气液分离装置的制作方法

本公开涉及气液分离技术领域，特别涉及一种气液分离装置。

背景技术：

加氢裂化是在高温高压、临氢条件下经催化剂作用使重质原料油发生裂化等反应转化为轻质油的加工过程。加氢裂化装置中通常需要通入循环氢以保持反应系统氢分压、带走反应热以及控制反应床层温度，从而保证加氢裂化反应的顺利进行。通入加氢裂化装置中的循环氢普遍存在夹带重烃、碱性胺液等液体的问题。因此，将循环氢气体通入加氢裂化装置前，需要采用气液分离装置进行脱液，除去循环氢气体中的液体。

相关技术提供了一种气液分离罐，该气液分液罐包括：罐体和设置在罐体内部的分离单元。其中，分离单元仅为捕沫丝网。

当注入气液分离罐内的循环氢气体压力较高时，循环氢气体通过罐体内的分离单元的速度很快，导致气液分离不充分，气液分离效率较低，造成大量液体随循环氢进入循环氢压缩机，从而增加循环氢压缩机的能耗，并造成循环氢压缩机的叶轮及机体损坏的问题；并且若大量液体随循环氢进入加氢裂化装置中的加氢反应器，还会降低加氢反应器中催化剂的活性，降低加氢脱硫的效率。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种气液分离装置，能充分分离循环氢中的液相组分和气相组分，避免循环氢带液，以降低循环氢压缩机的能耗，避免叶轮和机体损坏，促进循环氢压缩机安稳长满优运行，并提高加氢脱硫的效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种气液分离装置，所述气液分离装置包括：罐体，具有进气口、排气口和排液口，所述进气口位于所述罐体的侧壁，所述排气口位于所述罐体的顶部，所述排液口位于所述罐体的底部；至少一个气液分离单元，位于所述罐体内，且位于所述进气口和所述排气口之间，所述气液分离单元包括：多个隔板和多个导流板，在同一所述气液分离单元中，所述多个隔板位于所述罐体内的同一高度，所述多个隔板平行间隔且平行于所述罐体的中轴线，每个所述隔板上相反的两侧边均与所述罐体的内壁连接，相邻的所述隔板之间设有多个平行间隔布置的所述导流板，所述导流板与所述隔板垂直连接，所述导流板与所述罐体的中轴线呈锐角布置。

在本公开实施例的一种实现方式中，位于同一所述隔板两侧的所述导流板所在平面呈非零夹角；或者，位于同一所述隔板两侧的所述导流板相互平行或共面。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离单元有多个，多个所述气液分离单元沿所述罐体的轴向间隔排布。

在本公开实施例的另一种实现方式中，多个所述气液分离单元的所述隔板均平行，与所述隔板平行的同一轴截面上相邻的两个所述气液分离单元的导流板呈夹角布置且与所述罐体的中轴线的夹角相同。

在本公开实施例的另一种实现方式中，在所述罐体的轴向上，相邻所述气液分离单元的间距不大于所述气液分离单元的轴向长度的8倍。

在本公开实施例的另一种实现方式中，在所述罐体的轴向上，相邻所述气液分离单元的间距为20mm至600mm，所述气液分离单元的轴向长度为50mm至300mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述导流板与所述罐体的中轴线之间的夹角为45°至75°。

