[发明专利]气液分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液分离装置，特别涉及一种用于聚烯烃合成过程中的气液分离装置。

背景技术

在各种技术领域中都经常需要进行气体和液体的分离。例如在聚烯烃冷凝工艺中，循环气流中冷凝液的分离对反应器的温度分布和产品性质的调控有着重要的影响。冷凝工艺通过引入易冷凝的液体、即冷凝液(一般为共聚的高级α烯烃和惰性饱和烃)，使其在流化床反应器中蒸发以强化聚合反应热的移出。依据冷凝液的导入流化床的方式，冷凝工艺通常可以分为两类：一类是冷凝液从流化床分布板的下部由循环气流带入反应器；另一类是通过使用气液分离装置，将循环气流中的冷凝液分离出来，然后再单独引入流化床。

第一类冷凝工艺虽然能一定程度地提高冷凝液的量，然而在流化床的底部易产生积液，从而导致原料结块。在第二类冷凝工艺中，将冷凝液分离后再单独引入流化床，可以精确控制进入流化床的冷凝液的量，避免在流化床的底部容易导致原料结块等的问题。因此，上述第二类冷凝工艺有广泛的应用。在该第二类冷凝工艺中，气液分离装置的分离效率直接关系到冷凝液的加入流量和比例，从而影响反应器内的温度梯度，进而对产品的性质产生重要的影响。

专利US 5541270、US 5668228、US 5733510和US 5804677披露了利用旋风分离器、使气流减速以实现分离的大容器(分离罐)、除雾型气液分离器和液体洗涤器等装置将冷凝液从循环气流中分离出来，并优选“Peerless”(DPV P8X型)商购立式除雾型分离器。但是，在此分离装置中，旋风分离器只能放置于气液分离器前，以除去循环气流中的大部分细固体颗粒，而不能进行气液分离。通过使气流减速而实现分离的大容器(分离罐)占地面积大，分离效率低且受气液流量波动的影响大，尤其难以气液分离。除雾型分离器虽能实现冷凝液量的控制，但占地面积大，内构件复杂，分离压降大，难于清洗。液体洗涤器同样存在占地面积大和分离压降大的缺点。

专利US 6455644B1、US 6815512B2、US 7025938B2披露了在冷凝工艺中气液分离不使用例如分离器、除雾器和洗涤器等液体收集装置，以及泵、压缩机和喷雾器等机械设备，而是仅凭借弯头、三通等管件结构来将循环管线中的冷凝液富集后返回流化床分布板上部，因而无机械部件和能量消耗。但是其分离效果非常有限，从分布板上部返回流化床的冷凝液含量最多仅占循环气流中冷凝液总量的28.82％，大部分的冷凝液体还是从流化床底部返回反应器中。如果进一步提高循环气流中冷凝液的含量，可能造成流化床底部积液的现象。

专利CN 200810062156.7披露了将循环气流经过气液分离器后分成两股，富含气相的流股从分布板下部通过导流器由循环气流带入流化床，富含液相的流股从分布板上部引入流化床。该专利只给出缓冲罐和旋风分离器两种形式的气液分离器，但是这两种分离装置的分离效果均不理想，大部分冷凝液还将由分布板下方进入反应器，无法在较大范围内调控冷凝液量，且装置占地面积大。

因此，需要一种用于聚烯烃冷凝工艺的气液分离装置，其气液分离效率高，压降小。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种气液分离装置，其能够进行高效的气液分离，并且气流压降小。

根据本发明，提出了一种气液分离装置，其包括与输送含液气流的供给管路相连的内筒，在所述内筒的周向侧壁上布置有排液孔。以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔，在所述外筒上设有排液端口。设置在所述内筒的上游侧端部和所述供给管路之间的旋流部件。其中，所述旋流部件包括罩筒、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道。

在本文中，用语“上游”和“下游”均以含液气流的流向为参照。

在一个实施例中，旋流叶片以一定的仰角和一定的扭角从盲板延伸到罩筒内壁。在一个实施例中，所述各旋流叶片的仰角相同，所述仰角10-80度，优选为15-60度，更优选为30度。在另一个实施例中，所述各旋流叶片的扭角相同，所述扭角为10-80度，优选为20-60度，更优选为45度。

这里，用语“仰角”是指旋流叶片在罩筒上翘起的端点所在的直线边与罩筒横截面之间的夹角。用语“扭角”是指旋流叶片与罩筒相连的端部的弦与罩筒横截面之间的夹角。