[發明專利]一種氣液分離罐

有效

• 申請號: 201310163841.X
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN104138689A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 王振維;趙百仁;逄金娥;盛在行
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01D45/02
• 分類號: B01D45/02;B01F5/02;B01F3/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及化工設備領域，更進一步說，涉及一種氣液分離罐。用于氣液兩相物料的氣液分離并對氣體溫度要求達到飽和平衡溫度的系統，特別適用于利用焦耳-湯姆遜效應的循環制冷系統。

背景技術

在石油化工領域中，氣液分離罐是常見設備。一般是一股或多股物料進入分離罐，在罐內氣液分離，氣體自罐頂流出，液體自下部流出。在某些特殊的工藝中要求進來的過熱氣體要降溫達到飽和溫度后才能自罐頂排出，如乙烯裝置中的乙烯和丙烯制冷壓縮機的吸入罐。圖1是單級丙烯制冷系統簡圖，壓縮機吸入罐10的頂部氣相要求必須為該罐操作壓力的飽和溫度，而來自壓縮機出口的防喘振氣體（經過防喘振線6）溫度高，必須進行降溫。常規的設計是在罐外的氣體管線上設置混合設施，包括混合器7、溫度計8及節流閥5，通過溫度控制液相線9中的液體流量。該系統存在3個問題，（1）比較復雜，需要控制閥、混合器、溫度控制系統；（2）液體量噴入量不易控制，因為即使噴入的液體過量，溫度計8仍指示為飽和溫度，操作人員不容易判斷液體的需要量。為了保證必須達到飽和溫度，操作人員往往大量噴入液體，影響整個系統的物料平衡；（3）該系統采用的是反饋控制，溫度控制滯后。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種氣液分離罐，可以確保兩相的充分混合、氣相溫度降低并接近飽和。

本發明的目的是提供一種氣液分離罐。

頂部設置氣相出口，底部設置液相出口，中部設置有混相進料口，所述氣液分離罐內設置混合器，

所述混合器包括：文丘里管和氣液混合管；所述文丘里管的管徑最細處設置有孔，文丘里管的上部與氣液混合管連接；文丘里管豎直或水平設置；套管設置在文丘里管開孔處的管壁外，套管上部與文丘里管固定連接；

當文丘里管豎直設置時，文丘里管的下端從氣液分離罐底部伸出；

當文丘里管水平設置時，文丘里管的下端從氣液分離罐側面伸出，文丘里管上端通過彎管與氣液混合管連接。

所述氣液混合管的頂端高于氣液分離罐內的最高液位；

文丘里管的孔在氣液分離罐的最低液位之下至少300mm。

所述套管的底端與開孔的距離為50～100mm；套管與文丘里管的最小環隙是100mm。

其中，優選：

為降低容器尺寸或提高氣液分離效果，可以在氣液分離罐內的頂部設置除沫器。

為增強兩相混合效果，氣液混合管內可增加填料或螺旋片。

本發明是通過以下方式來實現（參見圖2，圖3）：

過熱氣體自罐底部管口14進入，在罐內部文丘里管21逐漸縮徑，氣體流速隨管徑的減小而增加，其靜壓逐漸減小。在文丘里喉管處（即管徑最細處）開孔20，使外部的液相通過開孔20流入管內與氣體混合。管徑增加，文丘里管上部連接氣液混合管17。自文丘里管流出的氣液混相進入氣液混合管進一步混合，從而保證氣液達到相平衡，最后自頂部流出，氣液在罐內分離。設置氣液混合管17頂端必須高出最高液位，以避免氣體沖擊影響液位的測量。

為了盡量避免氣體自文丘里喉管開孔處流至管外，在文丘里管外設置了套管，套管的底端與開孔的距離要確保氣體不能流出，套管的頂部與文丘里管密封連接。套管與文丘里管的最小環隙必須確保液體可順利通過。

另一方面，為保證液體進文丘里管有足夠的推動力，文丘里喉管的開孔20應在最低液位以下一定的垂直距離，不小于300mm。

本發明的采用了混合器，文丘里管只是混合器的主要部件之一。熱氣相流經縮徑管部分時，流速迅速提高，靜壓明顯減小，可由開孔強烈吸入罐內過量的飽和液相，使氣液兩相劇烈湍動混合，部分液相汽化，體積膨大，緊接著加上氣液混合管的輔助，可確保兩相的充分混合、氣相溫度降低并接近飽和。

附圖說明

圖1現有技術的氣液分離系統示意圖（以單級丙烯制冷系統為例）

圖2本發明的氣液分離罐的示意圖

圖3本發明的氣液分離罐的混合器示意圖

附圖標記說明：

1-丙烯制冷壓縮機；2-壓縮機后冷器；3-冷劑罐；4-冷劑用戶；5-節流調節閥；6-防喘振線；7-混合器；8-溫度計；9-液相線；10-壓縮機吸入罐11-罐；12-混相進料口；13-氣相出口；14-過熱氣相進口；15-液相出口；16-擋板；17-氣液混合管；18-混合器19-套管；20-孔；21-文丘里管。

具體實施方式

下面結合實施例，進一步說明本發明。

實施例：

如圖2和圖3所示，一種氣液分離罐。