本发明专利技术涉及进行四相分离的工艺及设备，其由缓冲罐、四相分离器、旋流除油器和污油罐顺序地连接。其中四相分离器包括若干个四相分离管、进料腔、中心溢流腔、环形溢流腔、底流腔、进料口、气粉油出口、水出口和粉出口。其特征在于中心溢流腔、环形溢流腔、进料腔和底流腔自上往下依次排列。四相分离管有一个切向入口和三个轴向出口。即底流口在入口端的另一端，其余两个轴向出口位于入口端，为同轴套筒式结构，其内筒为中心溢流口，两筒之间为环形溢流口。来自焦化塔的含气、油和焦粉的冷焦水首先进入缓冲罐，再经过四相分离器，在去除较大焦粉颗粒的同时，较大油滴与焦粉的聚集体可从中心溢流口排出，有效地避免旋流除油器的堵塞。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对含气体和固体颗粒的互不相溶液体混合液——气-固-液-液混合物(其连续相为液相，分散相为气相、固相和另一种液相)进行四相分离的工艺及设备。
技术介绍
传统的气-固-液-液混合物分离，如炼油厂焦化过程中的冷焦水(含有硫化氢等气体、焦粉和分散油，会对阀门、管道、换热器、高压泵、切焦喷嘴造成堵塞或磨损)，通常用敞开式循环处理工艺，即敞开式排放、平流式隔油工艺，污水中大量挥发性有机物(带有刺激性恶臭)进入厂区环境空气中，对周边环境造成严重影响。在国外，Krebs公司(Kelton G P，Torres D L，Rawlins H，Use hydrocyclones toimprove delayed coker operations，Hydrocarbon Processing(ISSN 0018-8190)V77N.3 111-12，114，116)只是用旋液分离器来分离冷焦水中的焦粉，声称能除去40-50微米以上的焦粉，但没有报道能同时去油、脱气。专利CN02216056.6在空冷器前加了旋流除油器，在含油量2000-3000ppm、含焦粉3000ppm以下的稳定工况下能起到一定的除粉除油作用，起到使冷焦水密闭循环处理的作用。但是，当工况变动，如含油量、含焦粉量有冲击时，其旋流除油器容易被堵塞而不能正常工作，而且，在这种密闭处理过程中，恶臭气体没有出路，始终在循环系统中。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决气-固-液-液混合物分离过程中设备的堵塞问题和气体的分离，提出一种含气体和固体颗粒的互不相溶液体混合液的四相分离方法及装置。本专利技术可用于但并不限于炼油厂焦化过程冲焦水或冷焦水的脱气除粉除油。实现上述目的的技术方案是来自焦化塔的含气、油和焦粉的冷焦水首先进入缓冲罐，然后从四相分离器柱锥形腔体中进入，从四相分离器上部分离出气体、较大油滴或油团与焦粉聚集体，进入污油罐。在污油罐内，气体从污油罐顶部溢出，水从污油罐底部切出，污油可以回到焦化塔或常减压装置回炼；从四相分离器底部排出较大颗粒的焦粉到焦粉池；从四相分离器的另一个出口排出水，进入旋流除油器进一步除油除粉。这样，可以避免旋流除油器的堵塞。本专利技术所述的缓冲罐和污油罐的高径比为1.02-1.10，进水口为切向入口。切向入口的位置在罐体高度的75-85％；四相分离器，其特征在于在其内部设有多个四相分离管，四相分离管的柱锥形腔体上一端有一个切向入口和三个分别位于相应的出料腔中的轴向出口，其中一个轴向出口即底流口在入口端的另一端，用于较大焦粉颗粒的排出；其余两个轴向出口即溢流口为同轴的套筒式结构，位于入口端，位于内筒的中心溢流口用于较大油滴或油团与焦粉的聚集体和气体的排出，两筒之间的环形溢流口用于水相的排出。本专利技术的有益效果是气-固-液-液混合液经过四相分离管，大焦粉颗粒从四相分离器底流口排出；小焦粉颗粒与大部分分散油或油团发生油浮，形成含粉轻液柱随同气体从中心溢流口排出；达到一定纯度要求的水——重液从环形溢流口排出，进入旋流除油器，使旋流除油器得到保护，避免堵塞。此外，水中的恶臭气体也被分离掉。附图说明图1是本专利技术用于含固粒的互不相溶液体混合物分离流程图。图2是本专利技术四相分离器的结构示意图。图3是图2所示的四相分离管的结构示意图。1缓冲罐 2四相分离器 3除油器 4污油罐 5进料口 6进料腔 7环形溢流腔 8中心溢流腔 9气粉油出口 10上隔板 11中隔板 12出水口 13分离管 14下隔板 15底流腔 16出粉口 17中心溢流口 18环形溢流口19入口 20旋流发生腔 21旋流加速腔 22底流口 具体实施例方式下面结合附图介绍本专利技术的实施例。