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用于分离多相烃流的组分的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:41201484 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-07 22:27
本发明专利技术涉及用于分离多相烃流(27)的组分的装置和方法,该装置包括:‑外容器(1),其具有包括顶部出口(3)的顶端(2)、包括底部出口(5)的底端(4)、以及设置在顶端(2)和底端(4)之间并具有与顶部出口(3)和底部出口(5)流体连通的外容器内部容积(8)的外容器主体(7),纵向轴线(6)在顶端(2)和底端(4)之间延伸;其中,外容器主体(7)包括:‑第一区段(9),其包括切向入口(10),该切向入口布置成将多相烃流(27)切向地引入到外容器内部容积(8)中以产生涡流,以及‑第二区段(11),其布置为比第一区段(9)更靠近底端(4),其中外容器内部容积(8)在第二区段(11)中具有比在第一区段(9)中更小的横截面周长;‑内容器(15),其设置在外容器主体(7)内,内容器(15)包括:‑内容器主体(16),其具有内容器内部容积(17),以及‑内底部入口(18),其朝向外容器(1)的底端(4)定向并与内容器内部容积(17)和外容器内部容积(8)流体连通;以及‑横穿导管(21),其与内容器内部容积(17)流体连通并横穿外容器主体(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及用于分离多相烃流的组分的装置和方法


技术介绍

1、烃裂化过程通常涉及将长链烃分解成短链烃,通常在中等温度或高温下进行,例如在400至600℃之间(热裂化)和/或在催化剂存在下(催化裂化)。裂化过程的一个特别有趣的应用是塑料材料的解聚,用于塑料废品的回收。

2、裂化过程通常会产生需要至少部分分离的复杂的烃混合物。从裂化反应器获得的此类混合物通常是多相系统,包含蒸气、液体并且有时还包含固体组分。例如,气相可包含期望的裂化烃,液相可包含尚未充分裂化的烃,并且固相可包含焦炭颗粒。此外,可能存在杂质,特别是在塑料废品回收的情况下。除焦炭颗粒外,固体杂质还可以包括例如铝粉、填料或灰。蒸气杂质可以例如包含塑料材料中常用的某些有机磷组分。

3、wo 2020/168062 a1公开了一种用于从蒸气裂化炉流出物中去除焦炭和焦油的方法,其中将骤冷的炉流出物引入到离心分离器中,其中蒸气产物和包含至少一部分焦炭和/或焦油的离心分离器底部沉积物被分离。

4、us2,776,931公开了一种用于使来自焦化操作的热流出蒸气骤冷和分离的方法和装置,其中使热流出蒸气骤冷,从而液化某些高沸点污染物,然后在旋风分离区中使液体和固体与剩余的骤冷蒸气分离。

5、us2,927,890公开了一种涉及使来自石油渣油进料的热转化的气态产物分离和骤冷的方法,其中骤冷的流被送入旋风分离区以将未冷凝的蒸气与夹带的固体和液体流分离,并且其中随后液体流与固体分离。


技术实现思路

<p>1、本专利技术的一个目的是至少减轻现有技术的一个或多个缺陷。具体地,本专利技术的一个目的是提供允许在单件设备中至少部分分离多相烃流的蒸气、液体和固体组分的装置和方法。此外,本专利技术的另一目的是提供允许更有效地从多相烃流、特别是从塑料材料的解聚获得的多相烃流中去除杂质的装置和方法。

2、为此目的,本专利技术提供了一种用于分离多相烃流的组分的装置,该装置包括:

3、-外容器,该外容器具有包括顶部出口的顶端、包括底部出口的底端、以及设置在顶端和底端之间并具有与顶部出口和底部出口流体连通的外容器内部容积的外容器主体,纵向轴线在所述顶端和所述底端之间延伸;

4、其中,所述外容器主体包括:

5、-第一区段,该第一区段包括切向入口,该切向入口布置成将所述多相烃流切向地引入到所述外容器内部容积中以产生涡流,以及

6、-第二区段,该第二区段布置为比所述第一区段更靠近所述底端,其中所述外容器内部容积在第二区段中具有比在第一区段中更小的横截面周长;

7、-内容器,该内容器设置在所述外容器主体内,该内容器包括:

8、-内容器主体,该内容器主体具有内容器内部容积,以及

9、-内底部入口,该内底部入口朝向所述外容器的所述底端定向并与所述内容器内部容积和所述外容器内部容积流体连通;以及

10、-横穿导管,该横穿导管与所述内容器内部容积流体连通并横穿所述外容器主体。

11、另一方面,本专利技术提供了一种在根据本专利技术的装置中分离多相烃流的组分的方法,该方法包括以下步骤:

