一種三相流體的逐級(jí)減壓方法及其設(shè)計(jì)方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三相流體的逐級(jí)減壓方法及其設(shè)計(jì)方法和用途，屬于石油化工和煤化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著原油開(kāi)采量的不斷增加和常規(guī)原油儲(chǔ)量的不斷減少，原油劣質(zhì)化趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重，煉油企業(yè)將重心放到了重油二次加工工藝上，以獲取更高的輕油收率，但是延遲焦化、催化裂化、溶劑脫瀝青等傳統(tǒng)工藝因?yàn)槲廴緡?yán)重而飽受詬病，因此重油加氫、油煤共煉、煤直接液化等相對(duì)環(huán)保的加氫工藝應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]上述三種加氫工藝在加氫不及時(shí)時(shí)就會(huì)有結(jié)焦物產(chǎn)生，因此在分離系統(tǒng)中就會(huì)存在三相流體并存的情況;另外，如果使用非均相催化劑，分離系統(tǒng)中三相流體并存的現(xiàn)象更是無(wú)法避免?，F(xiàn)有技術(shù)中，處理三相流體以分離輕組分時(shí)，人們通常采用減壓方法，即通過(guò)一次性將三相流體由高溫高壓降為高溫低壓或常壓，使液相氣化以分離出輕油。
[0004]但是通過(guò)這種較大幅度壓降進(jìn)行減壓分離輕油時(shí)，三相流體會(huì)對(duì)減壓閥會(huì)造成非常嚴(yán)重的磨損，這是因?yàn)檩^大幅度減壓時(shí)氣相急劇膨脹會(huì)對(duì)閥芯造成膨脹性磨損，部分液相氣化會(huì)對(duì)閥芯造成汽蝕性磨損，固相物質(zhì)則會(huì)對(duì)閥芯造成摩擦性磨損，大大縮短了減壓閥的使用壽命，一旦磨穿不僅造成減壓閥的損壞，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成裝置停工，甚至釀成安全事故。而目前國(guó)內(nèi)外重油加氫、油煤共煉和煤直接液化工藝還沒(méi)有提出解決這一技術(shù)問(wèn)題的有效方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，能夠大大延長(zhǎng)耐磨閥的使用壽命，降低栗因磨損帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還提供了其設(shè)計(jì)方法和用途。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于所述三相流體流經(jīng)至少兩級(jí)的減壓閥完成減壓以分離輕組分，第一次減壓前的三相流體的壓力為2 15MPa，最后一次減壓后的三相流體的壓力< 5Mpa，所述三相流體中氣、液、固每相的含量2 lwt%。
[0008]優(yōu)選的每一級(jí)減壓閥的減壓幅度<1MPa0
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的每一級(jí)減壓閥的減壓幅度為4?8MPa。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的各減壓閥的減壓幅度之差不超過(guò)2MPa。
[0011]所述減壓幅度用所述三相流體流經(jīng)每一級(jí)減壓閥前后的壓差值或者流經(jīng)每一級(jí)減壓閥后的壓力值來(lái)控制。
[0012]優(yōu)選的在每一級(jí)的減壓閥后設(shè)置取壓點(diǎn)，所述取壓點(diǎn)設(shè)置在緊鄰減壓閥的管道上或者下一級(jí)減壓閥前的分離器上。
[0013]上述一種三相流體的逐級(jí)減壓方法的用途，其特征在于用于重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝，重油加氫工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工；油煤混煉工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝青和煤焦油中的一種或者多種組合與褐煤、煙煤中的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工，油與煤的比例范圍為97-30:3:70ο
[0014]還包括上述一種三相流體的逐級(jí)減壓方法的設(shè)計(jì)方法。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0016]本發(fā)明的一種三相流體的逐級(jí)降壓方法，通過(guò)使所述流體流經(jīng)至少兩級(jí)減壓閥逐級(jí)減壓以分離氣相輕組分，這種逐級(jí)降壓減少了每一級(jí)的壓降幅度，能直接大幅降低對(duì)設(shè)備和閥門(mén)的膨脹式磨損和汽蝕式磨損程度，尤其是，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的設(shè)計(jì)了合理的減壓幅度，在壓降幅度小的同時(shí)介質(zhì)流動(dòng)更加平穩(wěn)，也能大幅減輕固相摩擦帶來(lái)的磨損，進(jìn)而延長(zhǎng)減壓閥的使用壽命，降低裝置停工和出現(xiàn)安全事故的可能性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為一種三相流體的減壓過(guò)程實(shí)施例簡(jiǎn)圖。
[0018]標(biāo)號(hào)如下:
[0019]1-進(jìn)料緩沖罐；2-—級(jí)分離罐;3-二級(jí)分離罐;4-三級(jí)分離罐;5-進(jìn)料;6_氣相出料;61-—級(jí)罐氣相出料;62-二級(jí)罐氣相出料;63-三級(jí)罐氣相出料;7-—級(jí)減壓閥；8-二級(jí)減壓閥；9-三級(jí)減壓閥；10-液固體出料。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體特征，將結(jié)合圖1加以說(shuō)明。
[0021]本實(shí)例介紹的是油煤共煉漿態(tài)床加氫工藝的分離系統(tǒng)分離氣、液、固三相流體的減壓分離方法，其主要目的是將三相混合流體從高壓降至低壓，以在降壓過(guò)程中將輕組分以氣相的形式分離出來(lái)，本實(shí)施例只介紹分離系統(tǒng)中高溫減壓系列。
