[實用新型]一種三相分離裝置

有效

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• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203763912U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 許蕭;王復興;張光黎;楊強;韓旭輝;盧浩;王朝陽
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D17/025;B01D17/022
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本實用新型是屬于能源化工過程氣液液三相分離技術領域，涉及一種油脫水脫氣或者水脫氣除油的方法，具體地說，涉及采用氣液慣性分離分布、旋轉流噴射脫氣、重力沉降和組合聚結技術的優(yōu)化組合，實現三相的高效、迅速分離，適合于各種工藝包括原油開采提純、污水處理、石油煉制過程的烴類的脫水脫氣、化工過程烴類脫水脫氣等過程。本實用新型還涉及一種上述三相分離過程中使用的裝置。

背景技術

在石油開采、石油煉制及化工生產過程中，部分液態(tài)水和氣體殘留在油中，嚴重影響安全，降低產品質量，增加加工能耗；或者加工生產后的水中含油且會夾帶部分烴類氣體或者酸性氣，造成了較大的資源流失并帶來環(huán)保問題。例如原油開采中，大多采用注水式開采，原油采出液中會夾帶大量的水以及天然氣等雜質，而分離出的水中油會夾帶油及烴類氣體或酸性氣體；潤滑油和液壓系統(tǒng)中含水含氣會導致腐蝕、油氧化、化學腐蝕、軸承疲勞壽命降低和潤滑性能損失；在加氫工藝中，由于原油中含有水分，出裝置時柴油也會攜帶少量水分，而且會帶有參加反應的氫氣，不可避免的遇到油脫水脫氣的過程；在烷基化裝置中，原料中的含水量對反應效率有著重要影響，一般要求含水量小于20ppm，乙烯的存在也會增加催化劑的消耗量，因此，急需高效實用的油脫水脫氣或者水脫氣除油的氣液液三相分離器。

以油中脫氣脫水為例：油中的水一般以游離態(tài)、分散態(tài)、乳化態(tài)和溶解態(tài)的形式存在。游離態(tài)的水是已經聚結的水相，是比較容易分離的水相；分散態(tài)的水由于處于微米級顆粒尺度，一般小于100微米，而且開始出現油包水的情況；乳化態(tài)水是油中存在的水包油或者油包水的狀態(tài)，一般乳化態(tài)的水滴粒徑為3-50微粒。油中的氣體一般以夾帶氣和微氣泡的形態(tài)存在，由于液相表面張力大，增大氣體上浮阻力，微氣泡幾乎很難單純依靠浮力作用而分離。同時，小水滴凝聚在氣泡周圍，在氣泡垂直浮力的作用下，氣泡周圍的水滴很難在油中沉降，氣泡也很難上浮，進一步增加了氣液液分離難度；另外一方面，在該操作壓力下，油中也會存在部分溶解態(tài)的氣體，到下游裝置后會帶來資源流失及其它問題，因此，采用高效的脫氣脫水技術尤為重要。

石油化工行業(yè)常見的油水分離技術有離心法、吸附法、膜分離法、重力沉降法和聚結法。離心法的適應性不強，造價高，處理量小，操作條件要求苛刻，中國專利101397506A公開了一種柴油脫水方法及裝置，主要對加氫裂化工藝的柴油進行旋流分離，將柴油中的水含量降至40mg/kg以下，但是油包水和溶解水等很難得到有效分離，分離出的水中夾帶柴油，造成了資源浪費；吸附過濾和膜分離等精細方法能夠吸收油中的水分，但是對于從油中除去乳化的或者溶解的水的情況效果有限，另外，它們的處理量不理想，一旦吸收飽和，就必須更換，成本非常高。

重力分離法是利用油水氣的密度差及相互不溶性，在靜止或者流動條件下實現三相分離，從實用角度看，重力分離過程無需外加運動力，不消耗藥劑，運行維護費用低，是最經濟的一種方法。傳統(tǒng)重力沉降罐只能去除游離態(tài)的水和夾帶的氣體，對油中的油包水（分散水）、溶解水和微氣泡難以去除，中國專利CN1204948C公開了一種三相分離器，包括一個水平罐槽，設置有一個進料口和三相物質的單獨出口。還包括一個氣體區(qū)域的初級分離器，一個氣體區(qū)域的斜面回流盤，回流盤下端位于入口斷面附近，兩者之間形成一個通道，降低了液相中的紊流，強化了液液相沉降分離效率。

聚結又稱粗粒化，是使夾帶水分的烴類通過裝有聚結填充物的裝置時，水滴由小變大的過程。中國專利CN101857286A公開了一種折板聚結除油填料，使用不同表面粗糙度的材料并且開設了沉泥孔、除油孔和固定孔，增大了聚結油滴的效果。

石油化工行業(yè)常見的氣液分離技術有加熱法、負壓法、吸附法和重力分離法。加熱法和負壓法的能耗高，而且難以滿足大處理量的要求。吸附法成本高，難以長周期運行。重力分離難以對微氣泡進行有效分離。中國專利103071318A公開了一種利用旋流或者離心場與壓力梯度場耦合進行液體脫氣的裝置，為液體脫氣提供了新的思路，但是這種裝置不涉及三相分離領域。

目前在石油加工和化工領域，液氣分離和液液分離通常在不同的設備中進行，往往都在帶壓容器中進行。多個壓力容器不僅增加了制造成本，而且增大了占地面積，提高了操作難度，而且使用壽命不統(tǒng)一，加大整改難度。既進行液氣分離，又進行液液分離的氣液液三相分離器解決了上述問題，亟待高效的、長周期使用的烴類脫水脫氣三相分離的方法與裝置。

實用新型內容

為了解決上述能源化工中三相分離的難題，本實用新型提供一種適用于三相分離的裝置，具體技術方案如下：