一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统的制作方法

1.本实用新型专利属于分离设备领域，具体为一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统。


背景技术：

2.在化工行业中，有机物的油相、电解质溶液相、气相的三相分离设备比较普遍，尤其是油田开发、有机合成或裂解生产过程中的必备装置。
3.油、电解质溶液、气分离装置的工作原理为：油、气、电解质溶液混合物高速进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的原油伴生气，预脱气后的油电解质溶液混合物经导流管高速进入分配器与电解质溶液洗室，在含有破乳剂的活性电解质溶液层内洗涤破乳,进行稳流，降低来液的雷诺系数。再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离。脱气原油翻过隔板进入油室,并经流量计计量，控制后流出分离器，电解质溶液相靠压力平衡经导管进入电解质溶液室，从而达到油气电解质溶液三相分离的目的。
4.目前也有采用大容积空间并辅以不同隔板将油、电解质溶液、气三相混合物进行静置或降低物料流速等方式，以达到三相分离的目的。但是这样的设备容积通常比较大，特别是气相空间较大，且有机物气体的挥发量比较大。而大多数有机物的气体都有一定毒性和易爆炸特点，所以气相空间较大的三相分离器内存在较大的安全隐患等缺点。


技术实现要素：

5.本实用新型发明的目的正是针对现有技术中存在的问题，提供一种丙烯腈电解合成己二腈工艺中混合油、电解质溶液、混合气三相分离冷却系统。该系统可以降低了机物气体在混合气体中的浓度，使有机物气体低于该气体的爆炸下限，降低爆炸的可能性，且气相空间非常小，使设备操作安全性提高。
6.为了实现以上发明目的，本实用新型的技术方案为：
7.一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统，该装置包括三相分离器本体和设置在三相分离器本体上的油相冷却器本体。其油相冷却器本体布置在三相分离器本体的上方，三相分离器本体与油冷却器本体通过一根水平连接管连接；在油冷却器本体内设置有传热组件，在传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口；在油冷却器本体的顶部设置气相出口，在油冷却器本体的上部的一侧设置上弯式有机油相出口。
8.作为本技术中一种较好的实施方式，所述的三相分离器本体为圆筒形结构的设备，该圆筒形结构的底部设置为平板型或椭圆封头型，圆筒形结构的顶部设置为锥形结构，锥形结构顶部形成的角度a为30
°
～120
°
；三相分离器本体的最高点(即锥形的顶点)与油相冷却器本体通过一水平管道相连。
9.作为本技术中一种较好的实施方式，在三相分离器本体内设置一竖直隔板，该竖直隔板将三相分离器本体分为两个独立的空间，但竖直隔板与三相分离器本体顶部的锥形结构不接触；在三相分离器本体下部分别设置三相进料口和电解质溶液相出口，其三相进
料口和电解质溶液相出口分别布置在隔板的两侧。
10.作为本技术中一种较好的实施方式，在三相分离器本体内还设置有进液分布器和出液分布器，其中三相进料口与进液发布器连接，电解质溶液出口与出液发布器连接。
11.作为本技术中一种较好的实施方式，所述三相分离器本体内隔板的高度与三相分离器本体的高度比为0.3～0.95；隔板将三相分离器本体隔为两个空间，靠近三相进料口侧的空间与靠近电解质溶液相出口侧的空间的电解质溶液平面宽度比为0.2～0.7。
12.作为本技术中一种较好的实施方式，所述的进液分布器和出液分布器的分布器形状为圆弧形、圆形或丰字形。
13.作为本技术中一种较好的实施方式，在进液分布器和出液分布器的下部设置多个直径为2～10mm的圆形小孔；其中进液分布器上小孔的总截面积为三相进料口截面积的100～300％，出液分布器上小孔的总截面积为电解质溶液出口截面积的100～300％。
14.作为本技术中一种较好的实施方式，所述的油冷却器出口为上弯式结构，油相冷却器本体的底部高于水平连接管。
15.作为本技术中一种较好的实施方式，所述的传热组件的结构包括但不限于板片式换热型、列管式换热型、蛇形管式换热型。
16.作为本技术中一种较好的实施方式，在传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口。
17.作为本技术中一种较好的实施方式，所述上弯式出油口管顶的高度低于油相冷却器本体顶部的高度，低的尺寸为0.2～5倍油相冷却器本体的直径长度。。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
19.(一)、该装置可减少气相分离空间和降低有机物气体挥发。
20.(二)、由于该装置提高了三相分离器本体进口三相介质的分布均匀度和三相分离器本体底部出口的电解质溶液整体流动均匀度，防止了混合油在冷却后回流至三相分离器内，提高了混合油分离效果。
