專利名稱：一種配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到化工設(shè)備，具體指一種具有預(yù)洗功能的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)正在進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤氣化技術(shù)得到快速發(fā)展。國內(nèi)在建的大型合成氨裝置的原料氣大部分都是由煤氣化來提供，用于氣化的原料煤中均含有硫化物，所以煤氣化生成的粗合成氣中均含有少量H2S氣體，并且粗合成氣經(jīng)過CO變換后會生成大量CO2氣體。變換氣中主要含有H2和CO2氣體，同時含有少量H2S氣體和NH3、HCN等微量組分，其中H2是合成氨的原料氣，酸性氣體CO2和H2S是合成氨催化劑的毒物，所以在合成氨工序之前必須加以脫除，習(xí)慣性稱變換氣中硫化物的脫除為“脫硫”，二氧化碳的脫除為“脫碳”。變換氣中酸性氣體的脫除經(jīng)常采用甲醇作為溶劑來進(jìn)行物理吸收，發(fā)生在低溫高壓的狀態(tài)下，通常稱為低溫甲醇洗。甲醇有選擇性地脫除變換氣中的CO2和H2S等酸性氣組分，同時脫除HCN、NH3等微量組分。該工藝只需要較少的溶劑用量，因此能量消耗也相對較低。富溶劑的再生可以通過階梯式閃蒸和最后的熱再生實現(xiàn)。從變換工序送來的經(jīng)過水洗塔洗滌的變換氣溫度通常為40°C，甲醇脫除CO2和H2S需要在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以變換氣在脫除酸性氣之前通過換熱器連續(xù)降溫，冷卻后的變換氣會有水析出。在進(jìn)入脫硫塔之前，需要對降溫后的變換氣進(jìn)行氣液分離，以免將水帶入到后系統(tǒng)，影響甲醇對酸性氣的吸收效果，同時水進(jìn)入后系統(tǒng)還會引起管道和設(shè)備的腐蝕。現(xiàn)有的變換氣分離器通常包括塔體，塔體的頂部設(shè)有變換氣出口，塔體的底部設(shè)有冷凝液出口，塔體側(cè)壁的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口。其工藝流程為從上游來的含有凝液的冷變換氣進(jìn)入變換氣分離器的下部，在塔體內(nèi)氣體從下向上運(yùn)動，同時依靠重力進(jìn)行氣液相的分離；分液后的變換氣從塔體頂部排出，進(jìn)入脫硫塔底部的預(yù)洗段；分離出的凝液從塔底排出。現(xiàn)有的變換氣分離器主要依靠重力進(jìn)行氣液相的分離，為了達(dá)到較好的分離效果，一般要求有較大的分離空間，也就是說要有較長的筒體來實現(xiàn)氣液相分離，因此，設(shè)備筒體高度較大，設(shè)備投資較高，但實現(xiàn)的工藝功能單一，同時主要依靠重力來實現(xiàn)氣液分離，氣液分離的措施和手段匱乏，氣液分離效果一般。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種具有能夠有效縮短塔體高度、洗滌效果好且具有預(yù)洗功能的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，包括塔體，所述塔體的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口，所述塔體的頂部設(shè)有變換氣出口，塔體的底部設(shè)有冷凝液出口，其特征在于所述塔體內(nèi)設(shè)有隔板，該隔板將所述塔體分隔為上塔體和下塔體兩部分；所述上塔體內(nèi)設(shè)有塔板，并且上塔體的上部設(shè)有洗滌液入口，上塔體的下部設(shè)有預(yù)洗甲醇出口 ；所述隔板上開設(shè)有氣孔，該氣孔連接位于所述上塔體內(nèi)的升氣管，所述升氣管的上方罩設(shè)有蓋帽，并且所述蓋帽與所述升氣管之間間隔有間隙。較好的，所述隔板距所述塔體底端的距離為所述塔體直徑的2. O 3. O倍。為了進(jìn)一步保證變換氣的氣液分離效果，可以在所述下塔體內(nèi)設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器的入口連接所述的變換氣進(jìn)口。所述的變換氣分布器包括與所述變換氣進(jìn)口相連通的氣管，該氣管朝向塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口，并且該出氣缺口的截面積大于等于2倍的所述變換氣進(jìn)口管道的截面積。