CN111601655A - 用于优化烯烃装置骤冷水分离器性能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于在蒸汽裂化器骤冷系统的骤冷水循环回路中从水中除去焦炭/焦油的系统和方法。所述系统包括骤冷水分离器，所述骤冷水分离器具有用于减少骤冷水分离器的进料中涡流的进料平稳隔室。所述进料平稳隔室至少部分地由骤冷水分离器中的穿孔挡板限定。所述方法包括使用带有穿孔挡板和平稳隔室的骤冷水分离器，以在骤冷水循环回路中从骤冷水中分离焦炭/焦油。

Description

用于优化烯烃装置骤冷水分离器性能的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月24日提交的美国临时专利申请号62/576,522和于2017年10月25日提交的美国临时专利申请号62/577,045的优先权的权益，其通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及蒸汽裂化器骤冷系统。更具体地，本发明涉及改善蒸汽裂化器骤冷系统中骤冷水分离器的沉降能力。

背景技术

蒸汽裂化器用于通过蒸汽裂化烃原料如石脑油、乙烷和丙烷来生产某些烃，例如乙烯。在蒸汽裂化(热解)过程中，在反应器中烃被过热至高达750-950℃的温度。对于裂化工艺，稀释蒸汽发生器(DSG)将稀释蒸汽供应至反应器以降低烃的分压。然后将过热的烃快速冷却(骤冷)以在某一点后停止反应，从而优化裂化产物收率。在许多方法中，在骤冷水塔(QWT)中使用水进行过热气体的骤冷。使过热的裂化气流入骤冷水塔底部，同时将水喷入骤冷水塔顶部。当骤冷水塔中的水落下时，它与向上流动的过热裂化气接触，并以此方式冷却过热裂化气和稀释蒸汽。

由于骤冷水塔中过热裂化气与稀释蒸汽的冷凝之间的直接接触，从骤冷水塔中流出的水与冷凝的烃(被称为热解汽油)混合。热解汽油可以包括如芳族化合物、烯烃和/或二烯烃等组分。

为了促进水与热解汽油的分离，使骤冷水塔流出物料流从骤冷水塔流到骤冷水分离器(QWS)。在骤冷水分离器处，使骤冷水流出物料流沉降，并从骤冷水分离器中抽取水。然后，来自骤冷水分离器的水被送至工艺水汽提器(PWS)。工艺水汽提器汽提酸性气体和溶解的烃的水。在工艺水汽提器中被汽提之后，水被引导至DSG(如上所述)。用于生成用于裂化炉的稀释蒸汽、随后在骤冷水塔中冷凝、然后循环至骤冷水分离器、然后至工艺水汽提器、并最终返回至稀释蒸汽发生器的水称为工艺水，其在骤冷水塔回路中循环。骤冷水塔、骤冷水分离器、工艺水汽提器和稀释蒸汽发生器统称为稀释蒸汽系统(DSS)或骤冷系统。

烯烃装置骤冷水分离器在骤冷区段性能中起关键作用。如上所述，将主要由水和重质烃组成的骤冷塔底部料流进料到骤冷水分离器，在此将其分离成骤冷水再循环物、工艺冷凝物和汽油料流。一些常规的骤冷水分离器通过三个内部挡板，即焦炭保留挡板、穿孔挡板和溢流挡板分成四个隔室。从焦炭保留挡板和穿孔挡板之间的隔室中取出骤冷水再循环料流，从穿孔挡板和溢出挡板之间的隔室中取出工艺冷凝物料流，并且从溢出挡板下游的隔室中取出汽油料流。在焦炭保留挡板的上游取出热解焦油(pytar)/焦炭料流。

骤冷水再循环物在将其热内容物排出到下游热交换器之后被送回到骤冷塔的顶部。工艺冷凝物在下游分散油提取(DOX)和工艺冷凝物汽提器单元中被净化，并与进入的原料一起在乙烷和丁烷原料过热器中被加热到热解炉进料温度。汽油在燃料油汽提器中净化。燃料油汽提器顶部物再循环回到骤冷塔，且底部料流被送到废油鼓处置。重质组分(热解焦油和焦炭/焦油细屑)以间歇方式从骤冷水分离器中清除出并送到废油鼓处置。