21.(三)、在该装置中，三相混合物进入三相分离器后先降低了三相的流速并进行油相、电解质溶液相、气相的初步分离，电解质溶液相经三相分离器的电解质溶液相出口流出，油相、气相经三相分离器初步分离后进入三相冷却器，在三相冷却器内冷却后，再次分离。此过程中，降低了油相和气相的温度，减少了有机物气体的挥发，油相经三相冷却器上部流出，气相经三相冷却器顶部逸出，大大降低了有机物气体在混合气体中的浓度，使有机物气体低于该气体的爆炸下限，降低爆炸的可能性，且气相空间非常小，使设备操作安全性进一步提高。
附图说明：
22.图1为实施例1所述己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统的结构示意图；
23.图2为实施例2所述己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统的结构示意图；
24.图3为进液分布器与出液分布器为圆弧形的结构示意图；
25.图4为进液分布器与出液分布器为圆形的结构示意图；
26.图5为进液分布器与出液分布器为丰字形的结构示意图；
27.其中，1——进液分布器、2——出液分布器、3——三相分离器本体、4——竖直隔
板、5——水平连接管、6——油相冷却器本体、7——传热组件、a——三相进料口、b——电解质溶液出口、c——冷却液出口、d——上端设置冷却液进口、e——上弯式混合油出口、f——混合气体出口。
具体实施方式
28.一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统，该装置包括三相分离器本体和设置在三相分离器本体上的油相冷却器本体。其油相冷却器本体布置在三相分离器本体的上方，三相分离器本体与油冷却器本体通过一根水平连接管连接；在油冷却器本体内设置有传热组件，在传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口；在油冷却器本体的顶部设置气相出口，在油冷却器本体的上部的一侧设置上弯式有机油相出口。
29.所述的三相分离器本体为圆筒形结构的设备，该圆筒形结构的底部设置为平板型或椭圆封头型，圆筒形结构的顶部设置为锥形结构，锥形结构顶部形成的角度a为30
°
～120
°
；三相分离器本体的最高点(即锥形的顶点)与油相冷却器本体通过一水平管道相连。
30.在三相分离器本体内设置一竖直隔板，该竖直隔板将三相分离器本体分为两个独立的空间，但竖直隔板与三相分离器本体顶部的锥形结构不接触；在三相分离器本体下部分别设置三相进料口和电解质溶液相出口，其三相进料口和电解质溶液相出口分别布置在隔板的两侧。
31.在三相分离器本体内还设置有进液分布器和出液分布器，其中三相进料口与进液发布器连接，电解质溶液出口与出液发布器连接。
32.所述三相分离器本体内隔板的高度与三相分离器本体的高度比为0.3～0.95；隔板将三相分离器本体隔为两个空间，靠近三相进料口侧的空间与靠近电解质溶液相出口侧的空间的电解质溶液平面宽度比为0.2～0.7。
33.所述的进液分布器和出液分布器的分布器形状为圆弧形、圆形或丰字形。
34.在进液分布器和出液分布器的下部设置多个直径为2～10mm的圆形小孔；其中进液分布器上小孔的总截面积为三相进料口截面积的100～300％，出液分布器上小孔的总截面积为电解质溶液出口截面积的100～300％。
35.所述的油冷却器出口为上弯式结构，油相冷却器本体的底部高于水平连接管。
36.所述的传热组件的结构包括但不限于板片式换热型、列管式换热型、蛇形管式换热型。
37.在所述传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口。
38.所述上弯式出油口的管顶的高度低于油相冷却器本体的顶部的高度，低的尺寸为0.2～5倍油相冷却器本体直径长度。
39.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
45.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
47.实施例1:
48.一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统，该装置包括三相分离器本体和设置在三相分离器本体上的油相冷却器本体。其油相冷却器本体布置在三相分离器本体的上方，三相分离器本体与油冷却器本体通过一根水平连接管连接；在油冷却器本体内设置有传热组件，在传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口；在油冷却器本体的顶部设置气相出口，在油冷却器本体的上部的一侧设置上弯式有机油相出口。
49.所述的三相分离器本体为圆筒形结构的设备，该圆筒形结构的底部设置为平板型，圆筒形结构的顶部设置为锥形结构，锥形结构顶部形成的角度a为110
°
；三相分离器本体的最高点(即锥形的顶点)与油相冷却器本体通过一水平管道相连。
50.在三相分离器本体内设置一竖直隔板，该竖直隔板将三相分离器本体分为两个独立的空间，但竖直隔板与三相分离器本体顶部的锥形结构不接触；在三相分离器本体下部分别设置三相进料口和电解质溶液相出口，其三相进料口和电解质溶液相出口分别布置在隔板的两侧。
51.在三相分离器本体内还设置有进液分布器和出液分布器，其中三相进料口与进液
发布器连接，电解质溶液出口与出液发布器连接。进液分布器和出液分布器的分布器形状为圆弧形。
