Wat is een petrochemische scheider: soorten, afmetingen en toepassingen

Wat is een petrochemische scheider: soorten, afmetingen en toepassingen

Het beantwoorden van de kernvraag:Wat is een petrochemische separator en wat is de grootte ervan?Een petrochemische separator is een drukvat dat een gemengde processtroom splitst in zijn damp- en vloeibare fasen en in driefasen in damp, koolwaterstofvloeistof en vrij water,met behulp van zwaartekrachtbevestiging met behulp van een inlaatmomentumvermindering en een mistverwijderingsinrichting. De gasverwerkingscapaciteit wordt bepaald door de vergelijking van Souders-Brown, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), waarbij K een empirische factor is die afhankelijk is van de oriëntatie van het vaartuig en het type mistverwijder.Voor een verticale scheidsraam met een maaskussing is K typisch 0,10-0,15 m/s; bij een scheidsraam met een scheidsraam stijgt het tot 0,15-0,25 m/s; bij een assycloon bereikt het 0,25-0,35 m/s.een separator beperkt de vloeistofoverbrenging in het gas tot onder 0.1 US gal per MMSCF en gas met minder dan 0,01-0,05% gewichtsgevoerde vloeistof levert aan compressoren, reactoren en ovens.

1Separatiemechanismen in een petrochemische separator

Een scheider werkt door vier opeenvolgende zones en een storing in een van hen verstoort het hele vat:

• Inlaatmomentumvermindering:Een gemengde stroom die met 15-30 m/s binnenkomt draagt veel te veel momentum voor de zwaartekracht om te werken, dus de stroom wordt geleid in een halfopen buis,een cycloneinlaatHet doel is tweeledig: de kinetische energie verdwijnen zodat bulk vloeistof onmiddellijk uitvalt,en vermijd het opnieuw snijden van de vloeistof in fijne druppels die de zwaartekrachtsectie niet kan afzettenSlechte inlaatontwerp is de meest voorkomende oorzaak van onderperformante separatoren.omdat het schip kan zijn royaal in grootte op papier maar nog steeds overstroomd zijn mist eliminator met re-gedreven druppels gemaakt op het mondstuk.
• Afdeling voor het vastleggen van de zwaartekracht:De damp moet langzaam genoeg door het vat gaan zodat de druppels sneller vallen dan het gas stijgt.Dat is precies wat de Souders-Brown K-factor uitdrukt in een enkel empirisch getal.. vloeibare druppels in het bereik van 100-500 micrometer gemakkelijk te vestigen, zodat deze sectie de bulk load verwerkt. het gas moet ook gelijkmatig worden verdeeld over de doorsnede,dus geperforeerde distributie buffers worden gebruikt in horizontale vatenDe vloeibare fase wordt vervolgens gehouden voor een verblijfstijd van 1 tot 10 minuten, afhankelijk van het werk: 1-3 minuten voor een eenvoudige knock-out trommel,5-10 minuten voor een driefase-separator waarbij water moet worden gescheiden van koolwaterstoffen.
• Verwijdering van mist:De zwaartekracht kan de druppels onder ongeveer 100 micrometer niet verwijderen, dus een mist-eliminator behandelt de fijne fractie.vangt druppels van meer dan 5-10 micrometer op tot 99Een blaaspak of chevron verwerkt druppels van 10-40 micrometer.verdraagt vaste stoffen en hogere vloeistofbelastingenEen axiale stroomcyclone bereikt 5-8 micrometer en is bestand tegen overstromingen, ten koste van een hogere drukdaling van 100-250 mm H2O.vervuiling en toegestane drukverlies.
• Vloeistofverzameling en niveaucontrole:De definitieve zone bepaalt de vloeistofkwaliteit en de bescherming stroomafwaarts.te laag en gas door de vloeistofuitlaat blaast met ernstige gevolgen voor elke pomp of vloeistofvatDe horizontale driefasescheider maakt gebruik van een interfaceplaatscontroller plus een weirplaat om de koolwaterstoflaag vast te houden en een boot of waterbeen om vrij water af te trekken.Vortex breakers zijn gemonteerd op elke vloeistof uitlaat om gas wegtrekking te voorkomen, en de uitlaat moet worden afgestemd op de vloeistofstroomsnelheid in plaats van de veel lagere gemiddelde snelheid in het vat.

