第五章:三相闪蒸罐设计
5。1概述
在甲苯甲醇烷基化过程中,需要将氢气分离出去和把反应产物提纯,这需要用三相闪蒸罐对原料进行预处理.常规工艺先采用气液分离器进行气液两相闪蒸，闪蒸后的油相再利用沉降罐进行热化学重力闪蒸，或采用电热化学脱水。这种工艺存在工艺复杂、设备多、投资大，管理和维护工作量大的问题。三相闪蒸器将产物的脱气、脱水结合。工艺简单，投资少，管理和维护简单，有利于实现产品处理工艺的密闭. 5。1。1闪蒸器的类型
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硬质合金模具 工业上常用的分离器， 按其外形分主要有立式和卧式两种； 按功能分有气液两相闪蒸器和油、气、水三相闪蒸器等;按操作压力可分为负压（<0。1MPa）、低压(〈1。5MPa)、中压(1.5～6。0MPa）和高压（>6。0MPa)分离器等。
立式闪蒸器
5—1立式闪蒸器的简单结构示意图
立式闪蒸器一般用于处理高气液比的油气混合物,如用作气体洗涤器、分液罐等， 以便除去大量气体中所含少量液体。 立式闪蒸器的内部结构如图所示，混合物由侧面进入闪蒸器， 经入口分流器使油气得到初步分离， 液体向下沉降至闪蒸器的集液部分, 析出所携带的气泡后经液控阀流入管线;经入口分流后的气体向上流向气体出口, 气体所携带的较重油滴在重力作用下沉降至集液部分; 较小的液滴经出口捕雾器碰撞聚集后进一步脱除, 然后气体流出闪蒸器。
卧式闪蒸器
卧式闪蒸器多用于液气比较高的情况，像原油分离器、缓冲罐等。闪蒸器的内部结构如图5—2所示
图5—2 一般三相闪蒸器的简单结构示意图
1—三相流体入口；2—挡板;3-气相整流件；4—填料或防浪板;5—捕雾器； 6—气出口;7—下液管；8—溢流堰板;9—防涡器；10-水出口；11—油出口
流体进入闪蒸器,经过入口分流器后气、液的流向和流速突然改变, 使气液得以初步分离.气体水平地通过液面上方的重力沉降部分, 被气流携带的液滴在此部分靠重力沉降至气液界面, 未沉降至液面的粒径更小的液滴在出口捕雾器碰撞聚集成大液滴， 在重力作用下沉降
至集液部分。
经过初步分离的液体在重力作用下流入闪蒸器的集液部分， 集液部分需要有一定的空间, 使液体流出前有足够的停留时间;对于两相闪蒸器, 足够的停留时间可以使原油中气泡升至液面并进入气相；对于三相闪蒸器, 足够的停留时间除使油中气泡析出至气相外， 还可以使油中水滴沉降至水层, 水层的油滴升至油层， 然后再通过控制阀流出闪蒸器。油气界面的高度一般控制在(1/2～3/4）D之间。
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为了提高脱水效果，容器内部一般加设填料。填料的形式有斜板、波纹板,或填料和斜板合一等。油水混合液流过这些填料时，可使水滴吸附其表面,在液体的剪力作用下破坏水滴表面张力,使水滴易于聚结；同时，顺着填料下沉，缩短沉降时间.
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有的闪蒸器气相也设置填料。由于气相主要是分出液体,填料可能与油水分离段的填料不同。
填料段一般设置1～2段，如果太多,不经济，且占去较大的闪蒸空间。
根据填料和波纹板的功用,它们应满足以下要求:
a. 具有良好的润湿性,混合物流经其表面时，水滴(或油滴)易于吸附；
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b. 能长期使用，不易破碎，并不与油、水发生化学变化；
c. 来源广，价格低廉。
对于用于浮式生产储油设施上的闪蒸器，由于波动原因必须考虑增加内部防浪设施稳定界(液）面。比较简单的办法是采用防浪板，如图所示，有时填料兼作防浪板。防浪板的多少根据闪蒸器闪蒸段的长度来定。我们采用的是卧式闪蒸罐.
5。1.2闪蒸器结构
卧式三相闪蒸罐包括入口分流区、集液区、重力沉降区和除雾器区四个部分:
1）入口分流区
入口分流区也正是利用了混合液较高的动能，通过突然改变混合液的方向吸收其动能，达到气液的初步分离。
2)集液区
集液区位十二相闪蒸器的底部，主要为液体中气体的析出及油水的沉降闪蒸提供充足的停留时间。需要指出的是油与水的闪蒸时间要明显高于气液的闪蒸时间。
3)重力沉降区
重力沉降区一般是对于气体而言，即进入该区域后气体的速度下降，气体中携带的较大的液滴由于重力的作用落到气液交界面，而更小的液滴则需要依靠后面的除雾器除去，以保证闪蒸所得气体中不含液体或含量很少。
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