在其中焦炭保留挡板的高度被降低以减少湍流并改善油/水分离的一种情况下，在DOX单元中发生高的压降。而且，在此情况下，进行侵蚀性的炉蒸汽水除焦，这改善了炉的运转长度，但是引起额外的焦炭/焦油到达骤冷水分离器。需要改善骤冷水分离器的能力，以能够处理像这样的情况，其中相对大量的焦炭/焦油被进料到骤冷水分离器。

发明内容

已经发现了一种用于优化骤冷水分离器性能的方法。所述方法包括在骤冷水分离器中设置平稳挡板以帮助热解焦油/焦炭材料更快地沉降。

本发明的实施方案包括骤冷水分离器，所述骤冷水分离器包含进料平稳隔室。所述进料平稳隔室适于接收流入骤冷水分离器的进料并减少进料中的涡流。所述进料平稳隔室从外壳的一端延伸至穿孔挡板。所述穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一。所述骤冷水塔进一步包括焦油排出隔室，所述焦油排出隔室适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油。所述进料平稳隔室通过穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。

本发明的实施方案包括在骤冷水循环回路中从水中分离焦炭/焦油的方法。所述方法包括在骤冷塔中接收炉流出物和在骤冷塔中用骤冷水骤冷所述炉流出物以产生至少一种包含热解汽油的底部料流。所述方法进一步包括在骤冷水分离器中沉降包含热解汽油的底部料流。所述骤冷水分离器包含进料平稳隔室。所述进料平稳隔室适于接收流入骤冷水分离器的进料并减少进料中的涡流。所述进料平稳隔室从外壳的一端延伸至穿孔挡板。所述穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一。所述骤冷水塔进一步包括焦油排出隔室，所述焦油排出隔室适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油。所述进料平稳隔室通过穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。

以下包括贯穿本说明书使用的各种术语和短语的定义。

术语“约”或“大约”被定义为接近，如本领域普通技术人员所理解的。在一个非限制性实施方案中，这些术语被定义为在10％以内，优选在5％以内，更优选在1％以内，最优选在0.5％以内。

术语“wt.％”、“vol.％”或“mol.％”分别指基于包括所述组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数计，所述组分的重量、体积或摩尔百分比。在非限制性实例中，在100摩尔材料中10摩尔组分为10mol.％的组分。

术语“基本上”及其变型被定义为包括10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。

当在权利要求和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“预防”或“避免”或这些术语的任意变型包括任意可测量的减少量或完全抑制以是实现期望的结果。

术语“有效”，如在说明书和/或权利要求中使用的该术语，表示足以实现期望的、预期的或意图的结果。

当在权利要求或说明书中与术语“包含(comprising)”、“包括(including)”、“含有(containing)”或“具有(having)”结合使用时，术语“一(a)”或“一(an)”的使用可以表示“一个”，但是它也与“一个或多个”“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。

术语“包含(comprising)”(和任何形式的包含，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(和任何形式的具有，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和任何形式的包括，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(和任何形式的含有，例如“含有(contains)”和“含有(contain)”)都是包括性的或开放式的，且不排除额外的、未列举的元素或方法步骤。