12、-经由切向入口将多相烃流引入外容器内部容积中以产生涡流,由此将蒸气产物与烃流分离并传送至所述顶部出口;

13、-从所述顶部出口回收所述蒸气产物;

14、-将烃流从所述第一区段传送至所述第二区段,从而增加涡流的切向速度,其中所述烃流被分离成富含固体的产物流和固体减少的产物流,其中所述富含固体的产物流被传送至所述底部出口;

15、-从所述底部出口回收所述富含固体的产物流;

16、-将所述固体减少的产物流经由所述内容器底部入口传送至所述内容器内部容积;以及

17、-经由所述横穿导管从所述内容器内部容积回收所述固体减少的产物流。

18、本专利技术的装置和方法允许在单件设备中至少部分地分离多相烃流的蒸气、液体和固体组分。在本专利技术的上下文中,术语“多相”是指存在多于一相的物质。优选地,多相烃流包含至少三相,特别是其包含蒸气、液体和固体组分。本专利技术装置的第一区段有利地允许将蒸气与液体和固体分离;第二区段有利地允许将液体/固体混合物进一步分离成富含固体的产物流和固体减少的产物流。在单件设备中执行这两个分离过程可以降低成本和复杂性,同时提高效率。此外,可以避免连接单独的分离装置时可能需要的管道和控制阀,从而提高稳健性并降低故障率,例如,由于堵塞导致的。

19、在本专利技术的装置中,外容器内部容积在外容器主体的第二区段中具有比在第一区段中更小的横截面周长。除非另有说明,本文使用的术语“横截面”指的是与基本上垂直于纵向轴线的平面的相交。因此,外容器内部容积的横截面周长是指外容器内部容积在基本上垂直于外容器的纵向轴线的横截面平面中的区域的周长。外容器主体的第一区段允许按照旋风分离原理将蒸气与液体和固体分离。固体和液体组分通过离心力被径向向外推向外容器主体的内表面,并继续沿轴向方向朝第二区段移动,而蒸气组分被径向向内推并轴向向上朝顶部出口移动。在第一区段中提供较大的横截面周长降低了蒸气产物移向顶部出口的轴向速度,这有利地减少了液滴与蒸气的拖曳,并因此导致分离效率的提高。同时,在第二区段中提供较小的横截面周长允许第二区段中涡流的较高切向速度,这有利地减少停留时间并由此减少结焦倾向。同时,第二区段较高的切向速度导致较高的离心力,从而也提高了该区段的分离效率。

20、优选地,外容器内部容积在第二区段中的横截面周长与外容器内部容积在第一区段中的横截面周长的比率小于0.95,优选地小于0.9,更优选地小于0.8,甚至更优选小于0.7,最优选小于0.6。特别优选的是,所述比率介于0.05至0.95之间,优选地介于0.1至0.9之间,更优选地介于0.25至0.8之间,甚至更优选地介于0.4至0.7之间,最优选地介于0.5至0.6之间。

21、优选地,第一区段中的外容器内部容积的沿着纵向轴线的延伸与其横截面区域的直径的比率在0.2至5之间,优选地在0.33至3之间,更优选地在0.5至2之间,甚至更大优选地在0.75至1.8之间,最优选地在1至1.4之间。在本文中,特别优选的是,第一区段中的外容器内部容积基本上是圆柱形的。

22、优选地,第二区段中的外容器内部容积的沿着纵向轴线的延伸与其横截面区域的直径的比率在0.4至10之间,优选地在0.66至6之间,更优选地在1至4之间,甚至更大优选地在1.33至3之间,最优选地在1.6至2.5之间。在本文中,特别优选的是,第二区段中的外容器内部容积基本上是圆柱形的。

23、在优选实施例中,该装置还包括连接第一区段和第二区段的第三区段。优选地,所述第三区段中的外容器内部容积基本上是截头圆锥形的。

24、在本专利技术方法的一个优选实施例中,第一区段中涡流的切向速度为0.01至20m/s之间,优选地在0.05至10m/s之间,更优选地在0.1至5m/s之间,最优本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于分离多相烃流(27)的组分的装置,该装置包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其中所述外容器内部容积(8)在所述第二区段(11)中的横截面周长与所述外容器内部容积(8)在所述第一区段(9)中的横截面周长的比率介于0.05至0.95之间,优选地介于0.1至0.9之间,更优选地介于0.25至0.8之间,甚至更优选地介于0.4至0.7之间,最优选地介于0.5至0.6之间。

