一種用于甲醇制汽油的油-氣-水三相分離器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種甲醇轉化制備的粗汽油產品進行油-氣-水三相分離器。
技術背景
[0002]甲醇轉化制汽油技術最早由美國Mobil公司于1976年提出，該技術以煤或天然氣生產的甲醇為原料，然后將甲醇在ZSM-5催化條件下轉化為高辛烷值的汽油產品。甲醇制汽油技術的成功開發(fā)和工業(yè)化應用豐富了煤制油的技術路線，是緩解國內石油短缺、甲醇過剩局面和延伸煤化工產業(yè)鏈的重要途徑。
[0003]目前，工業(yè)上甲醇制汽油的工藝主要有兩步法工藝和一步法工藝兩種，前者是甲醇先通過脫水催化劑生成二甲醚，然后二甲醚經ZSM-5催化劑轉化為汽油；而后者是甲醇在ZSM-5新型催化劑上一步轉化為汽油。甲醇制汽油是一種強度放熱反應，每千克甲醇轉化所放出的熱量約為1.74MJ，反應易飛溫而引起催化劑燒結和設備損壞；同時甲醇在分子篩催化劑表面易發(fā)生結焦反應，進而導致催化劑表面酸性中心的積碳失活。為有效的控制反應溫度和延緩催化劑表面的結焦，無論是兩步法還是一步法工藝均需采用多達5倍以上體積的循環(huán)氣對原料甲醇進行稀釋，進而導致反應器出口產品經冷凝后形成氣、油和水的混合物相，其中氣相占混合物相總質量的84wt%以上，而水占9wt%左右，剩余7wt%左右為油相。由于油-氣-水中的氣相和水相含量較高，同時油品中C3烴類處于氣化邊緣，故在進行三相分離時，氣相排出時會夾帶大量的液沫，嚴重影響分離效果。
[0004]油-氣-水三相分離器廣泛用于石油機械、石油化工和天然氣的開采過程。近年來，我國在三相分離器的研宄開發(fā)方面取得了巨大進步，分離器種類、型號不斷增多，分離效果也在不斷改善。專利CN101559291A公開了一種油氣水三相分離器，其分離器油本體分為沉淀室、水室和油室，在水室中設有迷宮型油氣水分離板，并分別設置了水位和油位探頭，提高了油氣水的分離效果和分離效率。專利CN202289572UA公開了一種臥式油氣水分離器，通過在殼體內設置分流裝置、整流板、聚結器、捕霧器、堰板和防渦器等內構件改善分離效果。上述油氣水三相分離器雖然通過增加內構件和調整結構在一定程度上提高了分離效果，但其主要是針對開采原油中含有的伴生油、伴生氣和水的分離，其油氣水三相含量和狀態(tài)與MTG產品冷凝后形成的油氣水三相存在明顯不同，將其直接應用于MTG工藝中難以達到分離效果，且其存在結構復雜、體積大和操作繁瑣等共性問題。因此，針對MTG產品冷凝后形成的油氣水三相混合物的特性，開發(fā)一種分離效果好、結構簡單、占地小和自動化程度高的油氣水三相分離器具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有工業(yè)分離器對MTG產品冷凝的油氣水三相存在的分離效果差、結構復雜、占地面積大和操作繁瑣等問題，開發(fā)一種對MTG產品冷凝后形成的氣液固三相分離效果好、結構簡單和自動化程度高的分離器。
[0006]為實現(xiàn)本實用新型目的，本實用新型公開的油-氣-水三相分離器包括分離器殼體1、合成油反應物入口 2、氣相出口 3、油相出口 4、水相出口 5、氣相放空口 6、液相排凈口7、溫度計口 8、壓力計口 9、界面液位計口 10、液位計口 11、進料分布管12、分離器支座19，其特征在于分離器殼體I由中間筒體，左封頭和右封頭組成，在左封頭下部設有溫度計口8，中間筒體上部兩端分別設置一個合成油反應物入口 2，中間筒體頂部中間設有兩個氣相出口 3，中間筒體頂部有壓力計口 9和氣相放空口 6，分離器支座19位于中間筒體底部兩端，油相出口 4和水相出口 5位于中間筒體底部的中間，在中間筒體底部有液相排凈口 7，界面液位器口 10位于中間筒體下部，液位計口 11位于中間筒體中部，反應物入口 2通過在中間筒體內部與水平面成45°夾角的輸送管與進料分布管12相連接，進料分布管12固定于中間筒體內的分布管支腿20上，在進料分布管12朝向同端封頭的管面上設有分布孔21，氣相出口 3與氣相出口除沫器連接。
