陈杨
惠生工程中国有限公司， 北京 100032
摘要：重力式气液分离器在大型化工装置中被广泛使用。气液分离器按空间布置分为立式和卧式，按是否有丝网分为丝网式与重力式，卧式重力式的计算是其中最复杂的。因此本文结合工程实例，对气液卧式重力分离器的设计要求和关键参数的工艺计算做了详细介绍，为后续分离器设计奠定了一定的基础。
关键词：卧式，气液分离器，回流罐
1 概述
气液分离器是石油化工领域的重要设备，对于气液分离起关键作用，如压缩机吸入罐、精馏塔回流罐、进料闪蒸罐等。它适用于液滴直径大于 200m 的气液分离。气液重力分离器主要由三部分组成：初级分离区、重力分离区和液体收集区。在初级分离区，依靠进料分布器，吸收动量和改变流向，从而将大部分液体从气体中分离下来，也使得气体在分离器中更好地分布。在重力分离区，剩余液滴靠重力沉降作用从气相中分离下来。液体收集区，主要是收集分离下来的液体，同时通过一定的停留时间，将其中的气泡分离出去。
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图1-1 卧式重力分离器
通常，按空间布置可分为立式和卧式两种型式，按是否有丝网可分为丝网式和重力式。气液重力式分离器通常分为立式和卧式两种型式。立式分离器通常用于气液比较大的工况，或者可用布置空间较小的工况。气液经过初级分离区后，液体向下运动，气体向上运动，经过重力分离区分离出液滴，然后由顶部出容器。卧式分离器通常用于液相量较大的情况，或者三相分离的工况，气体和已经分离下来的液体均水平运动，同时液滴垂直运动，这种运动方式能够更有效地将液滴从气相中分离出来。
2工艺计设计要求
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2.2液位控制要求
为保证工艺操作的稳定性，通常各个液位间均需设置一定的停留时间，同时各液位间高差应满足最小要求。HG/T 20570中规定，最低液位距离容器底切线为“min 50mm”。下文在此标准的基础上采用“min 300mm”来进行容器设计，以确保容纳液位仪表下管口。具体如图 2-2 所示。
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2）出口管尺寸：
出口接管管径不应小于所连接的管道直径，液体流速小于等于lm/s，气体在满足百米压力降的要求下，选择较小的气速更利于分离。
3）长径比要求：
卧式容器的长径比取为 2.5~5。
3 项目实例
以某乙烯装置脱乙烷塔回流罐为例，液相流量268612kg/h，液相密度411.31 kg/m3，液滴直径按200m考虑，操作压力2.5MPAG，操作温度-16.7°C。停留时间取5min，设计余量取25%。计算结果见表3-1。
首先假定直径D，使得气体空间高度a处于0.2~0.4D之间，调整其他参数，当最小进口出口距离小于假定切线长度，长径比合理，最低液位达到300mm时，停止调整参数；否则继续修改直径D和其他参数。此时得到的容器尺寸合理，可以起到分离作用。计算结果见表3-1。
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4结语
一个合理设计的气液卧式重力分离器不仅能够保证工艺分离的精度要求，减少能量消耗，降低运行成本，还能提高产品质量，节省设备投资，产生巨大的经济效益；也能够帮助维持日常操作的稳定性和安全性。只有准确计算，合理设计，才能确保气液卧式重力分离器达到设计需要，为安全生产提供保障。
参考文献
[1] 气液分离器设计- HG/T 20570.8-95
[2] Specification for Oil and Gas Separators- API Specification 12J
[3] Separation Equipment- GPSA
[4] Gas/Liquid Separators- Type Selection and Design Rules- Shell
[5] Pressure-reliving and Depressuring Systems- API Standard 521