新型多旋臂气液分离器入口旋流头的预分离特性研究

周闻，鄂承林，李永祺，郭玉娇，李子轩，卢春喜

（中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京 102249）

引言

费-托合成工艺是缓解石油短缺的重要技术途径之一[1]。由费-托合成反应器生成的烃类混合物经过换热后，受温度压力变化的影响，重质烃类会以液滴的形态析出并游离在气态轻质烃中，形成环状流或雾状流的气液两相混合流动形态[2-3]。下游的气液分离器需要完成对上述气液混合物的精细分离，精准分割轻质烃和重质烃产品。对气液两相混合物中液滴的粒径特征，通常采用Sauter 平均粒径(SMD)来进行描述。通常费-托合成工艺所需分离的气液混合物中液滴SMD 约为20～30 μm，液滴的浓度约为50～100 g/m3。面对严苛的分离要求，Zhou 等[4]开发了一种新型多旋臂式气液分离器。主要利用离心分离原理对气液两相进行分离，在前期工作中已经发现此类分离器的性能基本满足分离要求，但依旧存在上行气速快，液滴夹带量大等问题，初步判断是因入口结构引起的。

采用离心分离原理分离器的入口结构是分离器最重要的组成部件之一[5-6]。入口结构可迫使混合相在分离器筒体内做旋转运动从而完成分离。Xiong 等[7]发现在轴流式旋流分离器的入口结构上增设窄缝后，可以提高分离器的分离性能。Ali 等[8]在一个大型的组合式分离器中同时设置了入口分配器和多组旋流叶片作为入口结构用以增强分离性能。Fu 等[9]在切流反转式旋风分离器的入口前设置一组辅助结构，颗粒在该结构的作用下按照粒径大小重新分配，有序地进入分离器主体完成离心运动，从而提高分离器的分离性能。……