在本公开实施例的另一种实现方式中，同一所述气液分离单元中相邻的所述隔板之间，相邻的所述导流板的垂直间距为20mm至600mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，同一所述气液分离单元中，相邻的两个所述隔板之间的间距为50mm至300mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离装置还包括破沫网，所述破沫网的边缘与所述罐体的内壁相连，所述气液分离单元位于所述破沫网下方。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供的气液分离器中气液分离单元设置在排气口和进气口之间，即通过罐体的进气口将循环氢注入罐体中，注入的循环氢即可通过气液分离单元进行气液分离。在通过气液分离单元分离时，循环氢会先被多个隔板分散成多个组分，每个组分的循环氢则分别进入由不同的两个隔板分隔形成的空间内和隔板与罐体的内壁之间的空间内。由于隔板分隔形成的空间和隔板与罐体的内壁之间的空间内，还设置有多个平行间隔布置的导流板，且各个导流板与罐体的中轴线呈锐角布置，也即各个导流板是倾斜布置的。这样就使得各个组分的循环氢进入气液分离单元后，会被倾斜布置的导流板阻挡，从而改变循环氢的扩散方向。并且，循环氢在触碰导流板时，产生的冲击力也会促使循环氢中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体底部，以实现第一级气液分离。经过导流板阻挡而改变扩散方向的循环氢，在改变扩散方向后又会再次与导流板相邻的另一个导流板触碰，从而再一次被阻挡并改变循环氢的扩散方向。同样地，循环氢在触碰另一个导流板时，产生的冲击力也会促使循环氢中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体底部，而气相组分则继续向上扩散，直至从排气口流出罐体，以实现第二级气液分离。

相较于直接对所有的循环氢进行气液分离，这样通过将循环氢打散成多个组分，以分别对多个组分的循环氢进行气液分离，相当于使单次气液分离的循环氢的量有所降低(即少量多次)，从而能提高每个组分中循环氢的气液分离效果；并且，每个组分中的循环氢在气液分离时，又被多个平行间隔分布的导流板划分为更多体积更小的组分，以进行气液分离，从而进一步提高循环氢的气液分离效果，以使得循环氢整体的气液分离系效果更好。本公开实施例提供的气液分离装置能充分分离循环氢中的液相组分和气相组分，避免循环氢带液，以降低循环氢压缩机的能耗，避免叶轮和机体损坏，促进循环氢压缩机安稳长满优运行，并提高加氢脱硫的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种气液分离装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种气液分离单元的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种气液分离单元的轴截面的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本公开实施例提供的一种气液分离装置的结构示意图。如图1所示，该气液分离装置包括：罐体1和至少一个气液分离单元2。

如图1所示，气液分离单元2位于罐体1内，且气液分离单元2位于进气口11和排气口12之间。

图2是本公开实施例提供的一种气液分离单元2的结构示意图。如图2所示，气液分离单元2包括：多个隔板21和多个导流板22。在同一气液分离单元2中，多个隔板21位于罐体1内的同一高度，多个隔板21平行间隔且平行于罐体1的中轴线，每个隔板21上相反的两侧边均与罐体1的内壁连接。

图3是本公开实施例提供的一种气液分离单元2的轴截面的示意图。如图3所示，相邻的隔板21之间均设有多个平行间隔布置的导流板22，导流板22与隔板21垂直连接，导流板22与罐体1的中轴线呈锐角α布置。

本公开实施例提供的气液分离器中气液分离单元2设置在排气口12和进气口11之间，即通过罐体1的进气口11将循环氢注入罐体1中，注入的循环氢即可通过气液分离单元2进行气液分离。在通过气液分离单元2分离时，循环氢会先被多个隔板21分散成多个组分，每个组分的循环氢则分别进入由不同的两个隔板21分隔形成的空间内和隔板21与罐体1的内壁之间的空间内。由于隔板21分隔形成的空间和隔板21与罐体1的内壁之间的空间内，还设置有多个平行间隔布置的导流板22，且各个导流板22与罐体1的中轴线呈锐角布置，也即各个导流板22是倾斜布置的。这样就使得各个组分的循环氢进入气液分离单元2后，会被倾斜布置的导流板22阻挡，从而改变循环氢的扩散方向。并且，循环氢在触碰导流板22时，产生的冲击力也会促使循环氢中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体1底部，以实现第一级气液分离。经过导流板22阻挡而改变扩散方向的循环氢，在改变扩散方向后又会再次与导流板22相邻的另一个导流板22触碰，从而再一次被阻挡并改变循环氢的扩散方向。同样地，循环氢在触碰另一个导流板22时，产生的冲击力也会促使循环氢中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体1底部，而气相组分则继续向上扩散，直至从排气口12流出罐体1，以实现第二级气液分离。