本實用新型所提供的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，通過隔板的設(shè)計將塔體分隔為能夠同時進(jìn)行預(yù)洗的上塔體和進(jìn)行氣液分離的下塔體，變換氣首先在下塔體空間內(nèi)依靠重量進(jìn)行第一次氣液分離，隨后上升的氣體撞擊在隔板上實現(xiàn)第二次氣液分離，二次 分液后的變換氣進(jìn)入設(shè)置在隔板中央的升氣管，變換氣在升氣管內(nèi)向上流動，再次撞擊到升起管頂部的蓋帽上實現(xiàn)第三次氣液分離，蓋帽上分離出的液體依靠重力掉入下塔，分液后的氣體從蓋帽四周的環(huán)形空隙進(jìn)入上塔體。隔板、升氣管和蓋帽三者的巧妙設(shè)計，不僅實現(xiàn)了變換氣在上、下塔體之間的連續(xù)流動，而且能夠?qū)崿F(xiàn)氣、液的多次分離，有效保證了氣、液的分離效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型優(yōu)點(diǎn)在于I、通過在氣體分離器塔體內(nèi)設(shè)置隔板將塔體分割為兩部分，同時實現(xiàn)了氣體的分離和洗滌，使氣體分離器工藝功能多樣化；2、在上塔設(shè)置塔盤對變換氣進(jìn)行預(yù)洗，降低了后系統(tǒng)脫硫塔的設(shè)備高度，節(jié)省了設(shè)備投資；3、脫硫塔高度的降低，減小了將甲醇輸送到脫硫塔頂?shù)臋C(jī)泵的功率消耗；4、通過對隔板上的蓋帽外形尺寸的巧妙設(shè)計，實現(xiàn)了對變換氣的多次分離目的，氣液分離更為徹底，同時降低了下塔的分離空間。

圖I為本實用新型實施例I裝配結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖2為本實用新型實施例I中變換氣分布器的平面示意圖；圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖；圖4為本實用新型實施例I中隔板、升氣管和蓋帽的平面示意圖；圖5為沿圖4中B-B線的剖視具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例來詳細(xì)說明本實用新型。如圖I至圖5所示，該氣體分離器包括包括上塔的氣液洗滌段和下塔的氣液分離段兩部分。上塔和下塔之間設(shè)有隔板來實現(xiàn)上下塔液體的隔斷，同時在隔板上設(shè)置升氣管和蓋帽來實現(xiàn)上下塔氣體的連續(xù)流動。上塔頂部設(shè)有變換氣出口，上塔側(cè)壁上部設(shè)有預(yù)洗甲醇進(jìn)口，上塔側(cè)壁下部設(shè)有預(yù)洗甲醇出口，上塔中部設(shè)有提供氣液相充分接觸和實現(xiàn)預(yù)洗功能的塔盤；下塔側(cè)壁的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口，下塔底部設(shè)有冷凝液出口。下塔筒體以及隔板上的升氣管和蓋帽三者共同實現(xiàn)氣液分離功能。筒體1，包括下塔體11和上塔體12兩節(jié)。下塔體11底部設(shè)有冷凝液出口 13 ;下塔體11側(cè)壁的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口 14。上塔體12的頂部設(shè)有變換氣出口 18 ;上塔體12側(cè)壁上部設(shè)有預(yù)洗甲醇進(jìn)口 17 ;上塔體12側(cè)壁下部設(shè)有預(yù)洗甲醇出口 16。上下塔體之間設(shè)有隔板3來實現(xiàn)上下塔液體的隔斷；隔板3上設(shè)置升氣管32和蓋帽35來實現(xiàn)上下塔氣體的連續(xù)流動。變換氣分布器2，設(shè)置在塔體I內(nèi)，其包括與熱變換氣進(jìn)口 12相連通的氣管21，氣管21朝向塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口 22，并且該出氣缺口的截面積不小于冷變換氣入口 12的管道截面積的2倍。隔板3，設(shè)置在下塔體11和上塔體12之間，從預(yù)洗甲醇進(jìn)口 17進(jìn)入的預(yù)洗甲醇對變換氣進(jìn)行洗滌，洗滌液匯集在積液板31上，然后在液位控制下從預(yù)洗甲醇出口 16排出。 