一种三相流体的逐级减压方法及其设计方法和用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三相流体的逐级减压方法及其设计方法和用途，属于石油化工和煤化工领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着原油开采量的不断增加和常规原油储量的不断减少，原油劣质化趋势越来越严重，炼油企业将重心放到了重油二次加工工艺上，以获取更高的轻油收率，但是延迟焦化、催化裂化、溶剂脱沥青等传统工艺因为污染严重而饱受诟病，因此重油加氢、油煤共炼、煤直接液化等相对环保的加氢工艺应运而生。
[0003]上述三种加氢工艺在加氢不及时时就会有结焦物产生，因此在分离系统中就会存在三相流体并存的情况;另外，如果使用非均相催化剂，分离系统中三相流体并存的现象更是无法避免。现有技术中，处理三相流体以分离轻组分时，人们通常采用减压方法，即通过一次性将三相流体由高温高压降为高温低压或常压，使液相气化以分离出轻油。
[0004]但是通过这种较大幅度压降进行减压分离轻油时，三相流体会对减压阀会造成非常严重的磨损，这是因为较大幅度减压时气相急剧膨胀会对阀芯造成膨胀性磨损，部分液相气化会对阀芯造成汽蚀性磨损，固相物质则会对阀芯造成摩擦性磨损，大大缩短了减压阀的使用寿命，一旦磨穿不仅造成减压阀的损坏，产生巨大的经济损失，还可能造成装置停工，甚至酿成安全事故。而目前国内外重油加氢、油煤共炼和煤直接液化工艺还没有提出解决这一技术问题的有效方法。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种三相流体的逐级减压方法，能够大大延长耐磨阀的使用寿命，降低栗因磨损带来的经济损失和安全风险。本发明还提供了其设计方法和用途。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于所述三相流体流经至少两级的减压阀完成减压以分离轻组分，第一次减压前的三相流体的压力为2 15MPa，最后一次减压后的三相流体的压力< 5Mpa，所述三相流体中气、液、固每相的含量2 lwt%。
[0008]优选的每一级减压阀的减压幅度<1MPa0
[0009]进一步优选的每一级减压阀的减压幅度为4?8MPa。
[0010]进一步优选的各减压阀的减压幅度之差不超过2MPa。
[0011]所述减压幅度用所述三相流体流经每一级减压阀前后的压差值或者流经每一级减压阀后的压力值来控制。
[0012]优选的在每一级的减压阀后设置取压点，所述取压点设置在紧邻减压阀的管道上或者下一级减压阀前的分离器上。
[0013]上述一种三相流体的逐级减压方法的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，重油加氢工艺指以原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合为原料进行加工；油煤混炼工艺指以原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青和煤焦油中的一种或者多种组合与褐煤、烟煤中的一种或者多种组合为原料进行加工，油与煤的比例范围为97-30:3:70ο
[0014]还包括上述一种三相流体的逐级减压方法的设计方法。
[0015]本发明的技术效果:
[0016]本发明的一种三相流体的逐级降压方法，通过使所述流体流经至少两级减压阀逐级减压以分离气相轻组分，这种逐级降压减少了每一级的压降幅度，能直接大幅降低对设备和阀门的膨胀式磨损和汽蚀式磨损程度，尤其是，本发明进一步优选的设计了合理的减压幅度，在压降幅度小的同时介质流动更加平稳，也能大幅减轻固相摩擦带来的磨损，进而延长减压阀的使用寿命，降低装置停工和出现安全事故的可能性。
【附图说明】
[0017]图1为一种三相流体的减压过程实施例简图。
[0018]标号如下:
[0019]1-进料缓冲罐；2-—级分离罐;3-二级分离罐;4-三级分离罐;5-进料;6_气相出料;61-—级罐气相出料;62-二级罐气相出料;63-三级罐气相出料;7-—级减压阀；8-二级减压阀；9-三级减压阀；10-液固体出料。
【具体实施方式】
[0020]为进一步阐述本发明的具体特征，将结合图1加以说明。
[0021]本实例介绍的是油煤共炼浆态床加氢工艺的分离系统分离气、液、固三相流体的减压分离方法，其主要目的是将三相混合流体从高压降至低压，以在降压过程中将轻组分以气相的形式分离出来，本实施例只介绍分离系统中高温减压系列。
[0022]具体做法是设置依次相连的四个分离缓冲罐，并在相邻的缓冲罐之间的管路上依次设置一级减压阀7、二级减压阀8和三级减压阀9实现逐级降压。在每一级的减压阀后设置取压点，取压点设置在紧邻减压阀的管道上或者下一级减压阀前的分离器上，这期间的压损小，用此值来控制减压阀的阀芯开度进而达到准确控制压降幅度。
[0023]具体分离过程如下:
[0024]进料5进入进料缓冲罐I中，其中气相、液相、固相含量分别为2?1%，85?1%和13wt%,压力为20MPa，当三相不平衡时，少量气体自气相出料6分离出来。其余混合物料流经一级减压阀7，经初次降压至15MPa，进入一级分离罐2中，部分液相气化后自一级罐气相出料61分离出来，此时气相、液相、固相含量分别占3wt %，75wt %和22的％。余下物料流经二级减压阀8，经再次降压至8MPa，进入二级分离罐3中，又有部分液相气化后自二级罐气相出料62分离出来，此时气相、液相、固相含量分别占4的％，67的％和29的％。最后三相混合物流流经三级减压阀9，降压至2MPa，进入三级分离罐4中，部分液相气化后自三级罐气相出料63分离出来，此时气相、液相、固相含量分别占8wt %，60wt %和32wt %。
[0025]经过与一次减压到位方法的实验对比验证，本实施例采用的逐级减压方法对减压阀的磨损程度大大降低，大大提高了减压阀的使用寿命。本方法中一、二、三级减压阀的使用寿命分别能够达到20个月、28个月和36个月，而一次减压到位方法中减压阀的使用寿命仅为3个月。
[0026]结论:
[0027]从上述实施例可以看出，本发明的一种三相流体的逐级减压方法对高压状态的三相介质降压工况中起到了很好的应用效果，该方法操作简单，且自动化程度高，大大延长了耐磨阀的使用寿命。
[0028]此外，使用于中、低温减压系列时，压降幅度也基本相同，实际幅度主要有压力决定，温度是次要的。经过在类似上述实施例减压幅度的中、低温条件下的逐级减压实验，同样能达到上述效果。
[0029]以上所述仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于所述三相流体流经至少两级的减压阀完成减压以分离轻组分，第一次减压前的三相流体的压力为2 15MPa，最后一次减压后的三相流体的压力< 5Mpa，所述三相流体中气、液、固每相的含量2 lwt%。2.根据权利要求1所述的一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于每一级减压阀的减压幅度< 1MPa。3.根据权利要求2所述的一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于每一级减压阀的减压幅度为4?8MPa。4.根据权利要求2所述的一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于各减压阀的减压幅度之差不超过2MPa。5.根据权利要求2-4任一所述的一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于所述减压幅度用所述三相流体流经每一级减压阀前后的压差值或者流经每一级减压阀后的压力值来控制。6.根据权利要求5所述的一种三相流体的逐级减压方法，其特征在于在每一级的减压阀后设置取压点，所述取压点设置在紧邻减压阀的管道上或者下一级减压阀前的分离器上。7.权利要求1-6任一所述的一种三相流体的逐级减压方法的用途，其特征在于用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺和油煤混炼工艺，重油加氢工艺指以原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种组合为原料进行加工；油煤混炼工艺指以原油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、脱油沥青和煤焦油中的一种或者多种组合与褐煤、烟煤中的一种或者多种组合为原料进行加工，油与煤的比例范围为97-30:3:70ο8.一种三相流体的逐级减压设计方法，其特征在于设计所述三相流体流经至少两级的减压阀完成减压以分离轻组分，第一次减压前的三相流体的压力为2 15MPa，最后一次减压后的三相流体的压力< 5Mpa，所述三相流体中气、液、固每相的含量2 lwt%。
【专利摘要】本发明一种三相流体的逐级减压方法及其设计方法和用途，所述三相流体流经至少两级的减压阀完成减压以分离轻组分，第一次减压前的三相流体的压力为≥15MPa，最后一次减压后的三相流体的压力≤5Mpa，所述三相流体中气、液、固每相的含量≥1wt％。这种逐级降压减少了每一级的压降幅度，能直接大幅降低对设备和阀门的膨胀式磨损和汽蚀式磨损程度，尤其是，本发明进一步优选的设计了合理的减压幅度，在压降幅度小的同时介质流动更加平稳，也能大幅减轻固相摩擦带来的磨损，进而延长减压阀的使用寿命，降低装置停工和出现安全事故的可能性。
【IPC分类】C10G1/00, C10G31/00, C10G67/02
【公开号】CN105542837
【申请号】CN201510934198
【发明人】李苏安, 邓清宇, 王靖宇
【申请人】北京中科诚毅科技发展有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月15日