CN102380262A - 一种高压分离器及高压分离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压分离器及高压分离的方法，其特征在于：高压分离器壳体内的中上部设置有旋流气液分离器，旋流气液分离器通过塔盘板或集气管连接到高压分离器壳体上，进入高压分离器的混合气经旋流气液分离器旋流分离，除去所夹带的油、水以及少量固体颗粒后，排出高压分离器。使用本发明可降低高压分离器的气相分子量，消除引发脱硫塔脱硫剂发泡的物性因素，延长整个装置的连续运转周期。
Description
技术领域
本发明属于物理分离领域，涉及一种采用气液旋流分离器处理加氢裂化工艺过程中高压分离器(包括热高压分离器、冷高压分离器)中氢气所携带的油、水和微细固体颗粒等物质的高压分离器及高压分离的方法。
背景技术
加氢装置设置高压分离器(高分)，是将反应器流出物中的油-气-水三相进行分离，是为操作量不稳、气体大量带液时起到缓冲作用。为此，需要有合适的气相分离空间和充分的液相停留时间。高压分离器的器壁厚度随操作压力的不同和直径的不同而变化。有的壁厚小于100mm，而有的大于200mm。高压分离器壳体制造时要进行卷板，国内制造厂的卷板能力大都在100mm以下。因此壁厚小于100mm的高压分离器可以用钢板来制造，而大于这一厚度，则要考虑采用锻钢来制造。不但增加了压力容器钢材的消耗量，还加大了设备占地面积。
热高压分离器的操作温度一般高于300℃，在装置紧急卸压时，器内的介质温度短时间内可以达到420℃。该工况下，高温含氢和H2S的介质会对器壁产生氢腐蚀和H2S腐蚀；冷高压分离器的操作温度一般均在120℃以下。在这一温度下，氢气不会对器壁造成氢腐蚀。在低温下，介质中的水气会凝结成水，H2S融入水中，形成湿H2S。操作介质含硫化氢越多，也就是湿H2S浓度越大，对器壁造成的腐蚀就越严重。这就要求高压分离器要求很强的抗腐性能。
高压分离器既是反应产物的气液分离设备，又是反应系统的压力控制点。分离器内压力非常大，如液面控制不好，液面过高，会造成循环氢带液而损坏循环氢压缩机；液面过低，容易发生高压系统窜入低压系统而发生爆炸事故，增加了高压分离器的操作难度。
循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气等组分夹带重烃、水、催化剂等分散相颗粒。这不仅增加了助剂消耗和原料流失，而且给下游关键设备的长周期运转带来了很大的危害。胺液跑损对污油系统形成二次污染，直接加重了污水处理场的负担。此外，循环氢带液、带尘对压缩机长周期运转构成严重威胁。
循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气带液、带尘问题，通常选用聚结器脱除。但聚结器运转周期短，检修频繁。
循环氢、液态烃和低分气夹带胺液问题，通常选用沉降罐脱液、脱尘。但是，胺法脱硫有一个“溶剂发泡”问题，即快速损失胺液。胺液本身有发泡倾向，当系统C5等重烃含量大、系统杂质如HSS含量高甚至铁绣较多时(比如新建装置开工前，系统碱洗预处理不完善)都会引起发泡。在发泡剂诱导下，胺液一旦发泡，便会向增长方向发展，使用消泡剂可暂时控制发泡倾向，但一旦超过某个限度，便会发展成为无法克服的泡沫充塞。这是重力沉降罐无法满足的，往往导致压缩机非正常运转。
专利C N200780043871.X公开了一种用于分离包含气体和液体微粒的高压混合物的装置，其装置包括重力分离器内部的离心分离器，但该装置用于制备低密度聚乙烯的装置。专利C N01276178.8也公开了一种高压分离器，但该分离器的进料管为切线进料，在厚壁容器上处理不规则形状开口非常不容易，且分离效果不高。
