07 Oct 2026 8 min read

液-液分离器怎么选、怎么算——《液-液分离器详细设计指南》A 版导读

《液-液分离器详细设计指南》A 版导读：30 μm 分水岭、上游剪切、轴向流速与切割粒径——四个设计判断，附选型速览与板组改造算例。

Oct 7, 2026 · @OWEN WANG

扩能之后，分离罐为什么开始带水

很多液-液分离问题不是容器坏了，而是它被要求做超出原设计的事。装置扩能后，分离罐里的停留时间常常只剩原设计的一半甚至三分之一，产品发浑、带水，下游设备跟着出问题。

遇到这种情况，常见的做法有两种：凭“停留时间几分钟”的经验去核算，或者直接把问题交给内件供货商。前者说不清到底能分到多干净，后者让设计方手里没有自己的判断依据。

我们把手头的一份国际石油公司企业设计规定和四份供货商技术资料通读了一遍，整理成《液-液分离器详细设计指南》A 版。目标很具体：工艺工程师拿到物性和流量后，能自己完成选型、定径和校核。

指南共 53 页，14 章加 3 个附录，覆盖容器式两相（L/L）和三相（G/L/L）分离器的选型与工艺计算，全部统一为 SI 单位。

文中 15 幅示意图和图表均为重新绘制，算例的计算过程按指南自身的公式重新算过一遍。

读完整份指南之前，有四个判断可以先带走，它们决定了大部分设计的走向。

30 μm 是分水岭。 液滴多数大于 30 μm 的一次分散，靠重力就能分开。小于 30 μm 的二次分散，开式沉降器和板组都无效，必须先用纤维类聚结介质让液滴长大。沉降速度与直径的平方成正比：300 μm 液滴 15 min 走完的距离，10 μm 液滴要走约 225 h。
上游剪切比容器裕量更要紧。 离心泵和节流阀会把液滴打碎，入口液滴一旦变细，容器再大也难补救。入口前 10 倍管径内不设阀门、变径和弯头；易乳化体系的聚结器进料改用低剪切泵。
开式沉降器看两个数：轴向流速和切割粒径。 轻、重两相的轴向流速各不超过 0.015 m/s。粗分离按 150 μm 切割粒径核算，出口夹带约 1.5%；加板组后可到约 50 μm、夹带约 0.2%；聚结器可到 50～500 ppm。
停留时间不是分离判据。 高含水、易乳化的原油生产分离器，要按界面处的“分散带”能否被容纳来定径，卧式容器里分散带高度不宜超过直径的 15%。决定分离效果的是界面面积，而不是总液体停留时间。

型式由四个问题决定：有没有气相、液滴粗细、要分到多干净、是否结垢。指南第 4 章把十种型式列成选型矩阵和初选流程，下表是它的压缩版。

分离任务	首选型式	可达到的指标	要注意的事
两相，一次分散，粗分离或结垢工况	卧式开式沉降器	切割粒径 150 μm，夹带 ≤ 1.5%	界面不清晰时改用双堰布置
两相，一次分散，高效分离	卧式板组沉降器	切割粒径约 50 μm，夹带 ≤ 0.2%	只耐中等以下结垢；含固时板距不小于 40 mm、倾角 60°
二次分散，或出口要求 ppm 级	压缩纤维床或滤芯式聚结器	50～500 ppm	进料分散相不超过约 5%；上游必须设预过滤器
三相，气量小，重相不到 5%	卧式三相沉降器，带集液包	粗分离	集液包直径宜取容器直径的 1/3 左右
三相，气量小，两相都要净化	卧式三相沉降器，带堰板，可加板组	粗分离；加板组后为高效分离	双堰布置靠堰高差自动定界面，不需要界位控制
三相，气量大、液量小	立式三相沉降器，可加板组	粗分离；加板组后为高效分离	板组型限于轻烃-水体系，粘度不超过 1 mPa·s

聚结器不适合承担粗分离：分散相浓度高时，先用沉降器粗分，再用聚结器精分。

一台内径 1.5 m、切线长 5 m 的既有油水沉降器，加装 1 m 长的板组后，两相切割粒径从约 105 μm 降到 40～50 μm。这是指南第 13 章的第一个算例。

工况：油 500 t/d（密度 750 kg/m³，粘度 0.5 mPa·s），水 320 t/d（密度 990 kg/m³，粘度 0.9 mPa·s），设计裕量 1.2。

先补入口内件。 进料口加弯管，入口段加两块整流挡板，可用沉降段长度为 3.85 m。
再定界位。 界位控制带高 0.55 m。放在居中或偏高的位置，轻相轴向流速达到 19～37 mm/s，超过 15 mm/s 的上限；放在最低位置，重相流速 17.8 mm/s，同样超限。把低低界位设在 0.38 m，两相流速分别为 15.0 和 12.8 mm/s。
算切割粒径。 油中水滴 103 μm，水中油滴 105 μm，满足 150 μm 的粗分离要求。
加板组。 选平板、倾角 45°、长 1 m。板距从 30 mm 试起，为保持板间层流（雷诺数不超过 850）收到 12 mm，切割粒径降到水滴 40 μm、油滴 50 μm。

这个算例说明两件事：界位放在哪里和容器有多大同样重要；既有容器不换壳体，分离效果也有明显的提升空间。指南里另外四个算例分别是柴油脱水滤芯式聚结器、聚结介质厚度估算、双堰三相分离器改造和原油生产分离器定径。

指南给出的数值用于方案比选和设备初步定径，不能替代内件供货商的性能保证。使用前有四条边界需要清楚。

范围。 沉降罐、API 隔油池、水力旋流器、离心机、电脱水器，以及 FPSO 等受晃动影响的分离器，都不在指南范围内。
经验系数。 聚结内件的通量和床层厚度来自各家供货商的试验与工程经验，会随物系变化。ppm 级的出口指标受微量表面活性剂影响很大，有性能保证要求时应做现场中试。
资料之间的差异。 不同来源的数据并不总是一致。以聚结垫的迎流面流速为例，保守取值是 0.015 m/s（合 54 m³/(m²·h)），供货商资料给到 20～120 m³/(m²·h)。指南把两者并列，并建议初步设计取前者。
气-液分离。 三相分离器的气相空间只给出基本校核准则，除雾内件的详细设计需要另行完成。

建议分三步使用：按第 3 章整理输入数据，按第 4 章初选型式，再对照第 12 章的步骤表逐项计算，并用第 13 章的算例检查自己的计算过程。

两个附录可以直接拿来用。附录 A 的工艺数据表适合作为向内件供货商提供设计条件的模板；附录 B 的 16 项检查清单适合在设计校审时逐条核对。

A 版是第一版。如果你在项目中发现公式、系数或算例与实际不符，欢迎指出，我们会在后续版本中核对修订。