一种气液固三相分离器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气液固三相分离器，以解决现有的气液固三相分离器分别存在的占据反应器的容积较大、结构复杂或气液固三相的分离效果有限等问题。本实用新型专利技术包括外套筒（２）、内套筒（３），两者之间形成环形通道（７）。外套筒自上而下依次由外套筒上锥段（２１）、外套简直筒段（２２）和外套筒下锥段（２３）组成；外套筒上锥段的顶部设有升气管（１）。内套筒自上而下依次由内套筒上锥段（３１）、内套简直筒段（３２）和内套筒下锥段（３３）组成。外套筒上锥段的上部设有开孔（４），内套筒上锥段上设有条形孔（５）。本实用新型专利技术可用于石油炼制行业中的沸腾床加氢过程，也可用于多种其它的过程，进行气液固三相的分离。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气、液、固混合物的分离装置。
技术介绍
在石油炼制行业中，沸腾床加氢工艺是一种高转化率的加工过程。烃类液体进料与氢气混合后从反应器的下部进入反应器，流经分布板后向上通过催化剂床层，进行反应；催化剂被流化，处于具有返混的沸腾状态。在该过程中，反应生成的液相产品和油气同参与反应的催化剂和氢气相混合、形成气液固三相混合物；需在反应器内设置分离器，进行气液固三相分离。美国专利US 4753721公开了一种用于沸腾床加氢反应器的气液固三相分离器，主要由下降管和位于其顶部的循环杯、流出产物管线和循环泵组成。催化剂、液相和气相在下降管外混合沸腾，由于密度不同使得催化剂沉积分离。循环杯进行气液分离；分离出的液相油进入下降管，由循环泵抽出，部分进行再循环；分离出的油气和氢气经流出产物管线由反应器抽出。这种分离器的气液固分离效率较好，但存在如下问题占据反应器的容积较大(主要是下降管、循环杯和流出产物管线占据)，使催化剂装填量一般只有反应器容积的35%，并使反应器内预留沸腾反应空间较少，降低了生产效率。另外，分离器的结构复杂、检修困难，循环泵的维修费用较高。中国专利CN 1185047C公开的沸腾床反应器中所用的气液固三相分离器主要由内筒和外筒组成，能够解决US 4753721存在的问题。但这种结构的分离器，气液固三相的分离效果有限，主要是气-液、液-固的分离效果不太好。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种气液固三相分离器，以解决现有的气液固三相分离器分别存在的占据反应器的容积较大、结构复杂或气液固三相的分离效果有限等问题。 为解决上述问题，本技术采用的技术方案是一种气液固三相分离器，设于圆筒型反应器壳体内的上部，包括外套筒、内套筒，外套筒与内套筒之间形成环形通道，其特征在于外套筒自上而下依次由外套筒上锥段、外套筒直筒段和外套筒下锥段组成，外套筒上锥段的顶部设有升气管，内套筒自上而下依次由内套筒上锥段、内套筒直筒段和内套筒下锥段组成，外套筒上锥段、外套筒下锥段和内套筒下锥段为截头圆锥面形，内套筒上锥段为倒置截头圆锥面形，外套筒直筒段、内套筒直筒段和升气管为圆筒形，外套筒上锥段的上部设有开孔，内套筒上锥段上设有条形孔，内套筒上锥段的顶部位于外套筒上锥段上部所设开孔与外套筒上锥段的底部之间，内套筒直筒段的顶部位于外套筒直筒段的顶部与底部之间，外套筒下锥段的底部位于内套筒下锥段的顶部与底部之间，内套筒下锥段的底部圆孔直径大于外套筒下锥段的底部圆孔直径。 采用本技术，具有如下的有益效果(l)本技术气液固三相分离器所占据的反应器容积较小(一般占5% 20%)，所以反应器内催化剂的装填量和预留沸腾反应空间较大、反应器空间利用率较高，可以提高生产效率。催化剂装填量一般可以达到反应器容积的50% 70%。 (2)结构简单、易于检修，维修费用低。(3)能有效地将气相、液相、固3相分离，分离效果较好。具体的分离过程，详见本说明书具体实施方式部分的说明。 以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本技术要求保护的范围。附图说明图1是设于反应器壳体内的本技术气液固三相分离器的结构示意图。具体实施方式参见图1，本技术的气液固三相分离器设于圆筒型反应器壳体9内的上部，反应器为沸腾床加氢反应器。反应器壳体9的顶部设有催化剂装填管14、气相出口管12，上侧部设有液相出口管13，底部设有入口管11和催化剂卸出管15。反应器壳体9内的下部设有分布板IO。这些结构都是常规的。本技术的气液固三相分离器(简称为分离器)，包括外套筒2、内套筒3，外套筒2与内套筒3之间形成环形通道7。外套筒2自上而下依次由外套筒上锥段21、外套筒直筒段22和外套筒下锥段23组成，外套筒上锥段21的顶部设有升气管l。内套筒3自上而下依次由内套筒上锥段31、内套筒直筒段32和内套筒下锥段33组成。