積液板31中間開有圓形缺口，圓形缺口上焊接有圓形升氣管32，圓形升氣管32上焊接有蓋帽35 ;蓋帽35上表面和下表面呈拱形結(jié)構(gòu)，焊接在支撐凸筋33上，并且蓋帽與支撐凸筋之間所形成的環(huán)形空隙截面積為所述升氣管面積的I. 5 3倍。分液后的變換氣從蓋帽35與支撐凸筋33之間所形成的的環(huán)形空隙流出。變換氣首先在下塔體空間內(nèi)依靠重量進(jìn)行第一次氣液分離，隨后上升的氣體撞擊在隔板3上實現(xiàn)第二次氣液分離，二次分液后的變換氣進(jìn)入設(shè)置在隔板3中央的升氣管32，含有少量冷凝液的變換氣在升氣管內(nèi)向上流動，碰擊到升氣管32呈拱形結(jié)構(gòu)的下表面，變換氣在此處急劇改變流向，由垂直上升改變?yōu)槠叫邢蛩闹芰鲃?，少量凝液在氣體突然改變流向時，在升氣管32呈拱形結(jié)構(gòu)的下表面處得到進(jìn)一步的分離，分離出的凝液在蓋帽呈拱形結(jié)構(gòu)下表面匯集成液滴，然后又重新掉入到下塔，實現(xiàn)了對變換氣的三次分離目的。
權(quán)利要求1.一種配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，包括塔體，所述塔體的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口，所述塔體的頂部設(shè)有變換氣出口，塔體的底部設(shè)有冷凝液出口，其特征在于所述塔體內(nèi)設(shè)有隔板，該隔板將所述塔體分隔為上塔體和下塔體兩部分；所述上塔體內(nèi)設(shè)有塔板，并且上塔體的上部設(shè)有洗滌液入口，上塔體的下部設(shè)有預(yù)洗甲醇出口 ；所述隔板上開設(shè)有氣孔，該氣孔連接位于所述上塔體內(nèi)的升氣管，所述升氣管的上方罩設(shè)有蓋帽，并且所述蓋帽與所述升氣管之間間隔有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述隔板距所述塔體底端的距離為所述塔體直徑的2. O 3. O倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述下塔體內(nèi)設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器的入口連接所述的變換氣進(jìn)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述的變換 氣分布器包括與所述變換氣進(jìn)口相連通的氣管，該氣管朝向塔體底部一側(cè)的管壁上設(shè)有出氣缺口，并且該出氣缺口的截面積大于等于2倍的所述變換氣進(jìn)口的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述的蓋帽為拱形或錐形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述的蓋帽為拱形或錐形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，其特征在于所述的蓋帽為拱形或錐形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及到一種配套低溫甲醇洗使用的氣體分離器，包括塔體，所述塔體的下部設(shè)有變換氣進(jìn)口，所述塔體的頂部設(shè)有變換氣出口，塔體的底部設(shè)有冷凝液出口，其特征在于所述塔體內(nèi)設(shè)有隔板，該隔板將所述塔體分隔為上塔體和下塔體兩部分；所述上塔體內(nèi)設(shè)有塔板，并且上塔體的上部設(shè)有洗滌液入口，上塔體的下部設(shè)有預(yù)洗甲醇出口；所述隔板上開設(shè)有氣孔，該氣孔連接位于所述上塔體內(nèi)的升氣管，所述升氣管的上方罩設(shè)有蓋帽，并且所述蓋帽與所述升氣管之間間隔有間隙。本實用新型能夠同時進(jìn)行預(yù)洗和氣液分離，且氣、液分離效果好。
文檔編號C10K1/16GK202754972SQ20122041082
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者許仁春, 施程亮, 劉鋒, 繆王瑩 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術(shù)研究院有限公司