微型旋流分离器是一种高效、安全、可长周期运转的设备。美国School ofMechanical and Materials Engineering of Washington State University等单位设计了5mm、10mm、15mm、25mm的微型旋风分离器。对于19mm旋风分离器，对3μm生物质的汽溶胶颗粒分离效率达到95％，对2μm生物质的汽溶胶颗粒分离效率也达到80％以上。
因此，将微型旋流器技术用到加氢裂化循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气非均相分离系统，将是解决循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气带液、带尘问题，保障压缩机安全，减少胺液消耗，减轻污水处理场和污水汽提原料净化负担，维持系统长周期运转、保证装置三年一修，保持设备与装置环境协调的经济、可靠的技术方案。
发明内容
本发明提供一种新型的高压分离器及高压分离的方法，以克服现有高压分离器分离油-气-水三相时存在高压分离器内混合气含液及运转周期短等缺点。使用本发明可除去高压分离器内混合气中所夹带的油、水以及少量固体颗粒，降低气体的分子量，消除引发脱硫塔脱硫剂发泡的物性因素，延长整个装置的连续运转周期。
本发明提供一种高压分离器，包括壳体、高压分离器进口、高压分离器液固相出口和高压分离器气相出口，其特征在于：高压分离器壳体内的中上部设置有旋流气液分离器，旋流气液分离器通过塔盘板或集气管连接到壳体上，旋流气液分离器包括旋流分离管，旋流分离管的上部设有旋流分离器进口，顶部设有旋流分离器气相出口，下部设有旋流分离器底流口。
本发明高压分离器进一步特征在于：高压分离器内设置有破沫网，其设置在旋流分离器进口下方。
本发明高压分离器进一步特征在于：所述旋流气液分离器优选微旋流分离器。
本发明高压分离器进一步特征在于：所述旋流分离管为圆柱形、圆锥形或圆柱形与圆锥形的组合，其中圆锥形为单锥形、双锥形或三锥形。
本发明高压分离器进一步特征在于：所述旋流分离管的数量是单个或多个的组合。
本发明高压分离器进一步特征在于：所述旋流分离管的材质为耐酸碱腐蚀的聚氨酯或复合材料等。
本发明还提供一种高压分离的方法，其特征在于：含有油、水以及少量固体颗粒的混合气由高压分离器进口进入高压分离器，再经旋流分离器进口进入旋流气液分离器进行分离，分离后的油、水以及少量固体颗粒由旋流分离器底流口排入到高压分离器下部，达到高压分离器液位控制口的液封高度后，由高压分离器液固相出口排出装置，分离后的混合气从旋流分离器气相出口出来，经高压分离器气相出口出装置。
本发明高压分离方法的进一步特征在于：进入高压分离器的混合气经破洙网分离后再进入旋流气液分离器进行分离。
本发明高压分离方法的进一步特征在于：所述混合气中油组分含量为0.9～13％。
本发明高压分离方法的进一步特征在于：所述混合气中水组分含量为0.9～13％。
本发明高压分离方法适于处理包括加氢裂化、催化裂化、焦化、重整以及催化裂解等装置的循环氢、干气、液化石油气的脱硫系统，可以推广到由油田伴生气、天然气、水煤气合成等加工过程副产的液化气和燃料气的脱硫系统。
本发明的旋流气液分离器的操作弹性一般为80％～110％，因而可使高压分离器的操作弹性提升到110％。
本发明与现有技术相比，因在高压分离器内设置旋流气液分离器，可使高压分离器中的混合气排出高压分离器前进行旋流分离，除去气体所夹带的油、水以及少量固体颗粒，从而降低气体的分子量，消除引发脱硫塔脱硫剂发泡的物性因素，保证产品的质量和高压分离器、脱硫塔以及整个装置的连续运转周期，提高分离效率、分离精度，降低设备投资成本。本发明的分离精度为5微米以上液滴的去除率大于99％，固体粒子的去除率不低于80％。另外本发明装置可以缩小高压分离器的体积，从而降低设备吨位、投资成本。