本实施例给出的含气体和固粒的互不相溶液体混合液分离装置组成如图1所示。该分离装置由缓冲罐、四相分离器、旋流除油器和污油罐组成。如图2所示，四相分离器包括多个四相分离管13、进料腔6、中心溢流腔8、环形溢流腔7、底流腔15、进料口5、气粉油出口9、水出口12和粉出口16。其中中心溢流腔8、环形溢流腔7、进料腔6和底流腔15自上往下依次排列，由上隔板10、中隔板11和下隔板14分开。底流腔15为倒锥形，锥角60°～120°。进料口5和水出口12位于侧面。气粉油出口9位于顶部。粉出口16位于底部。四相分离器壳体由上下两部分组成。中心溢流腔8、环形溢流腔7、气粉油出口9和水出口12为一体，进料腔6、进料口5、底流腔15和粉出口16为一体。两部分通过法兰连接。如图3所示，四相分离管13包括柱锥形旋流发生腔20和旋流加速腔21，腔体上有一个切向入口19和三个轴向出口。切向入口在腔体的一端，一个轴向出口——底流口22在入口端的另一端，用于较大焦粉颗粒的排出，其余两个轴向出口——溢流口为同轴的套筒式结构，位于入口端，其内筒为中心溢流口17，用于较大油滴或油团与焦粉聚集体和气体的排出，两筒之间的环形溢流口18用于水相的排出。四相分离管13平行于四相分离器轴线安装，入口19位于四相分离器进料腔6内，中心溢流口17与四相分离器中心溢流腔8相通，环形溢流口18与四相分离器环形溢流腔7相通，底流口22与四相分离器底流腔15相通。四相分离管13与上隔板10的密封用O形圈，与中隔板11和下隔板14的密封用垫片。其中四相分离管13的旋流发生腔20和旋流加速腔21的总长与四相分离管13的主体直径之比为4～6。从焦化塔出来的气-固-液-液混合液首先进入缓冲罐，再进入四相分离器，然后分配进入各个四相分离管。在四相分离管内，混合液高速旋转。在离心力的作用下，大焦粉颗粒被甩到壁面，最后从四相分离管底流口排出，至焦粉池。小焦粉颗粒与大部分分散油或油团在四相分离管内发生油浮，形成比较粗的空心带粉油柱——轻液柱携带气体从中心溢流口排出，至污油罐。达到一定纯度要求的水——重液从环形溢流口排出，进入旋流除油器。在旋流除油管内，剩余的少量的分散油及细焦粉进一步聚集、沉降，形成比较细的油芯，从旋流除油管的溢流口排出，最后从旋流除油器的排油口排出，到污油罐。在污油罐内，气体、油、水在重力作用下将很快分层。气体从污油罐顶部溢出。水从污油罐底部切出。污油可以回到焦化塔回炼。从旋流除油管底流口排出的水汇合后从旋流除油器排水口排出。由于四相分离器去除了大部分油及焦粉或大的油-粉聚集体，避免了旋流除油器的堵塞。此外，水中的恶臭气体也被分离掉。权利要求1.含气体和固体颗粒的互不相溶液体混合液的四相分离方法，其特征在于由缓冲罐、四相分离器、旋流除油器和污油罐顺序地连接，来自焦化塔的冷焦水首先进入缓冲罐，再从四相分离器柱锥形腔体中进入，从四相分离器上部分离出气体、较大油滴或油团与焦粉的聚集体，进入污油罐；从四相分离器底部排出较大颗粒的焦粉到焦粉池；从四相分离器的另一个出口排出水，进入旋流除油器进一步除油除粉，除出的含粉油也排到污油罐；在污油罐内，在重力作用下，气体从污油罐顶部溢出，水从污油罐底部切出，污油回到焦化塔或常减压装置回炼。2.实现权利要求1所述的含气体和固体颗粒的互不相溶液体混合液的四相分离方法的装置，其特征在于所述的缓冲罐和污油罐的高径比为1.02-1.10，进水口为切向入口，切向入口的位置在罐体高度的75-85％；所述的四相分离器包括多个四相分离管(13)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
含气体和固体颗粒的互不相溶液体混合液的四相分离方法，其特征在于：由缓冲罐、四相分离器、旋流除油器和污油罐顺序地连接，来自焦化塔的冷焦水首先进入缓冲罐，再从四相分离器柱锥形腔体中进入，从四相分离器上部分离出气体、较大油滴或油团与焦粉的聚集体，进入污油罐；从四相分离器底部排出较大颗粒的焦粉到焦粉池；从四相分离器的另一个出口排出水，进入旋流除油器进一步除油除粉，除出的含粉油也排到污油罐；在污油罐内，在重力作用下，气体从污油罐顶部溢出，水从污油罐底部切出，污油回到焦化塔或常减压装置回炼。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁惠新，
申请(专利权)人：江苏工业学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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