[0022]具體做法是設(shè)置依次相連的四個(gè)分離緩沖罐，并在相鄰的緩沖罐之間的管路上依次設(shè)置一級(jí)減壓閥7、二級(jí)減壓閥8和三級(jí)減壓閥9實(shí)現(xiàn)逐級(jí)降壓。在每一級(jí)的減壓閥后設(shè)置取壓點(diǎn)，取壓點(diǎn)設(shè)置在緊鄰減壓閥的管道上或者下一級(jí)減壓閥前的分離器上，這期間的壓損小，用此值來(lái)控制減壓閥的閥芯開(kāi)度進(jìn)而達(dá)到準(zhǔn)確控制壓降幅度。
[0023]具體分離過(guò)程如下:
[0024]進(jìn)料5進(jìn)入進(jìn)料緩沖罐I中，其中氣相、液相、固相含量分別為2?1%，85?1%和13wt%,壓力為20MPa，當(dāng)三相不平衡時(shí)，少量氣體自氣相出料6分離出來(lái)。其余混合物料流經(jīng)一級(jí)減壓閥7，經(jīng)初次降壓至15MPa，進(jìn)入一級(jí)分離罐2中，部分液相氣化后自一級(jí)罐氣相出料61分離出來(lái)，此時(shí)氣相、液相、固相含量分別占3wt %，75wt %和22的％。余下物料流經(jīng)二級(jí)減壓閥8，經(jīng)再次降壓至8MPa，進(jìn)入二級(jí)分離罐3中，又有部分液相氣化后自二級(jí)罐氣相出料62分離出來(lái)，此時(shí)氣相、液相、固相含量分別占4的％，67的％和29的％。最后三相混合物流流經(jīng)三級(jí)減壓閥9，降壓至2MPa，進(jìn)入三級(jí)分離罐4中，部分液相氣化后自三級(jí)罐氣相出料63分離出來(lái)，此時(shí)氣相、液相、固相含量分別占8wt %，60wt %和32wt %。
[0025]經(jīng)過(guò)與一次減壓到位方法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證，本實(shí)施例采用的逐級(jí)減壓方法對(duì)減壓閥的磨損程度大大降低，大大提高了減壓閥的使用壽命。本方法中一、二、三級(jí)減壓閥的使用壽命分別能夠達(dá)到20個(gè)月、28個(gè)月和36個(gè)月，而一次減壓到位方法中減壓閥的使用壽命僅為3個(gè)月。
[0026]結(jié)論:
[0027]從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法對(duì)高壓狀態(tài)的三相介質(zhì)降壓工況中起到了很好的應(yīng)用效果，該方法操作簡(jiǎn)單，且自動(dòng)化程度高，大大延長(zhǎng)了耐磨閥的使用壽命。
[0028]此外，使用于中、低溫減壓系列時(shí)，壓降幅度也基本相同，實(shí)際幅度主要有壓力決定，溫度是次要的。經(jīng)過(guò)在類似上述實(shí)施例減壓幅度的中、低溫條件下的逐級(jí)減壓實(shí)驗(yàn)，同樣能達(dá)到上述效果。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于所述三相流體流經(jīng)至少兩級(jí)的減壓閥完成減壓以分離輕組分，第一次減壓前的三相流體的壓力為2 15MPa，最后一次減壓后的三相流體的壓力< 5Mpa，所述三相流體中氣、液、固每相的含量2 lwt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于每一級(jí)減壓閥的減壓幅度< 1MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于每一級(jí)減壓閥的減壓幅度為4?8MPa。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于各減壓閥的減壓幅度之差不超過(guò)2MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于所述減壓幅度用所述三相流體流經(jīng)每一級(jí)減壓閥前后的壓差值或者流經(jīng)每一級(jí)減壓閥后的壓力值來(lái)控制。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法，其特征在于在每一級(jí)的減壓閥后設(shè)置取壓點(diǎn)，所述取壓點(diǎn)設(shè)置在緊鄰減壓閥的管道上或者下一級(jí)減壓閥前的分離器上。7.權(quán)利要求1-6任一所述的一種三相流體的逐級(jí)減壓方法的用途，其特征在于用于重油加氫工藝、煤直接液化工藝和油煤混煉工藝，重油加氫工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工；油煤混煉工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝青和煤焦油中的一種或者多種組合與褐煤、煙煤中的一種或者多種組合為原料進(jìn)行加工，油與煤的比例范圍為97-30:3:70ο8.一種三相流體的逐級(jí)減壓設(shè)計(jì)方法，其特征在于設(shè)計(jì)所述三相流體流經(jīng)至少兩級(jí)的減壓閥完成減壓以分離輕組分，第一次減壓前的三相流體的壓力為2 15MPa，最后一次減壓后的三相流體的壓力< 5Mpa，所述三相流體中氣、液、固每相的含量2 lwt%。
【專利摘要】本發(fā)明一種三相流體的逐級(jí)減壓方法及其設(shè)計(jì)方法和用途，所述三相流體流經(jīng)至少兩級(jí)的減壓閥完成減壓以分離輕組分，第一次減壓前的三相流體的壓力為≥15MPa，最后一次減壓后的三相流體的壓力≤5Mpa，所述三相流體中氣、液、固每相的含量≥1wt％。這種逐級(jí)降壓減少了每一級(jí)的壓降幅度，能直接大幅降低對(duì)設(shè)備和閥門(mén)的膨脹式磨損和汽蝕式磨損程度，尤其是，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的設(shè)計(jì)了合理的減壓幅度，在壓降幅度小的同時(shí)介質(zhì)流動(dòng)更加平穩(wěn)，也能大幅減輕固相摩擦帶來(lái)的磨損，進(jìn)而延長(zhǎng)減壓閥的使用壽命，降低裝置停工和出現(xiàn)安全事故的可能性。
【IPC分類】C10G1/00, C10G31/00, C10G67/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105542837
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510934198
【發(fā)明人】李蘇安, 鄧清宇, 王靖宇
【申請(qǐng)人】北京中科誠(chéng)毅科技發(fā)展有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日