本发明的方法可以“包含”贯穿说明书公开的特定成分、组分、组合物等，“基本上由其组成”或“由其组成”。

在本发明的上下文中，描述了实施方案1-17。实施方案1是一种骤冷水分离器，其包含：外壳，进料平稳隔室，所述进料平稳隔室适于接收流入到骤冷水分离器中的进料并减少进料中的涡流，并且从外壳的一端延伸到平稳穿孔挡板，所述平稳穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一，和焦油排出隔室，所述焦油排出隔室适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油，其中所述进料平稳隔室通过平稳穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。实施方案2是如实施方案1所述的骤冷水分离器，其包括骤冷水隔室，所述骤冷水隔室适于从自焦油排出隔室流入到骤冷水隔室中的流体中分离骤冷水，其中所述焦油排出隔室通过焦炭保留挡板与所述骤冷水隔室分离。实施方案3是如实施方案2所述的骤冷水分离器，其进一步包括工艺冷凝物隔室，所述工艺冷凝物隔室适于从自骤冷水隔室流入到工艺冷凝物隔室中的流体中分离工艺冷凝物，其中所述骤冷水隔室通过穿孔挡板与所述工艺冷凝物隔室分离。实施方案4是如实施方案3所述的骤冷水分离器，其进一步包括热解汽油隔室，所述热解汽油隔室适于从自工艺冷凝物隔室流入到热解汽油隔室中的流体中分离热解汽油，其中所述热解汽油隔室通过溢流挡板与所述工艺冷凝物隔室分离。实施方案5是如实施方案1至4任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板的至少下部1/10没有穿孔。实施方案6是如实施方案1至5任一项所述的骤冷水分离器，其进一步包括从进料平稳隔室引出的用于收集焦炭/焦油材料的料斗(boot)。实施方案7是如实施方案1至6任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板包含孔和从孔引出的突出物(overhangs)。实施方案8是如实施方案7所述的骤冷水分离器，其中所述孔包含具有25至30mm范围内的直径的孔。实施方案9是如实施方案7所述的骤冷水分离器，其中所述孔包含矩形的且具有在200mm至700mm范围内的长度和在50mm至200mm范围内的宽度的孔。实施方案10是如实施方案7至9任一项所述的骤冷水分离器，其中所述孔的面积是平稳穿孔挡板总面积的30％至50％。实施方案11是如实施方案1至10任一项所述的骤冷水分离器，其中所述骤冷水分离器的内径/所述平稳穿孔挡板的高度的比率在1.5/1至2.5/1的范围内。实施方案12是如实施方案1至11任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板位于离所述骤冷水分离器的最靠近进料入口的拐角距离“x”处，并且骤冷水分离器10的长度(“l”)/“x”比率为65/2.5至65/3.5。

实施方案13是一种在骤冷水循环回路中从骤冷水中分离焦炭/焦油的方法。所述方法包括在骤冷塔中接收炉流出物，在骤冷塔中用骤冷水骤冷所述炉流出物以产生包含热解汽油的底部料流，和在骤冷水分离器中沉降包含热解汽油的底部料流。所述骤冷水分离器包括外壳、适于接收流入骤冷水分离器的进料并减少进料中涡流的进料平稳隔室。所述进料平稳隔室从外壳的一端延伸至平稳穿孔挡板，所述平稳穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一。所述骤冷水分离器还包括焦油排出隔室，所述焦油排出隔室适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油。所述进料平稳隔室通过平稳穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。实施方案14是如实施方案13所述的方法，其中所述平稳穿孔挡板的至少下部1/10没有穿孔。实施方案15是如实施方案13或14所述的方法，其进一步包括使焦炭/焦油从骤冷水分离器经由从进料平稳隔室引出的料斗流动。实施方案16是如实施方案13至15任一项所述的方法，其中所述平稳穿孔挡板包含具有从孔引出的突出物的孔。实施方案17是如实施方案13至16任一项所述的方法，其中所述孔的面积是平稳穿孔挡板总面积的30％至50％。实施方案18是如实施方案13至17任一项所述的方法，其中所述骤冷水分离器的内径/所述平稳穿孔挡板的高度的比率在1.5/1至2.5/1的范围内。

本发明的其它目的、特征和优点将从以下附图、详细描述和实施例中变得明显。然而，应理解，附图、详细说明和实施例虽然表明了本发明的具体实施方案，但仅以说明的方式给出，而并不意味着限制。另外，预期通过该详细描述，在本发明的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。在另外的实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其它实施方案的特征组合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任意其它实施方案的特征组合。在另外的实施方案中，可以将附加特征增加到本文描述的特定实施方案中。

附图说明

为了更全面的理解，现结合附图参考以下描述，其中：

图1示出了根据本发明的实施方案的骤冷水分离器；以及

图2示出了根据本发明的实施方案的在骤冷水循环回路中从骤冷水中分离焦炭/焦油的方法。

图3A和3B是本发明的优选实施方案的侧视图和等轴视图。

图4A和4B示出了用于等高线图的平面的位置。

图5是根据CFD模型的停留时间分布图。

图6是显示基于CFD建模的颗粒沉降行为的图。

图7示出了根据本发明的T形接头流动入口。

图8是根据CFD模型的入口分配器中的各个槽的流量分配的图。

图9示出了根据CFD模型的垂直平面上的速度等高线。

图10示出了根据CFD模型的水平平面上的速度等高线。

图11示出了根据CFD模型通过停留时间着色的颗粒沉降行为。

具体实施方式

已经发现了一种用于优化骤冷水分离器性能的方法。所述方法包括在骤冷水分离器中设置平稳挡板以帮助热解焦油/焦炭材料更快地沉降。以此方式，本发明的实施方案改善了油/水分离，并且消除或至少最小化了来自骤冷水分离器被送回到骤冷水塔的料流中的热解焦油/焦炭污垢材料。