下面用附图和具体实施方式详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。
附图及附图说明
图1是本发明一种高压分离器的结构示意图。
图2是本发明一种高压分离器上半部分结构示意图。
图3是本发明另一种高压分离器上半部分结构示意图。
图中：
1-旋流气液分离器，2-高压分离器，3-旋流分离器底流口，4-高压分离器进口，5-塔器积液腔，6-高压分离器液固相出口，7-破洙网，8-旋流分离器气相溢流口，9-高压分离器气相出口，10-旋流分离器进口，11-壳体，12-塔盘板，13-集气管，14-液封高度。
具体实施方式
如图1所示，高压分离器2包括壳体11、高压分离器进口4、高压分离器液固相出口6和高压分离器气相出口9，其中壳体11内的中上部设置有旋流气液分离器1，旋流气液分离器1通过集气管13(如图2所示)或塔盘板12(如图3所示)连接到壳体11上，旋流气液分离器1包括旋流分离管，旋流分离管的上部设有旋流分离器进口10，顶部设有旋流分离器溢流口8，下部设有旋流分离器底流口3。
图1所述高压分离器2内旋流分离器进口10下方径向设置有破洙网7。
旋流气液分离器1的旋流分离管为圆柱形、圆锥形或圆柱形与圆锥形的组合，其中圆锥形为单锥形、双锥形或三锥形。
所述旋流气液分离器1的旋流分离管的数量是单个或多个的组合。
所述旋流气液分离器1的旋流分离管的材质为耐酸碱腐蚀的聚氨酯或复合材料等。
图1所述高压分离器2的高压分离方法是：含有油、水以及少量固体颗粒的混合气由高压分离器2的高压分离器进口4进入高压分离器2，经破洙网7分离后再经旋流分离器1的旋流分离器进口10进入旋流分离器1进行分离，分离后的油、水以及少量固体颗粒由旋流分离器底流口3排入到高压分离器2下部，达到高压分离器2内的塔器积液腔5液位控制口的液封高度14后，由高压分离器液固相出口6排出装置，分离后的混合气从旋流分离器溢流口8出来，经高压分离器气相出口9出装置。
Claims (9)
1.一种高压分离器，包括壳体、高压分离器进口、高压分离器液固相出口和高压分离器气相出口，其特征在于：高压分离器壳体内的中上部设置有旋流气液分离器，旋流气液分离器通过塔盘板或集气管连接到壳体上，旋流气液分离器包括旋流分离管，旋流分离管的上部设有旋流分离器进口，顶部设有旋流分离器气相出口，下部设有旋流分离器底流口。
2.如权利要求1所述的高压分离器，其特征在于：高压分离器内设置有破洙网，其设置在旋流分离器进口下方。
3.如权利要求1所述的高压分离器，其特征在于：旋流气液分离器为微旋流分离器。
4.如权利要求1所述的高压分离器，其特征在于：所述旋流气液分离器的旋流分离管为圆柱形、圆锥形、或圆柱形与圆锥形的组合。
5.如权利要求4所述的高压分离器，其特征在于：所述圆锥形为单锥形、双锥形或三锥形。
6.如权利要求1所述的高压分离器，其特征在于：所述旋流分离管的数量是单个或多个的组合。
7.如权利要求1所述的高压分离器，其特征在于：所述旋流分离管的材质为耐酸碱腐蚀的聚氨酯或复合材料。
8.一种用权利要求1所述高压分离器进行高压分离的方法，其特征在于：含有油、水以及少量固体颗粒的混合气由高压分离器进口进入高压分离器，再经旋流分离器进口进入旋流气液分离器进行分离，分离后的油、水以及少量固体颗粒由旋流分离器底流口排入到高压分离器下部，达到高压分离器液位控制口的液封高度后，由高压分离器液固相出口排出装置，分离后的混合气从旋流分离器气相出口出来，经高压分离器气相出口出装置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：进入高压分离器的混合气经破洙网分离后再进入旋流分离器进行分离。
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