[发明专利]应用于烷基化装置的高效聚结分离设备

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种石油化工技术领域，特别涉及烷基化装置中油水（油酸）高效聚结分离设备。

背景技术

长期以来，我国油品质量滞后，其中的硫、芳烃和烯烃含量高，从而加重了机动车尾气排放的污染程度，成为雾霾天气频频出现的推手之一。随着环保法规的日益严格和汽油质量指标的不断升级，国内外市场对清洁燃料的需求持续增加。

烷基化装置是以液化气中异丁烷与低分子烯烃（一般为C3～C5烯烃，目前主要是正丁烯）为原料，在强酸催化剂（硫酸）的作用下反应生成以异辛烷为主的烷基化油。烷基化油具有高辛烷值、低蒸汽压、低硫、无烯烃、无苯类芳烃等优点，不仅可直接作为航空汽油使用，而且是理想的高辛烷值汽油添加组分。以液化气为原料，生产烷基化油，是合理利用资源、生产高附加值产品的清洁能源技术。

在烷基化生产工艺中，油水（油酸）的分离是其中非常重要的单元过程，比如酸烃乳化液的分离、抽出冷剂的碱洗和水洗，流出物的酸洗和水洗等过程中，油水（油酸）分离效果的好坏，直接关系到烷基化装置产品质量、处理能力、酸耗和整个装置的连续运转周期。因此，烷基化装置中对油水（油酸）分离的要求是：油水分离效率高，设备紧凑，投资及操作费用低。

现有油水分离技术主要有沉降法、离心分离法、聚结法、气浮法、絮凝法等，相配套的常用设备有斜板除油器、旋流除油器、粗粒化除油器、气浮除油器等。

目前的烷基化装置中，普遍采用的油水（油酸）分离技术为重力沉降法和聚结分离法。重力沉降法，就是利用油水（油酸）的密度不同，混合液体在大型容器中流动的过程中，依靠重力作用进行两相的相对运动形成重相自然沉降，而实现油水（油酸）分离的方法。特点是设备结构简单，操作工艺简单，但占地面积大，设备一次性投资大，而且油酸停留时间过长，造成烯烃聚合等副反应增加，不仅油水（油酸）的分离精度比较差，而且也增加了酸耗和降低产品质量。聚结分离法是利用聚结材料对油相或水相的亲疏性质不同，使细小的液滴在聚结材料聚附成大液滴，在重力和液滴流动的冲击力作用下，粒径增大的液滴脱离聚结材料表面而下沉。和重力沉降法相比，聚结分离法有更高的分离效率，占地面积也较小，有着一定的优势，但面对烷基化生产中含有轻烃、水、碱液和硫酸等复杂的混合液成分，单一的聚结材料和结构规格无法适应，也难以保证良好的油水（油酸）分离效果。

中国发明专利（CN101972559B）给出了另一种油水分离装置和油水分离方法，该发明专利含有旋流、聚结和气浮等三种分离方法，可有效的将油水分离。不过该设备主要应用于油田原油的油水分离，对于烷基化装置增加了旋流分离等没有意义的部分，增大了设备的体积和一次性投资，并且进出口部分的设计也不满足烷基化装置中油水分离的技术要求。

中国实用新型（200920252001.X）给出了一种聚结板油水分离器，设置有壳体进出口部分和壳体内聚结部分，并在出口部分设置有除沫器，有比较好的油水分离效果。但是该设备主要用于含油污水的处理，即水中除油的处理，该设备在烷基化装置中是不适用的。

因此，由于现有技术存在的上述问题，故至今为止尚未解决烷基化装置中专门针对油水（油酸）高效分离的专有设备，远不能满足石油化工生产工业化的期望。因此本领域迫切需要开发成本低且效果好的高效油水分离的处理设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有油水分离设备的上述缺点，提供一种液体分布均匀、聚结填料不易堵塞、深度脱除小粒径油滴、成本低且效果好的高效油水分离设备。

本发明是通过以下设备设计实现的：

一种应用于烷基化装置的高效聚结分离设备，它包括：壳体和壳体内部分。壳体上设置有混合液入口部分和水（酸）相出口部分、油相出口部分。所述混合液入口部分设置液体分布器，所述油相出口部分设置集油室，集油室上设置油相出口。所述壳体内由混合液流动方向分别设置有整流均布器、粗粒化聚结段、改性波纹强化分离段、纳米纤维深度分离段，并在壳体内设置界位计。

在一个优选的实施方式中，壳体上设有混合液入口部分，所述的混合液入口部分为石油化工中油相（轻烃或重烃等）和水相（或酸相等）混合液的入口，入口部分设有液体分布器，液体分布器为多孔管，液体分布器开孔与混合液入口方向相向。这样减缓了混合液入口流速，增加了混合液流动距离，减小了设备体积。

在另一个优选的实施方式中，壳体上设有油相出口部分，所述的油相出口部分设置为集油室，集油室根据油含量具体设计大小，凸出设置在壳体末端，集油室顶部设有油相出口，集油室的设置有效的聚集了油相，进一步保证了油中的含水量小于技术要求。