外套筒上锥段21、外套筒下锥段23和内套筒下锥段33为截头圆锥面形，内套筒上锥段31为倒置截头圆锥面形，外套筒直筒段22、内套筒直筒段32和升气管1为圆筒形。 外套筒上锥段21的上部设有开孔4，开孔率根据通过开孔4的气相流速确定。开孔4一般为圆形孔、正方形孔或条形孔等。开孔4具有降低进入外套筒上锥段21中的气相的流速、促使气相中部分反应生成油气冷凝的作用。内套筒上锥段31上设有条形孔5，开孔率根据沸腾层6中的液相通过条形孔5的流速确定。条形孔5的宽度要求小于催化剂颗粒的尺寸，以阻挡催化剂颗粒。 内套筒上锥段31的顶部位于外套筒上锥段21上部所设开孔4与外套筒上锥段21的底部之间，内套筒直筒段32的顶部位于外套筒直筒段22的顶部与底部之间，外套筒下锥段23的底部位于内套筒下锥段33的顶部与底部之间，内套筒下锥段33的底部圆孔直径大于外套筒下锥段23的底部圆孔直径。外套筒下锥段23的底部边缘与内套筒下锥段33外表面之间留有环形间隙，为环形通道7的底部出口 。 本技术气液固三相分离器的主要结构参数一般如下气液固三相分离器的总高度H占反应器壳体9高度的5 % 30 % ，升气管1顶部至反应器壳体9顶部所设气相出口管12底部的距离a为气液固三相分离器总高度H的10% 50%，升气管1的高度占气液固三相分离器总高度H的5% 30%。外套筒上锥段21顶部圆孔直径为内套筒直筒段32直径的50% 120%。外套筒直筒段22的直径为反应器壳体9内直径D的35% 75%，高度占气液固三相分离器总高度H的15% 30% 。外套筒下锥段23底部圆孔直径为反应器壳体9内直径D的50% 80% 。内套筒上锥段31顶部圆孔直径为外套筒直筒段22直径的60% 90%。内套筒直筒段32的直径为外套筒直筒段22直径的50% 80%，高度占气液固三相分离器总高度H的15% 30% 。内套筒下锥段33底部圆孔直径为反应器壳体9内直径D的55% 95%。 根据以上数据计算，分离器一般占据5% 20%的反应器容积(实际上是反应器壳体9的容积)。 升气管1的直径、外套筒上锥段21顶部圆孔的直径相等，外套筒直筒段22的直径、外套筒上锥段21底部圆孔的直径、外套筒下锥段23顶部圆孔的直径相等，内套筒直筒段32的直径、内套筒上锥段31底部圆孔的直径、内套筒下锥段33顶部圆孔的直径相等。各构件的板厚一般为几毫米到十几毫米；对于分离器结构参数的计量，板厚可以忽略不计。 本技术的气液固三相分离器，一般采用不锈钢、抗氢腐蚀钢制造，各构件一般是焊接连接。可以参照石油炼制行业中固定床加氢反应器内构件常用的固定方法，将本技术分离器固定在沸腾床加氢反应器壳体内。 下面以本技术分离器用于沸腾床加氢反应器(简称为反应器)为例，说明其分离气液固三相的过程。参见图1，烃类液体进料与氢气混合后从入口管11进入反应器，流经分布板IO后向上通过催化剂床层，进行反应。反应生成的液相产品和油气同参与反应的催化剂和氢气相混合、形成气液固三相混合物，向上随机运动进入分离器的内套筒下锥段33、内套筒直筒段32，在内套筒直筒段32中加速。之后进入内套筒上锥段31并减速，形成气液固三相的沸腾层6(沸腾层6基本上是在内套筒上锥段31中)。沸腾层6中的催化剂颗粒被条形孔5阻挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液固三相分离器，设于圆筒型反应器壳体（９）内的上部，包括外套筒（２）、内套筒（３），外套筒（２）与内套筒（３）之间形成环形通道（７），其特征在于：外套筒（２）自上而下依次由外套筒上锥段（２１）、外套筒直筒段（２２）和外套筒下锥段（２３）组成，外套筒上锥段（２１）的顶部设有升气管（１），内套筒（３）自上而下依次由内套筒上锥段（３１）、内套筒直筒段（３２）和内套筒下锥段（３３）组成，外套筒上锥段（２１）、外套筒下锥段（２３）和内套筒下锥段（３３）为截头圆锥面形，内套筒上锥段（３１）为倒置截头圆锥面形，外套筒直筒段（２２）、内套筒直筒段（３２）和升气管（１）为圆筒形，外套筒上锥段（２１）的上部设有开孔（４），内套筒上锥段（３１）上设有条形孔（５），内套筒上锥段（３１）的顶部位于外套筒上锥段（２１）上部所设开孔（４）与外套筒上锥段（２１）的底部之间，内套筒直筒段（３２）的顶部位于外套筒直筒段（２２）的顶部与底部之间，外套筒下锥段（２３）的底部位于内套筒下锥段（３３）的顶部与底部之间，内套筒下锥段（３３）的底部圆孔直径大于外套筒下锥段（２３）的底部圆孔直径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冕，李群生，陈崇刚，蔡连波，胡庆均，赵勇，冯勇，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团洛阳石油化工工程公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]