本公开实施例通过在罐体1内设置的气液分离单元2能实现两级气液分离，有效提高了气液分离罐的分离效率。即使是注入气液分离罐内的循环氢压力较高的情况，在相邻的两个倾斜布置的导流板22的阻挡下也能有效阻挡循环氢快速通过罐体1，使循环氢能充分进行气液分离，提高气液分离效率。

相较于直接对所有的循环氢进行气液分离，这样通过将循环氢打散成多个组分，以分别对多个组分的循环氢进行气液分离，相当于使单次气液分离的循环氢的量有所降低(即少量多次)，从而能提高每个组分中循环氢的气液分离效果；并且，每个组分中的循环氢在气液分离时，又被多个平行间隔分布的导流板22划分为更多体积更小的组分，以进行气液分离，从而进一步提高循环氢的气液分离效果，以使得循环氢整体的气液分离系效果更好。本公开实施例提供的气液分离装置能充分分离循环氢中的液相组分和气相组分，以降低循环氢压缩机的能耗，避免机体损坏，并提高加氢裂化的效率。

本公开实施例中，罐体1可以是圆柱罐，圆柱罐的顶部和底部均设置有封头密封。其中，排气口12位于圆柱罐的顶部封头处，排液口13位于圆柱罐的底部封头处，进气口11则与圆柱罐的罐身连通。

其中，由于罐体1的横截面呈圆环状，因此，每个气液分离单元2中，各个隔板21的径向长度均不相同。如图2所示，位于罐体1的横截面中部区域的隔板21的径向长度最长，随着向罐体1的横截面边界区域靠近，隔板21的径向长度逐渐减小。

需要说明的是，在本公开实施例中，径向、轴向均是指以罐体为基准，即径向为罐体的径向，轴向为罐体的轴向。例如，径向长度即为在罐体的径向上的长度尺寸。

如图2所示，在同一气液分离单元2中，相邻的两个隔板21之间的间距h1可以为50mm至300mm，优选为80mm至200mm。隔板21之间的间距为供导流板22安装的空间间距，通过设置合理的间距，以合理控制导流板22的尺寸大小，从而提高导流板22的分离效果。

如图3所示，隔板21(也即气液分离单元2)的轴向长度h2可以为50mm至300mm，优选为70mm至200mm。

可选地，如图3所示，同一气液分离单元2中相邻的隔板21之间，相邻的导流板22之间的垂直间距h3为20mm至600mm，优选为50mm至500mm。导流板22之间的间距是用于供循环氢通过的，因而通过设置合理的间距，以将循环氢分散为多个，从而保证导流板22的分离效果。

本公开实施例中，隔板21上相反的两侧边可以通过焊接的方式固定在罐体1的内壁上。而导流板22位于相邻的两个隔板21之间，因而导流板22可以有至少一个侧边与隔板21的一侧面焊接固定，从而实现导流板22安装。若需要加强导流板22的安装可靠性，还可以将导流板22的两个侧边均分别与相邻的两个隔板21的一侧面焊接固定。

在一种可能的实现方式中，位于同一隔板21两侧的导流板22所在平面呈非零夹角。

如图2所示，本公开实施例中，同一气液分离单元2中，在同一隔板21两侧的两列导流板22均分别朝向相反的方向倾斜，即在同一隔板21两侧的两列导流板22中的各个导流板22之间均存在一定的夹角，而使循环氢产生交错流动，改变循环氢的流动方向。这样使得被分散至同一隔板21两侧的循环氢会朝不同方向扩散，这样在循环氢从同一气液分离单元2流出时，相邻的循环氢就会朝不同的方向扩散，而朝不同的方向扩散的循环氢更容易相互碰撞，从而在碰撞产生的冲击力下，使得循环氢中的液相组分和气相组分再一次分离，以提高分离效果。

如图3所示，本公开实施例中，导流板22与罐体1的中轴线之间的夹角α可以为45°至75°，优选为55°至75°。例如，导流板22与罐体1的中轴线之间的夹角α为30°。因而，上述实现方式中，位于同一隔板21两侧的导流板22之间的夹角可以是30°+30°＝60°。

