂部設(shè)有旋流分離器氣相出口，下部設(shè)有旋流分離器底流口。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓分離器，其特征在于高壓分離器內(nèi)設(shè)置有破洙網(wǎng)，其設(shè)置在旋流分離器進(jìn)口下方。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓分離器，其特征在于旋流氣液分離器為微旋流分離器。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓分離器，其特征在于所述旋流氣液分離器的旋流分離管為圓柱形、圓錐形、或圓柱形與圓錐形的組合。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓分離器，其特征在于所述圓錐形為單錐形、雙錐形或三錐形。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓分離器，其特征在于所述旋流分離管的數(shù)量是單個(gè)或多個(gè)的組合。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓分離器，其特征在于所述旋流分離管的材質(zhì)為耐酸堿腐蝕的聚氨酯或復(fù)合材料。
8.一種用權(quán)利要求1所述高壓分離器進(jìn)行高壓分離的方法，其特征在于含有油、水以及少量固體顆粒的混合氣由高壓分離器進(jìn)口進(jìn)入高壓分離器，再經(jīng)旋流分離器進(jìn)口進(jìn)入旋流氣液分離器進(jìn)行分離，分離后的油、水以及少量固體顆粒由旋流分離器底流口排入到高壓分離器下部，達(dá)到高壓分離器液位控制口的液封高度后，由高壓分離器液固相出口排出裝置，分離后的混合氣從旋流分離器氣相出口出來，經(jīng)高壓分離器氣相出口出裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于進(jìn)入高壓分離器的混合氣經(jīng)破洙網(wǎng)分離后再進(jìn)入旋流分離器進(jìn)行分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓分離器及高壓分離的方法，其特征在于高壓分離器殼體內(nèi)的中上部設(shè)置有旋流氣液分離器，旋流氣液分離器通過塔盤板或集氣管連接到高壓分離器殼體上，進(jìn)入高壓分離器的混合氣經(jīng)旋流氣液分離器旋流分離，除去所夾帶的油、水以及少量固體顆粒后，排出高壓分離器。使用本發(fā)明可降低高壓分離器的氣相分子量，消除引發(fā)脫硫塔脫硫劑發(fā)泡的物性因素，延長整個(gè)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
文檔編號(hào)C10K1/00GK102380262SQ20101027124
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者馮勇, 徐效梅, 曾茜, 李立權(quán), 汪華林, 王昕 , 裘峰, 錢卓群, 陳劍, 陳崇剛, 馬良, 高巧麗 申請(qǐng)人:上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司, 中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司