[0007]如上所述的氣相出口除沫器由上下兩段組成，下段由階梯環(huán)支撐板17支撐階梯環(huán)填料16組成填料段，填料段經變徑段15與上段連接，上段內部裝有絲網除沫器14。
[0008]如上所述的氣相出口上段絲網段與下段填料段的內徑比為0.6?0.8，其變徑段15的高度與下段填料段高度比為0.25?0.35。
[0009]如上所述的下段階梯環(huán)填料16的內徑為38?76mm，階梯環(huán)填料16以反堆或亂堆的方式裝填，階梯環(huán)填料(16)組成填料層的高度為500?1000mm。
[0010]如上所述的絲網除沫器14采用的過濾網型式為SP型或DP型，安裝方式為上裝式，絲網除沫器厚度為100?150mm。
[0011]如上所述的分離器中間筒體高徑比為2?4。
[0012]如上所述的進料分布管12通過U型螺栓13和螺母固定于焊接在筒體內的分布管支腿20上。
[0013]如上所述的進料分布管12上的分布孔21為平行排列的矩形結構，其長度占分布管直徑的0.7?0.9，寬度為5?20mm，每兩個分布孔20間的水平距離為50?200mm。
[0014]如上所述的油相出口 4在中間筒體內部的管子高度與中間筒體內徑的比值為0.17?0.22，水相出口 5在中間筒體內部的管子高度與中間筒體內徑的比值為0.025?0.030ο
[0015]在使用實用新型油-氣-水三相分離器時，控制分離器內液位高度與中間筒體內徑的比為0.3?0.5，控制油-水界面高度與中間筒體內徑的比為0.065?0.165。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有實質性特點和顯著進步在于:
[0017](I)本實用新型公開的油-氣-水三相分離器，針對甲醇制汽油產品中氣相含量高的特點，設置了下層階梯環(huán)填料和上層絲網兩層除沫裝置，氣相通過上述除沫裝置后，除沫效率達99.1%以上；
[0018](2)本實用新型公開的油-氣-水分離器，結構簡單緊湊，無需復雜的內構件就能保證油-氣-水三相的有效分離，克服了現(xiàn)有分離器中存在的結構復雜、體積大和分離效果差等缺點。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型公開的分離器結構示意圖
[0020]圖2為本實用新型公開的分離器左視圖[0021 ] 由圖1-2所示，I是分離器殼體，2是合成油反應物入口，3是氣相出口，4是油相出口，5是水相出口，6是氣相放空口，7是液相排凈口，8是溫度計口，9是壓力計口，10是界面液位計口，11是液位計口，12是進料分布管，13是U型螺栓，14是絲網除沫器，15是變徑段，16階梯環(huán)填料，17是階梯環(huán)支撐板，18是出口連接法蘭，19是分離器支座，20是分布管支腿，21是分布孔。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]為實現(xiàn)本實用新型目的，本實用新型公開的油-氣-水三相分離器包括分離器殼體1、合成油反應物入口 2、氣相出口 3、油相出口 4、水相出口 5、氣相放空口 6、液相排凈口7、溫度計口 8、壓力計口 9、界面液位計口 10、液位計口 11、進料分布管12、分離器支座19，其特征在于分離器殼體I由中間筒體，左封頭和右封頭組成，在左封頭下部設有溫度計口8，中間筒體上部兩端分別設置一個合成油反應物入口 2，中間筒體頂部中間設有兩個氣相出口 3，在左端合成油反應物入口 2與左邊氣相出口 3之間的中間筒體上設有壓力計口 9，而在右端合成油反應物入口 2與右端氣相出口 3之間的中間筒體上設有氣相放空口 6，分離器支座19位于中間筒體底部兩端，油相出口 4和水相出口 5位于中間筒體底部的中間，在中間筒體左端底部設有液相排凈口 7，界面液位器口 10和液位計口 11位于筒體中下部，合成油反應物入口 2通過在中間筒體內部與水平面成45°夾角的輸送管與進料分布管12相連接，進料