[發明專利]一種焦化塔頂氣脫固用旋風分離器除焦裝置與方法

有效

• 申請號: 202110239546.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113117905B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王振波;茹毅;朱麗云;馬振飛;都帥
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B04C5/00
• 分類號: B04C5/00;B04C5/107;B04C5/20
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳曉思

1.一種焦化塔頂氣脫固用旋風分離器除焦裝置，其特征在于，包括旋風分離單元和氣液二次分離單元；

所述旋風分離單元包括第一外殼體和旋風分離器，所述旋風分離器包括油氣雙入口管、排料管、排氣管，所述旋風分離器位于所述第一外殼體內部，兩者之間構成冷卻室，所述冷卻室的上端由第一隔板封閉、下端由第二隔板封閉，所述冷卻室包括冷卻水入口管、冷卻水出口管，所述冷卻水入口管和冷卻水出口管分別布置在冷卻室的下部和上部的側面，并相間180°分布，所述旋風分離器主體由柱段和錐段組成，所述柱段上端與所述第一隔板固定連接，所述錐段下端與所述第二隔板固定連接；所述油氣雙入口管穿過所述第一外殼體切向式連接在所述柱段上，所述排料管連接在所述錐段底端且向下延伸，所述排氣管與所述柱段同軸的設置在柱段內且向上穿出所述柱段，所述第一隔板的內側面連接在排氣管的外側面上；

所述氣液二次分離單元通過排氣管與旋風分離單元連接，所述氣液二次分離單元包括第三外殼體、環形擋板、旋式排氣柵、倒置圓錐、導流錐面和排液管，所述第三外殼體與所述第一外殼體固定連接，其內部構成二次分離室，所述二次分離室的頂端設置有油氣出口管；所述排氣管向上延伸入所述二次分離室內，所述環形擋板同軸的環繞布置在排氣管外側，所述環形擋板頂端以及排氣管頂端均由頂蓋封閉，所述倒置圓錐固定在頂蓋內側且錐頂點朝向排氣管內部，所述旋式排氣柵為開設在排氣管上部側壁面上的條形通孔，供流體通過旋式排氣柵從排氣管內流動入排氣管與環形擋板之間的環形空間內，所述導流錐面為設置在第一隔板上方且從排氣管外壁面徑向向外傾斜形成的中間高周圍低的環形錐面；所述排液管設置在二次分離室底部。

2.根據權利要求1所述的除焦裝置，其特征還在于，所述旋風分離單元還包括螺旋翅片，所述螺旋翅片為所述柱段的壁面向內凹陷形成的螺旋異型結構。

3.根據權利要求2所述的除焦裝置，其特征還在于，所述螺旋翅片的螺旋方向與旋風分離單元內流體的渦旋運動方向保持一致，所述螺旋翅片的截面是以矩形為基底，三角形為尖端的螺旋異形結構，該結構凸起的三角形尖端朝向旋風分離單元的軸線方向。

4.根據權利要求1所述的除焦裝置，其特征還在于，所述第一外殼體下方連接第二外殼體，所述第二外殼體與第二隔板構成焦粉倉，所述排料管向下延伸至焦粉倉內，所述焦粉倉的底端設置有下料口。

5.根據權利要求1-4任一項所述的除焦裝置，其特征還在于，所述旋式排氣柵為等間隔分別在排氣管上部側壁上的條形通孔，每個條形通孔均呈螺旋式穿透排氣管壁面，將排氣管側壁均勻分割為多個旋轉流道。

6.根據權利要求5所述的除焦裝置，其特征還在于，所述倒置圓錐的錐頂點的軸向高度不小于旋式排氣柵最下端對應的軸向高度。

7.根據權利要求6所述的除焦裝置，其特征還在于，所述環形擋板的下緣呈尖端豎直向下的倒三角形，并且環形擋板的下端面高度低于旋式排氣柵開口下端高度。

8.根據權利要求4所述的除焦裝置，其特征還在于，所述第一外殼體、第二外殼體和第三外殼體一體式構成，或由三段直徑不同的殼體固定連接而成。

9.一種焦化塔頂氣除焦方法，其采用權利要求2中所述的焦化塔頂氣脫固用旋風分離器除焦裝置，具體包括如下步驟：

(1)待處理的高溫焦化塔頂氣由油氣雙入口管引入旋風分離單元，在旋風分離單元的冷卻條件下，使待處理油氣快速冷卻，抑制生焦反應的繼續進行；而且經油氣雙入口管的切向導向作用形成旋流，然后經螺旋翅片中的螺旋流道強化離心力進行離心分離，分離后的重相介質沿排料管至焦粉倉內，最終由下料口間歇排出；輕相介質由內旋流上升進入排氣管內；

(2)上升的輕相介質由排氣管進入二次分離單元，輕相介質在倒置圓錐的強制作用下，逐步由旋式排氣柵排出并進行二次分離，輕相介質中的液滴及微細焦粉顆粒在離心作用下碰撞依附至環形擋板上，輕相介質繼續向下運動，最終繞過環形擋板上行；

(3)吸附在環形擋板上的液滴及細微焦粉顆粒混合物在重力作用下沿環形擋板內壁面向下滑動，移動至環形擋板內壁面下緣后滴落，在導流錐面的作用下，分離后的液相由排液管快速排出；

(4)二次分離后的凈化油氣上行穿過二次分離室，最終由油氣出口管回輸至延遲焦化裝置大油氣管線內，進行下游精加工操作。