在另一种可能的实现方式中，位于同一隔板21两侧的导流板22相互平行或共面。

上述实现方式中，在同一隔板21两侧的两列导流板22均分别朝向相同的方向倾斜，即在同一隔板21两侧的两列导流板22中的各个导流板22之间均无夹角。这样使得被分散至同一隔板21两侧的循环氢会朝相同方向扩散，这样在循环氢从同一气液分离单元2流出时，相邻的循环氢就会朝相同的方向扩散，而朝相同的方向扩散的循环氢更容易混合并行，从而快速通过气液分离装置，以提高分离速度。

可选地，气液分离单元2可以有多个，例如至少2个。在本公开实施例中，如图1所示，气液分离单元2设置有10个。多个气液分离单元2沿罐体1的轴向间隔排布。通过设置多个气液分离单元2可以使得注入罐体1内的循环氢进行多次的两级气液分离，使得分离更加充分，以提高气液分离效果。

可选地，在罐体1的轴向上，相邻的气液分离单元2的间距l不大于气液分离单元2的轴向长度h2的8倍。优选为0.5至6倍。通过限制相邻的气液分离单元2之间的间距l，可以使得多个气液分离单元2保持合理的间距，能保证每一级气液分离单元2之间都有充足的循环氢，便于高效地实现气液分离。并且，相邻的气液分离单元2的间距l还与气液分离单元2的轴向长度h2相关，通过合理限定相邻的气液分离单元2的间距l与气液分离单元2的轴向长度h2之间的比例，使得通过每个气液分离单元2的循环氢均有充足的间隙在罐体1内扩散，不会直接再次进入下一个气液分离单元2，以使分散同向扩散的循环氢有充足的空间混合或使反向扩散的循环氢有充足的空间再次相互碰撞，加速分离。

示例性地，相邻的气液分离单元2的间距l可以为20mm至600mm，气液分离单元2的轴向长度h2可以为50mm至300mm。为符合相邻的气液分离单元2的间距l不大于气液分离单元2的轴向长度h2的8倍，例如，相邻的气液分离单元2的间距l可以设置为30mm，气液分离单元2的轴向长度h2可以为200mm。

可选地，多个气液分离单元2的隔板21均平行，与隔板21平行的同一轴截面上相邻的两个气液分离单元2的导流板22呈夹角布置且与罐体1的中轴线的夹角相同。其中，轴截面是指经过罐体1的中轴线的截面，即图1中竖直方向上的截面。

如图1所示，在竖直方向上，相邻的两个气液分离单元2的导流板22朝相反的方向倾斜，即在相邻的两个气液分离单元2中的各个导流板22之间均存在一定的夹角，而使通过前一个气液分离单元2的循环氢，再次进入到下一个气液分离单元2时，循环氢会产生交错流动，改变循环氢的流动方向，以最终使循环氢在竖直方向上形成s形的流动轨迹，从而大幅抑制循环氢中的液相组分返混，减少循环器中携带的液相组分，提高气液分离效果。

可选地，如图1所示，气液分离装置还可以包括破沫网3，破沫网3位于罐体1的顶部，破沫网3的边缘与罐体1的内壁相连，气液分离单元2位于破沫网3下方。即循环氢通过气液分离单元2后，再继续通过破沫网3进行最后一次脱液，通过破沫网3的循环氢经排气口12以及与排气口12连通的管线输送至加氢裂化装置。

本公开实施例提供的气液分离装置在分离循环氢时，可以使循环氢产生交错流动，改变循环氢的流动方向，使循环氢形成s形的流动轨迹，有效抑制液相组分返混，避免分离后气相组分再次与液相组分混合，并携带液相组分继续扩散，从而提高气液分离效率。并且，该气液分离装置结构简单，便于加工和安装，也便于检修和维护；同时还通过合理调节结构、位置参数，降低液相组分返混的可能性。且能有效延长循环氢在罐体内的停留时间，更为安全高效的实现气液分离，能够解决目前循环氢带液的问题，保证循环氢压缩机安全稳定长周期运行，降低循环氢压缩机的能耗，提高循环氢纯度。

以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。