[发明专利]一种高压分离器及高压分离的方法

说明书

技术领域

本发明属于物理分离领域，涉及一种采用气液旋流分离器处理加氢裂化工艺过程中高压分离器(包括热高压分离器、冷高压分离器)中氢气所携带的油、水和微细固体颗粒等物质的高压分离器及高压分离的方法。

背景技术

加氢装置设置高压分离器(高分)，是将反应器流出物中的油-气-水三相进行分离，是为操作量不稳、气体大量带液时起到缓冲作用。为此，需要有合适的气相分离空间和充分的液相停留时间。高压分离器的器壁厚度随操作压力的不同和直径的不同而变化。有的壁厚小于100mm，而有的大于200mm。高压分离器壳体制造时要进行卷板，国内制造厂的卷板能力大都在100mm以下。因此壁厚小于100mm的高压分离器可以用钢板来制造，而大于这一厚度，则要考虑采用锻钢来制造。不但增加了压力容器钢材的消耗量，还加大了设备占地面积。

热高压分离器的操作温度一般高于300℃，在装置紧急卸压时，器内的介质温度短时间内可以达到420℃。该工况下，高温含氢和H₂S的介质会对器壁产生氢腐蚀和H₂S腐蚀；冷高压分离器的操作温度一般均在120℃以下。在这一温度下，氢气不会对器壁造成氢腐蚀。在低温下，介质中的水气会凝结成水，H₂S融入水中，形成湿H₂S。操作介质含硫化氢越多，也就是湿H₂S浓度越大，对器壁造成的腐蚀就越严重。这就要求高压分离器要求很强的抗腐性能。

高压分离器既是反应产物的气液分离设备，又是反应系统的压力控制点。分离器内压力非常大，如液面控制不好，液面过高，会造成循环氢带液而损坏循环氢压缩机；液面过低，容易发生高压系统窜入低压系统而发生爆炸事故，增加了高压分离器的操作难度。

循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气等组分夹带重烃、水、催化剂等分散相颗粒。这不仅增加了助剂消耗和原料流失，而且给下游关键设备的长周期运转带来了很大的危害。胺液跑损对污油系统形成二次污染，直接加重了污水处理场的负担。此外，循环氢带液、带尘对压缩机长周期运转构成严重威胁。

循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气带液、带尘问题，通常选用聚结器脱除。但聚结器运转周期短，检修频繁。

循环氢、液态烃和低分气夹带胺液问题，通常选用沉降罐脱液、脱尘。但是，胺法脱硫有一个“溶剂发泡”问题，即快速损失胺液。胺液本身有发泡倾向，当系统C₅等重烃含量大、系统杂质如HSS含量高甚至铁绣较多时(比如新建装置开工前，系统碱洗预处理不完善)都会引起发泡。在发泡剂诱导下，胺液一旦发泡，便会向增长方向发展，使用消泡剂可暂时控制发泡倾向，但一旦超过某个限度，便会发展成为无法克服的泡沫充塞。这是重力沉降罐无法满足的，往往导致压缩机非正常运转。

专利C N200780043871.X公开了一种用于分离包含气体和液体微粒的高压混合物的装置，其装置包括重力分离器内部的离心分离器，但该装置用于制备低密度聚乙烯的装置。专利C N01276178.8也公开了一种高压分离器，但该分离器的进料管为切线进料，在厚壁容器上处理不规则形状开口非常不容易，且分离效果不高。

微型旋流分离器是一种高效、安全、可长周期运转的设备。美国School ofMechanical and Materials Engineering of Washington State University等单位设计了5mm、10mm、15mm、25mm的微型旋风分离器。对于19mm旋风分离器，对3μm生物质的汽溶胶颗粒分离效率达到95％，对2μm生物质的汽溶胶颗粒分离效率也达到80％以上。

因此，将微型旋流器技术用到加氢裂化循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气非均相分离系统，将是解决循环氢、液态烃、柴油、含硫污水和低分气带液、带尘问题，保障压缩机安全，减少胺液消耗，减轻污水处理场和污水汽提原料净化负担，维持系统长周期运转、保证装置三年一修，保持设备与装置环境协调的经济、可靠的技术方案。

发明内容

本发明提供一种新型的高压分离器及高压分离的方法，以克服现有高压分离器分离油-气-水三相时存在高压分离器内混合气含液及运转周期短等缺点。使用本发明可除去高压分离器内混合气中所夹带的油、水以及少量固体颗粒，降低气体的分子量，消除引发脱硫塔脱硫剂发泡的物性因素，延长整个装置的连续运转周期。