52.所述三相分离器本体内隔板的高度与三相分离器本体的高度比为0.3；隔板将三相分离器本体隔为两个空间，靠近三相进料口侧的空间与靠近电解质溶液相出口侧的空间的电解质溶液平面宽度比为0.2。
53.在进液分布器和出液分布器的下部设置多个直径为3mm的圆形小孔；其中进液分布器上小孔的总截面积为三相进料口截面积的150％，出液分布器上小孔的总截面积为电解质溶液出口截面积的150％。
54.所述的油冷却器出口为上弯式结构，油相冷却器本体的底部高于水平连接管。
55.油冷却器本体内设置板式换热组件。在所述传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口。
56.该装置的操作过程为：正常生产过程中，三相混合物料经三相进料口进入三相分离器本体，在隔板与三相进料口之间的空间内降低流速并缓慢上升，上升过程中，油相、气相和电解质溶液相开始分离；当三种物料到达隔板的顶部后，电解质溶液相漫过隔板进入隔板与电解质溶液相出口之间的空间，且电解质溶液相的流速进一步降低，将尚未分离的油相和气相进一步分离，分离后的油相和气相进入三相分离器的顶部，电解质溶液相缓慢向下流动，经电解质溶液相出口流出三相分离器本体。
57.油相和气相物料经三相分离器本体顶部进入油相冷却器本体，并缓慢穿过板式传热组件，因传热组件内有冷却液从上往下不停流动，所以油相和气相都被冷却。在冷却过程中，油相中的有机物挥发性降低，使气相中有机物含量降低，使气相中的有机物含量低于其爆炸极限下限。然后油相经有机油相出口流出油相冷却器本体，气相经气相出口逸出油相冷却器本体。所述的油相冷却器上部设置的上弯式出油口，上弯式出油口的管顶的高度低于油相冷却器本体的顶部的高度，低的尺寸为0.5倍油相冷却器本体直径长度，这样使油相的避免有机气体串入出油管道内，且能满足有机气体与油相的有效分离空间，避免气体将油带出。
58.实施例2:
59.一种己二腈生产工艺中油、水、气三相分离冷却系统，该装置包括三相分离器本体和设置在三相分离器本体上的油相冷却器本体。其油相冷却器本体布置在三相分离器本体的上方，三相分离器本体与油冷却器本体通过一根水平连接管连接；在油冷却器本体内设置有传热组件，在传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口；在油冷却器本体的顶部设置气相出口，在油冷却器本体的上部的一侧设置上弯式有机油相出口。
60.所述的三相分离器本体为圆筒形结构的设备，该圆筒形结构的底部设置为椭圆封头型，圆筒形结构的顶部设置为锥形结构，锥形结构顶部形成的角度a为100
°
；三相分离器本体的最高点(即锥形的顶点)与油相冷却器本体通过一水平管道相连。
61.在三相分离器本体内设置一竖直隔板，该竖直隔板将三相分离器本体分为两个独立的空间，但竖直隔板与三相分离器本体顶部的锥形结构不接触；在三相分离器本体下部分别设置三相进料口和电解质溶液相出口，其三相进料口和电解质溶液相出口分别布置在隔板的两侧。
62.在三相分离器本体内还设置有进液分布器和出液分布器，其中三相进料口与进液
发布器连接，电解质溶液出口与出液发布器连接。进液分布器和出液分布器的分布器形状为圆形。
63.所述三相分离器本体内隔板的高度与三相分离器本体的高度比为0.95；隔板将三相分离器本体隔为两个空间，靠近三相进料口侧的空间与靠近电解质溶液相出口侧的空间的电解质溶液平面宽度比为0.7。分离的三相物质分别为：油相——含10％丙烯腈的己二腈粗品混合油、电解质溶液相——含电解质的电解质溶液、气相——含丙烯腈的氧气。
64.在进液分布器和出液分布器的下部设置多个直径为5mm的圆形小孔；其中进液分布器上小孔的总截面积为三相进料口截面积的200％，出液分布器上小孔的总截面积为电解质溶液出口截面积的200％。
65.所述的油冷却器出口为上弯式结构，油相冷却器本体的底部高于水平连接管。
66.油冷却器本体内设置板式换热组件。在所述传热组件的下端设置冷却液出口，上端设置冷却液进口。
67.所述的油相冷却器上部设置的上弯式出油口；所述上弯式出油口的管顶的高度低于油相冷却器本体的顶部的高度，低的尺寸为1倍油相冷却器本体直径长度。
68.该装置的操作过程为：正常生产过程中，三相混合物料经三相进料口进入三相分离器本体，在隔板与三相进料口之间的空间内降低流速并缓慢上升，上升过程中，油相、气相和电解质溶液相开始分离；当三种物料到达隔板的顶部后，电解质溶液相漫过隔板进入隔板与电解质溶液相出口之间的空间，且电解质溶液相的流速进一步降低，将尚未分离的油相和气相进一步分离，分离后的油相和气相进入三相分离器的顶部，电解质溶液相缓慢向下流动，经电解质溶液相出口流出三相分离器本体。
69.油相和气相物料经三相分离器本体顶部进入油相冷却器本体，并缓慢穿过传热组件，因传热组件内有冷却液不停流动，所以油相和气相都被冷却。冷却液的温度由外置冷却装置控制温度。所述的传热组件为蛇形管换热管结构。在冷却过程中，油相中的有机物挥发性降低，使气相中有机物含量降低，使气相中的有机物含量低于其爆炸极限下限。然后油相经有机油相出口流出油相冷却器本体，气相经气相出口逸出油相冷却器本体。
70.虽然本实用新型已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型。