图1示出了根据本发明的实施方案的骤冷水分离器10。图2示出了根据本发明的实施方案的分离骤冷水的方法20。方法20可以通过使用骤冷水分离器10来实施。

根据本发明的实施方案，并且如图1中所示，在骤冷水分离器10的进料入口101附近设置平稳穿孔挡板100。平稳穿孔挡板100适于在进料通过进料入口101流入外壳102时减少进料中涡流(如果存在)的量。平稳穿孔挡板100适于为热解焦油/焦炭材料沉降提供一些时间。在本发明的实施方案中，穿孔或孔100B的尺寸可以具有25至30mm范围内的直径，和/或孔100B可以是矩形的，其长度在200mm至700mm范围内且宽度在50mm至200mm的范围内(200mm-700mm×50mm-200mm)，优选地为500mm×125mm。在本发明的实施方案中，挡板的总穿孔/开口面积可以在挡板总面积的30％至50％的范围内。孔100B可以具有任何形状，例如圆形或矩形，具有或不具有从孔100B引出的遮蓬(awning)或突出物100A，如图1所示。根据本发明的实施方案，平稳穿孔挡板100可具有带有突出物100A的孔100B，没有任何突出物的孔100B，或两者。

在本发明的实施方案中，突出物100A以与水平面成45°的角度倾斜，或以与水平面成5°至85°之间的任何角度倾斜。倾斜的突出物可以帮助热解焦油/焦炭材料更快地沉降。平稳穿孔挡板100的下部20％或其附近可以是无孔的实心。例如，如图1中所示，对于所示的3000mm挡板，平稳穿孔挡板100的下部500mm是无孔的实心，以帮助将热解焦油/焦炭材料保持在平稳穿孔挡板后面。根据本发明的实施方案，料斗115还可以靠近平稳穿孔挡板100安装，以帮助收集热解焦油油/焦炭材料，并且在由于水进料剧烈涌入骤冷水分离器10的外壳102中而引起不期望的湍流的情况下防止这样的热解焦油/焦炭材料再次分散和散布在平稳挡板后面。

根据本发明的实施方案，骤冷水分离器10具有外壳102和布置在外壳102中的多个挡板，即，平稳穿孔挡板100、焦炭保留挡板103、穿孔挡板104和溢流挡板105。在本发明的实施方案中，骤冷水分离器10包括进料平稳隔室110、焦油排出隔室111、骤冷水隔室112、工艺冷凝物隔室113和热解汽油(热解汽油)隔室114。在本发明的实施方案中，平稳穿孔挡板100和其所位于的竖直平面将进料平稳隔室110与焦油排出隔室111分离。在本发明的实施方案中，焦炭保留挡板103和其所位于的竖直平面将焦油排出隔室111与骤冷水隔室112分离。在本发明的实施方案中，穿孔挡板104和其所位于的竖直平面将骤冷水隔室112与工艺冷凝物隔室113分离。在本发明的实施方案中，溢流挡板105和其所位于的竖直平面将工艺冷凝物隔室113与热解汽油隔室114分离。

在本发明的实施方案中，骤冷水分离器10的长度(“l”)与平稳穿孔挡板100的高度的比率可在65/8至65/5的范围内，优选65/6.6或其附近。在本发明的实施方案中，骤冷水分离器10的内径(“d”)与平稳穿孔挡板100的高度的比率在1.5/1至2.5/1的范围内，优选2/1或其附近。在本发明的实施方案中，平稳穿孔挡板100延伸跨过骤冷水分离器10的内部横截面面积的1/3至1/2。平稳穿孔挡板100可位于与骤冷水分离器10的最靠近进料入口101的拐角距离“x”处。骤冷水分离器10的长度(“l”)/“x”比率可以是65/2.5至65/3.5，优选65/3.0。

