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立式重力气-液分离器的工艺设计

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化
工
设
计
通
讯
工艺与设鲁
Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎｔ
第４ ２ 卷第７ 期
２ ０ １ ６ 年７ 月
Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
关键词 ： 重力气 ． 液 分 离器 ； 设 备 选 型 ；工 艺设 计
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ０ ５ ３ ． ２
文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ３ － ６ ４ ９ ０（ ２ ０ １ ６ ）０ ７ ￣ ） ０ ９ ９ － ０ ２
Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｖｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｇｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ Ｇａ ｓ － Ｌｉ ｑ ｕ 离器 的工艺设计
许建华
（ 南京扬予石 油化 工设计工程有 限责任公 司 ，江苏南京 ２ １ ０ ０ ４ ８ ）
摘 要 ： 重力气 ． 液分离器在化工生产中一直被广泛应用，其中以立式重力气 ． 液分离器应用最多。简单介绍了４ ｇ ＿ ｒ － － 装置 中常见的重力气． 液分离器，并以一台气 ． 液分 离器的工程设计为例，就立式重力气． 液分离器的设备选型和关键参数的工艺 计算做 了 详 细介绍 ，并指 出了立式重力 气 ． 液分 离器在工 艺设计 中应 注意 的几个问题 。
ｇ ａ ｓ － ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｒｅ ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｋ ｅ ｙ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒｅ ａ ａ ｌ ｓ ｏ ｌ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ．
ＸｕＪ ｉ ａ ｎ ． ｈ ｕ ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｇｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｇ ａ ｓ — ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｕ ｓ ｅ ｄ ｏ ｆ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｇ ａ ｓ — ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｇ ａ ｓ － ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ，ａ ｎ ｄ ａ ｓ ａ ｎ
ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ，ａ ｎ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｇ ａ ｓ － ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｐ ｒａ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｙ ｔ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｇｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ Ｇａ ｓ － Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ； Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
重力气 ． 液分离器 因分离负荷范 围大，在化工生产中一直 被广泛 应用 。重力气 ． 液分离器有两种 型式 ： 立 式重 力气 ． 液 分 离器 和卧 式重 力气 ． 液 分离器 ，生产 装置 中 以立 式重 力气 ． 液分离器应用最 多。 １ 重 力气． 液分离器的选型原则 重 力气 ． 液分离器适用 于分离液滴 直径大于２ ０ ０ ｌ ａ ｍ的气 ． 液 分离 【 １ ］ 。立式重力 气 ． 液 分离器 的优 点是气 液分离空 间大 ， 有 利于 中间 混合层 的连续分 离， 占地 小 ；缺 点是液体流 动方 向与重 力方 向相反 ，不 利于沉 降 ，液 面稳 定 性差 。卧式重力 气． 液 分 离 器 的优 点 是 液 体 流 动 方 向 与 重 力 方 向相 垂 直 ，有 利 于沉 降 分离 ； 缺 点是气 液分 离空 间小 ， 占地 面积大 ，不 适宜 用作要求缓冲容积太大 的分离器 。 当液体量较多 ，高液面和低液面 之 间的停 留时 间较 长时 ， 般采用 卧式重力气 ． 液分离器 ；当液 体量较少 ，停 留时 间较 短 ，或 液面 高度是 通过 各个液位 调节 点之 间 的最小距 离来加 以限制 的，一般采用立式重力气 ． 液分离器 。 ２ 重 力气． 液分离器的选型 工 程设 计过程 中，通 常根据流 体 的体 积含 气率进 行重力 气． 液分离器选型 。 下 面 以设计一 台气 ． 液分离器为例 ，介 绍重力气 ． 液 分离 器 的设备选 型和工艺计算 。设计分离 的气 ． 液两 相流混合 物的 状况详 见表 。

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第4章油气分离设备第2节-1全解

第4章油气分离设备第2节-1全解


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图4-2-4 除沫板结构示意图
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3. 旋流破碎器
在当液流控制阀打开时，为防止在该处
产生涡流，通常的对策是设置一个简单的
旋流破碎器，见图4-2-5所示。产生的旋涡
将天然气从气体空间内吸出，然后重新掺
混到液体中流出。
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图4-2-5旋流破碎器
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4. 除雾器
为了除去 100 μm 以下的液滴，在分离 器的出口普遍都增设了除雾器。除雾器能 除去100～10μm 直径的液滴，其效率可达 99％。除雾器主要有三种类型，如图4-2-6 所示。
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2.卧式分离器
卧式重力分离器的主体为一卧式圆筒
体，气流一端进入，另一端流出，液相由
底部流出，分离过程与立式分离器大致相
同，基本结构如图4-2-2所示。
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图4-2-2 卧式分离器结构示意图
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2. 卧式分离器
初级分离段—可具有不同的入口形式， 其目的也在于对气液进行初级分离，除了 入口挡板外，有的在入口内增设一个小内 旋器，在入口对气—液进行旋风分离。
沉降段 — 是气体与液滴实现重力分离 的主体，气流水平流动与液滴下沉成 90 ° 夹角，对液滴下降阻力小于立式分离器。
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2. 卧式分离器
积液段 — 设计常需考虑液体在分离器 的停留时间，一般储存高度按分离器直径 的一半考虑。在水平筒体的底部有泥沙等 污物，排污比立式分离器困难。
除雾段 — 可设置在筒体内，也可设置 在筒体上部紧接气体出口处。
3
图4-2-1 立式重力分离器结构示意图
4
1.立式重力分离器
初级分离段 — 气液入口处，由于物流速度突 然降低，成股状的液体或大的液滴被分离出来直 接沉降到积液段。为了提高初级分离的效果，常 增设入口挡板或采用切线入口方式。
立式重力气-液分离器的工艺设计