3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述装置还包括与所述顶部出口(3)流体连接的冷却系统,其中所述冷却系统适于冷凝经由所述顶部出口(3)离开所述外容器内部容积(8)的蒸气产物(30)的一部分并且将所述蒸气产物(30)的冷凝部分传送回到所述外容器内部容积(8)中,优选地其中所述冷却系统包括至少一个喷嘴(33)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置,其中所述第一区段(9)和/或所述第二区段(11)中的所述外容器内部容积(8)基本上是圆柱形或基本上是截头圆锥形,优选地基本上是圆柱形。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置,其中所述第一区段(9)包括第二切向入口(13),所述第二切向入口(13)布置成将所述多相烃流(27)切向地引入到所述外容器内部容积(8)中以产生涡流。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置,其中所述第二区段(11)包括布置成将流切向地引入到所述外容器内部容积(8)中的下部切向入口(14)。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置,其中所述内容器(15)包括内顶部出口(19),所述内顶部出口(19)朝向所述外容器(1)的所述顶端(2)定向并且与所述外容器内部容积(8)和所述内容器内部容积(17)流体连通,优选地其中所述横穿导管(21)在沿着所述纵向轴线(6)比所述内容器(15)的内顶部出口(19)更向下的位置处横穿所述外容器主体(7)。

8.根据权利要求7所述的装置,其中所述内容器(15)包括布置在所述内顶部出口(19)与所述外容器(1)的所述顶端(2)之间的屏障(20),其中所述屏障(20)布置成至少部分地阻止固体经由所述内顶部出口(19)进入所述内容器内部容积(17),但允许流体经由所述内顶部出口(19)离开所述内容器内部容积(17)。

9.一种用于在根据权利要求1至8中的任一项所述的装置中分离多相烃流(27)的组分的方法,该方法包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的方法,其中所述方法还包括以下步骤:冷凝经由所述顶部出口(3)离开所述外容器内部容积(8)的所述蒸气产物(30)的一部分,并且将所述蒸气产物(30)的冷凝部分传送回到所述外容器内部容积(8)中。

11.根据权利要求10所述的方法,其中所述冷凝通过将流体喷射到所述蒸气产物(30)上来实现,其中所述流体的温度低于所述蒸气产物(30)的温度,优选地其中所述流体的温度介于120℃至350℃之间,优选地介于150℃至300℃之间,特别是介于180℃至250℃之间。

12.根据权利要求11所述的方法,其中所述流体通过冷凝和再循环所回收的蒸气产物(30)的一部分而获得。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的方法,其中所述多相烃流(27)在所述切向入口(10)处的温度介于300℃至480℃之间,优选地介于330℃至450℃之间,更优选地介于350℃至420℃之间,最优选地介于360℃至400℃之间。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的方法,其中所述多相烃流(27)由塑料材料、优选塑料废品的解聚获得。

15.根据权利要求14所述的方法,其中所述塑料材料包括聚烯烃,优选选自聚乙烯和聚丙烯、和/或聚苯乙烯。

16.根据权利要求9至15中的任一项所述的方法,其中所述多相烃流(27)包含选自铝粉和/或有机磷化合物、尤其是亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的杂质。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于分离多相烃流(27)的组分的装置,该装置包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其中所述外容器内部容积(8)在所述第二区段(11)中的横截面周长与所述外容器内部容积(8)在所述第一区段(9)中的横截面周长的比率介于0.05至0.95之间,优选地介于0.1至0.9之间,更优选地介于0.25至0.8之间,甚至更优选地介于0.4至0.7之间,最优选地介于0.5至0.6之间。

3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述装置还包括与所述顶部出口(3)流体连接的冷却系统,其中所述冷却系统适于冷凝经由所述顶部出口(3)离开所述外容器内部容积(8)的蒸气产物(30)的一部分并且将所述蒸气产物(30)的冷凝部分传送回到所述外容器内部容积(8)中,优选地其中所述冷却系统包括至少一个喷嘴(33)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置,其中所述第一区段(9)和/或所述第二区段(11)中的所述外容器内部容积(8)基本上是圆柱形或基本上是截头圆锥形,优选地基本上是圆柱形。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置,其中所述第一区段(9)包括第二切向入口(13),所述第二切向入口(13)布置成将所述多相烃流(27)切向地引入到所述外容器内部容积(8)中以产生涡流。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置,其中所述第二区段(11)包括布置成将流切向地引入到所述外容器内部容积(8)中的下部切向入口(14)。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置,其中所述内容器(15)包括内顶部出口(19),所述内顶部出口(19)朝向所述外容器(1)的所述顶端(2)定向并且与所述外容器内部容积(8)和所述内容器内部容积(17)流体连通,优选地其中所述横穿导管(21)在沿着所述纵向轴线(6)比所述内容器(15)的内顶部出口(19)更向下的位置处横穿所述外容器主体(7)。

8.根据权利要求7所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员:W·霍弗A·莱希莱特纳M·巴隆切利
申请(专利权)人:OMV当思追牧有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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