根据本发明的实施方案，骤冷水分离器10包含进料平稳隔室110，和焦油排出隔室111、骤冷水隔室112、工艺冷凝物隔室113和热解汽油隔室114中的一个或多个。在本发明的实施方案中，进料平稳隔室110适于减少通过进料入口101流入骤冷水分离器10的进料中的涡流。在本发明的实施方案中，进料平稳隔室110从外壳102的一端延伸到平稳穿孔挡板100。根据本发明的实施方案，进料平稳隔室110接收从进料入口101流动的进料，并且能够通过平稳穿孔挡板100而至少部分地减少涡流。在本发明的实施方案中，平稳穿孔挡板100可包括具有孔100B的穿孔的上部和未穿孔的下部(例如，孔的面积为平稳穿孔挡板100的总面积的30％至50％)。应注意，根据本发明的实施方案，平稳穿孔挡板100可包括具有突出物100A的孔100B(例如，直径在25至30mm范围的孔)。根据本发明的实施方案，平稳穿孔挡板100可以延伸跨过外壳102的内部横截面面积的至少三分之一。如图1中所示，穿孔区域的高度/非穿孔区域的高度的比率可以是30/5。在本发明的实施方案中，穿孔区域的高度/非穿孔区域的高度的比率可以在30/4至30/6的范围内。在本发明的实施方案中，所述平稳穿孔挡板100的至少底部1/10没有穿孔。

根据本发明的实施方案，进料平稳隔室110进一步适于从流入进料平稳隔室110中的进料中分离焦炭/焦油。在本发明的实施方案中，骤冷水分离器10包括用于收集焦炭/焦油材料的从进料平稳隔室110引出的料斗115。

根据本发明的实施方案，骤冷水分离器10包括焦油排出隔室111，焦油排出隔室111适于将流入焦油排出隔室111中的流体与进料平稳隔室110分离。进料平稳隔室110可通过平稳穿孔挡板100与焦油排出隔室111分离。骤冷水分离器10可进一步包括用于从骤冷水分离器10排出焦油/焦炭的从焦油排出隔室111引出的一个或多个焦油排出出口106-1至106-4。

在本发明的实施方案中，骤冷水隔室112适于从自焦油排出隔室111流入骤冷水隔室112的流体中分离骤冷水。焦油排出隔室111可通过焦炭保留挡板103与骤冷水隔室112分离。骤冷水分离器10可进一步包括用于从骤冷水分离器10中除去骤冷水的从骤冷水隔室112引出的骤冷水出口107。

根据本发明的实施方案，工艺冷凝物隔室113适于从自骤冷水隔室112流入工艺冷凝物隔室113的流体中分离工艺冷凝物。骤冷水隔室112可通过穿孔挡板104与工艺冷凝物隔室113分离。骤冷水分离器10可进一步包括用于从骤冷水分离器10中除去工艺冷凝物的从工艺冷凝物隔室113引出的工艺冷凝物出口108。

根据本发明的实施方案，热解汽油隔室114适于将从流入热解汽油隔室114的流体中分离热解汽油。热解汽油隔室114可通过溢流挡板105与工艺冷凝物隔室113分离。骤冷水分离器10可进一步包括用于从骤冷水分离器10中除去热解汽油的从热解汽油隔室114引出的热解汽油出口109。

参考图2，本发明的实施方案包括方法20，方法20是在骤冷水循环回路中从骤冷水分离焦炭/焦油的方法。所述方法可包括，在方框200处，在骤冷塔中接收炉流出物。方法20的方框201可以包括在骤冷塔中用骤冷水骤冷炉流出物以产生(1)包含热解汽油和骤冷水的底部料流，(2)骤冷塔流出水，和(3)气体料流。在方框201的骤冷之后，方法20可包括，在方框202处，在骤冷水分离器，如具有进料平稳隔室和至少部分地限定进料平稳隔室的穿孔挡板的骤冷水分离器10中沉降包含热解汽油的底部料流。

根据本发明的实施方案，方法20中用骤冷水分离器10产生烃料流(热解汽油)、骤冷水料流和一种或多种焦油料流。方法20的方框203可以包括将骤冷塔流出水供给到水汽提器，以分离成汽提器烃料流和汽提器水料流。然后，在方框204处，方法20可以包括将骤冷水料流和汽提器水料流再循环至骤冷塔。方框204还可以包括在将骤冷水料流返回到骤冷塔之前将其冷却。进一步地，在方法20中，工艺冷凝物可以在冷凝物汽提器单元中净化，之后将其加热并与进入原料一起进料至热解炉。