立式重力气-液分离器的工艺设计

立式重力气-液分离器的工艺设计许建华【摘要】Gravity gas-liquid separator has been widely used in the chemical industry,and the most used of which is the vertical gravity gas-liquid separator.In this paper,a brief introduction to the common gravity gas-liquid separator is introduced,and as an example,an engineering design of a gas-liquid separator is showed.The selection of equipment and the key parameters of vertical gravity gas-liquid separator are introduced in details,and several key issues which should be cared in the process design are also listed.%重力气-液分离器在化工生产中一直被广泛应用，其中以立式重力气-液分离器应用最多。

简单介绍了化工装置中常见的重力气-液分离器，并以一台气-液分离器的工程设计为例，就立式重力气-液分离器的设备选型和关键参数的工艺计算做了详细介绍，并指出了立式重力气-液分离器在工艺设计中应注意的几个问题。

【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2016(042)007【总页数】2页(P99-99,124)【关键词】重力气-液分离器;设备选型;工艺设计【作者】许建华【作者单位】南京扬子石油化工设计工程有限责任公司，江苏南京 210048【正文语种】中文【中图分类】TQ053.2重力气-液分离器因分离负荷范围大，在化工生产中一直被广泛应用。

立式气液分离器

立式气液分离器

按常规设计方法研究立式气液分离器，主要参照HG/T 20570.8-95、气-液分离器设计标准等，通过工艺计算，结构设计，强度校核等进行设计。主要结果如下：
（1）筒体材料选择Q235-C，筒体内径 mm，厚度6mm，高度1500mm。
（2）封头材料选择Q235-C，选用标准椭圆形封头，内径500mm、厚度6mm、高度150mm、直边高度25mm。
（3）法兰材料选择20#钢，选用带颈对焊法兰。
（4）支座材料选用Q235-B，选用腿式支座B系列。
（5）筒体水压试验压力2.1875MPa，水压试验合格，经校核，法兰和支腿均满足要求。
关键词：立式气液分离器；结构设计；强度校核
Thedesignofvertical heavy energy liquid separator
（4）立式离心气液分离器
离心气液分离器主要是指气液旋流分离，是利用离心力来分离气流中的液滴。因离心力能达到重力数十倍甚至更多，故它比重力分离的效率要高。虽没有过滤分离效率高，但其具备停留时间短、设备体积小、易安装、操作灵活、运行稳定、无易损件、维护方便等优点，成为广泛研究的气液分离方式。其主要结构类型有管柱式、旋流板式、螺旋式、轴流式等 。
1.1立式气液分离器
气液分离器经过专业人员几十年的努力研究，该技术已基本成熟。各种立式气液分离器都有很大的进展。如立式气液分离器当前研究的重点是研制高效的内部填料以提高其分离效率；立式惯性气液分离器当前研究的重点是克服阻力等。当今主要研究方向是将立式气液分离器基本类型进行组合，得到新型的气液分离器 。
1.2本课题研究内容及目的
本课题研究内容是立式气液分离器的结构优化，工艺条件下管路尺寸、法兰及附件的设计。
（1）立式气液分离器采用重力沉降的原理分离气液两相混合物，结构采用内压筒体与丝网捕雾器组合。
立式重力气液分离器的工艺设计

立式重力气液分离器的工艺设计


size of st ruct ure
一般认为 ,气相段高度 H1 (直边段) 与气
液分离器直径相当即可 ,即
H1 = (018～112) D
(12)
气体入口流速较高时 ,气相段高度相应取
上限值 。
3 液相段高度的确定
气液分离器的液相段高度由被分离液体
在气液分离器中的停留时间决定 。
当连续排出气液分离器中的液体时 ,可将
5～10min 的液体量控制在液位计的可视范围
液相段直边高度 ,m ; t —被分离液体的停留时
间 ,可根据需要定为 2～8h 。
设计计算的立式重力气液分离器简图如
图 1 所示 。
图 1 立式重力气液分离器简图
4 接管尺寸
4. 1 入口管管径和高度的确定 入口尺寸不小于入口管接管直径 ,较低的
入口位置有利于气液分离 。
一般认为 ρG U 2 ≤1000Ρa
求出液滴的沉降速度 U t (等于气体流速 U ) 后 ,可用下式计算气液分离器的最小直径 :
D min
=
1818
( V) Ut
1/
2
(9)
式中 Dmin —气 液 分 离 器 的 最 小 直 径 , mm ;
V —气体流量 (操作状态下) ,m3/ h ; U t —同前
实际上 ,在一般化工过程的立式气液分离
器中 ,气液相对运动大多数处于过渡区 ,此时 ,
如要 U ≤U t ,根据式 (6) 求 U t ,而
U
=
π 4
V D2 ·3600
则
π
4
V D2 ·3600
≤017805
(ρL - ρG) 01714 d11143 ρL 01286μ≈01429