尽管已经参考图2的方框描述了本发明的实施方案，但是应理解，本发明的操作不限于图2中所示的方框的特定方框和/或特定顺序。因此，本发明的实施方案可以使用与图2的不同顺序的各种方框来提供如本文所述的功能

计算流体动力学(CFD)用作工具以了解作为挡板设计、间距和高度的函数的焦炭颗粒的沉降行为。整个分离器的简化的二维模型最初用于筛选通过各种确定的挡板设计改进构思。基于建模结果，最有希望的设计修改和使用三维CFD模型模拟以量化益处。怀疑通过入口T形接头流量分配器的流量分配不均，并基于3D建模结果发现这是真实的。因此，模拟了以下三种情形：

情形1(原始设计)：原始分离器结构。

情形2(根据图1的优选实施方案；也参见图3A和3B)：放置在距离切线1.5m处的高度为3300mm的平稳挡板(500mm×125mm的穿孔矩形槽)。

一致性情形：没有平稳挡板的原始设计假设通过入口流量分配器的每个槽均匀流量分配。

在CFD模型的发展期间使用以下假设：

假定流动是单相水并且油相没有被建模。

根据图1仅模拟了主要和连续的喷嘴107、108和120。图3A和3B也示出了根据本发明的实施方案。图4A和4B示出了用于等高线图的实施方案的平面的位置。

对于150、100和75mm的假设颗粒尺寸，研究焦炭颗粒的代表性沉降行为。焦炭颗粒假设为球形，密度为1600kg/m³。由于未对料斗建模，因此也未考虑较重颗粒在平稳挡板之前的可能沉降。也未考虑沉降颗粒的再夹带。

使用下式，通过在入口处注入脉冲输入并测量图1的出口喷嘴107处的扰动浓度来计算停留时间分布：

平均停留时间

与原始设计相比，引入平稳挡板显示将平均停留时间增加5％。

停留时间的增加和返混的减少显示改善了颗粒沉降。显示停留时间分布的结果图示于图5中。

与较小颗粒相比，平稳挡板的引入更多地改善了较大颗粒的沉降。

应注意，图1设计的实施方案的沉降效率可能是预测不足的，因为没有对由于平稳挡板而引起的颗粒击落建模。还应注意，由于不考虑沉降颗粒的再夹带，因此原始设计的沉降效率可能被过度预测。入口分配器处的均匀流动显著改善了所有颗粒的颗粒沉降。颗粒的沉降行为在图6中图示。

图7示出了T形接头入口流量分配器和各个槽。图8示出了图7中所示的入口分配器中的向各个槽的流量分配。结果显示：

入口分配器显示出大的流量分配不均。

最高流量通过位于分配器的不通端的槽5。小量的流量实际上从周围被拉入槽1和槽2中。流量在分配器的左侧和右侧之间相等地分配，因此在图中仅示出了5个槽的数据。平稳挡板不影响入口分配器中的流量。

在模型中没有考虑被平稳挡板击落的颗粒，因此沉降效率将轻微地预测不足，结果表明平稳挡板的引入改善了较大颗粒的沉降。入口分配器处的均匀流动显著改善了所有颗粒的颗粒沉降。

图9示出了根据模型的垂直平面上的速度等高线。

图10示出了水平平面上的速度等高线。与根据图1的设计相比，原始版本显示出更高的整体速度(velocities in the bulk)。在原始设计中，在容器的底部处也可以看到更高速度射流，这可以导致沉降颗粒的再夹带。对于均匀流量分配，甚至与图1所示的根据本发明的设计相比，可以看到低得多的整体速度。均匀流量分配以及平稳挡板一起将导致大大改善的颗粒沉降行为。通过平稳挡板减小了较高的整体速度。通过分配器的均匀流量显著使得流动整体平稳。

图11示出了通过停留时间着色的颗粒沉降行为。这些结果显示平稳挡板导致颗粒更快地沉降。显示通过均匀流量，显著减少了回流混合同时改善了颗粒沉降。

结果显示平稳挡板的引入降低了整体速度，从而提高了颗粒沉降效率。由于对于原始情形的颗粒再夹带和对于推荐设计的平稳挡板之前的颗粒沉降在上述模型中没有考虑，所以平稳挡板的益处被保守地预测。在平稳挡板中的较大尺寸的槽也将减少污垢。发现通过入口分配器的巨大的流量分配不均。

根据本发明的分配器的改进设计显著地改善了分离器性能。例如，可以变化管道分配器的横截面面积。根据本发明的实施方案，也可增加矩形槽的数量。而且，也可以根据本发明使用不同的入口槽面积。

尽管已经详细描述了本申请的实施方案及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施方式的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变、替换和更改。此外，本申请的范围并不限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施方案。如本领域普通技术人员将从以上公开内容容易地理解的，可以利用目前存在的或以后将开发的起到与本文所描述的相应实施方案基本相同的功能或实现与本文描述的相应实施方案基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (18)

1.一种骤冷水分离器，其包含：

外壳；

进料平稳隔室，所述进料平稳隔室适于接收流入到骤冷水分离器中的进料并减少进料中的涡流，所述进料平稳隔室从外壳的一端延伸到平稳穿孔挡板，所述平稳穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一；和

焦油排出隔室，其适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油，所述进料平稳隔室通过平稳穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。

2.如权利要求1所述的骤冷水分离器，其进一步包含：

骤冷水隔室，其适于从自焦油排出隔室流入骤冷水隔室中的流体中分离骤冷水，所述焦油排出隔室通过焦炭保留挡板与所述骤冷水隔室分离。

3.如权利要求2所述的骤冷水分离器，其进一步包含：

工艺冷凝物隔室，其适于从自骤冷水隔室流入工艺冷凝物隔室中的流体中分离工艺冷凝物，所述骤冷水隔室通过穿孔挡板与所述工艺冷凝物隔室分离。

4.如权利要求3所述的骤冷水分离器，其进一步包含：

热解汽油隔室，其适于从自工艺冷凝物隔室流入热解汽油隔室中的流体中分离热解汽油，所述热解汽油隔室通过溢流挡板与所述工艺冷凝物隔室分离。

5.如权利要求1至2任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板的至少下部1/10没有穿孔。

6.如权利要求1至2任一项所述的骤冷水分离器，其进一步包含：

从进料平稳隔室引出的用于收集焦炭/焦油材料的料斗。

7.如权利要求1至2任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板包含孔和从孔引出的突出物。

8.如权利要求7所述的骤冷水分离器，其中所述孔包含具有25至30mm范围内的直径的孔。

9.如权利要求7所述的骤冷水分离器，其中所述孔包含矩形的且具有在200mm至700mm范围内的长度和在50mm至200mm范围内的宽度的孔。

10.如权利要求7所述的骤冷水分离器，其中所述孔的面积是平稳穿孔挡板总面积的30％至50％。

11.如权利要求1至2任一项所述的骤冷水分离器，其中所述骤冷水分离器的内径/所述平稳穿孔挡板的高度的比率在1.5/1至2.5/1的范围内。

12.如权利要求1至2任一项所述的骤冷水分离器，其中所述平稳穿孔挡板位于离所述骤冷水分离器的最靠近进料入口的拐角距离“x”处，并且骤冷水分离器10的长度(“l”)/“x”比率为65/2.5至65/3.5。

13.一种在骤冷水循环回路中从骤冷水中分离焦炭/焦油的方法，所述方法包含：

在骤冷塔中接收炉流出物；

在骤冷塔中用骤冷水骤冷所述炉流出物以产生至少一种包含热解汽油的底部料流；和

在骤冷水分离器中沉降包含热解汽油的底部料流，所述骤冷水分离器包含：

外壳；

进料平稳隔室，所述进料平稳隔室适于接收流入骤冷水分离器中的进料并减少进料中的涡流，所述进料平稳隔室从外壳的一端延伸到平稳穿孔挡板，所述平稳穿孔挡板延伸跨过外壳的内部横截面面积的至少三分之一；和

焦油排出隔室，其适于从自进料平稳隔室流入焦油排出隔室中的流体中分离焦炭/焦油，所述进料平稳隔室通过平稳穿孔挡板与所述焦油排出隔室分离。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述平稳穿孔挡板的至少下部1/10没有穿孔。

15.如权利要求13或14所述的方法，其进一步包含：

使焦炭/焦油从骤冷水分离器经由从进料平稳隔室引出的料斗流动。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述平稳穿孔挡板包含具有从孔引出的突出物的孔。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述孔的面积是平稳穿孔挡板总面积的30％至50％。

18.如权利要求13所述的方法，其中所述骤冷水分离器的内径/所述平稳穿孔挡板的高度的比率在1.5/1至2.5/1的范围内。

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