2De belangrijkste configuraties en hun taak

De meeste toepassingen van petrochemische separatoren worden in vier configuraties uitgevoerd:

• Verticale scheider:Een verticaal vat is de standaardkeuze wanneer het gaspercentage hoog is ten opzichte van het vloeistofpercentage, wanneer de plotruimte beperkt is of wanneer de vloeistofbelasting klein is en voornamelijk door slangen wordt aangedreven,zoals in een compressorzuigschrobberAangezien het gas verticaal tegen de zwaartekracht moet reizen, wordt de diameter van het vat rechtstreeks bepaald door de Souders-Brown K-factor.en de shell hoogte wordt vervolgens ingesteld door vloeistof vasthouden vereisten plus ruimte voor de mist eliminator en inlaat apparaatVerticale eenheden verwerken het niveau goed, zijn zelf afvoerbaar en tolereren de ophoping van vaste stoffen in de onderkant van de kop met een afvoer en afvoer.Hun zwakte is dat ze weinig vloeistof bieden voor een bepaalde diameter., worden ze dus zelden gebruikt voor driefase olie-water-gasseparatie.
• Horizontale scheider:Een horizontaal vat biedt een groot oppervlak van de vloeistof en een lange vloeistofverblijfsduur, waardoor het standaard is voor hoge vloeistofraten, schuimservice en driefase-scheiding.De verticale vestigingsafstand is kort.Deze vaten worden gespecificeerd wanneer een vloeistofresidentie van 3-10 minuten nodig is.wanneer een olie-water-interface moet worden bediend, of wanneer het voer schuimt en oppervlakte nodig heeft om het schuim te breken.de noodzaak van een zorgvuldige gasverdeling over de hele lengte om te voorkomen dat het gas naar de uitlaat wordt geleid.
• Knockout Drum en Flare Knockout:Een knock-out drom, of KOD, is een eenvoudige scheider waarvan de functie bescherming is in plaats van productherwinning.voor een oven om te voorkomen dat vlammen opkomen en koken door vloeibare druppels, en voor een flare om vloeistof uit te slaan die anders zou branden als een onveilige vloeistof regen.en de afmetingsbasis is meestal de maximale vloeistofdruppel die niet in de vlamspits zal worden gedragenDeze zijn meestal droog en moeten een pomp of een ejector bevatten om opgehoopte vloeistof na een ontlastingsgebeurtenis te verwijderen.
• Driefaseseparator en refluxtrommel:Een driefasige scheider splijt stoom, een lichte koolwaterstofvloeistof en vrij water, met behulp van een dam om de koolwaterstoflaag vast te houden en een interface-niveaucontroller om het water te beheren.De afmeting vereist twee criteria die onafhankelijk van elkaar worden gecontroleerd: de gascapaciteit van Souders-Brown en de vloeistofresidentietijd die nodig is om waterdruppels door de koolwaterstoflaag te laten nederzinken, gewoonlijk 5-10 minuten,met behulp van Stokes wet met de water-in-olie druppel grootteEen refluxtrommel op een distillatiecolonne is een eenvoudiger tweefasig geval, maar moet worden afgestemd op zowel de normale reflux- als destillaatstroom als de door een kolonneverstoornis gecreëerde transiënt.met voldoende vertraging om de bediener 3-5 minuten te laten reageren voordat de refluxpomp de zuigkracht verliest of de trommel in de luchtleiding stort.

Vergelijkingsmatrix voor de configuratie van de petrochemische scheiding

Vaak gestelde vragen (FAQ)

V: Wat is de K-factor en hoe kies ik deze?

A: De K-factor condenseert de Souders-Brown dampsnelheidslimiet in één empirische constante, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), met v in m/s.Het vangt het gecombineerde effect van de oriëntatie van het vaartuig vastIn de eerste plaats is het belangrijk dat de verwarming van de vloeistof door de inlaat van de vloeistof wordt beperkt tot de maximale stoomsnelheid.25 m/s met een sleepafdruk, 0,25-0,35 m/s bij een axiale cycloon en 0,10-0,25 m/s voor een horizontaal vat, afhankelijk van de lengte-diameterverhouding.voor vaten met slechte inlaatinstallaties, en waar stroomafwaartse apparatuur gevoelig is voor enige vloeistof, zoals een centrifugecompressor of een hervormingsoven.

V: Wat veroorzaakt vloeistofoverbrenging in een separator?

De snelheid van het gas boven de Souders-Brown limiet, meestal door een ontlastingsproject dat de doorvoer verhoogt zonder het schip te herrangschikken.ofwel van vaste stoffen en polymeren die het oog van het oog vervuilen ofwel van vloeistofbelasting boven de capaciteitEen gebrekkige niveausregelaar of een niveauszender overbrugd door was, schaal of coke, zodat het vloeistofniveau stijgt in de gasruimte.Amine-afbraakproducten of gecondenseerde koolwaterstoffen stabiliseren een schuimlaag die het vat niet kan doorbreken en die rechtstreeks naar de gasuitlaat wordt getrokken.En slechte inlaatontwerp, waarbij de inkomende straal de vloeistof opnieuw atomiseert en druppels creëert die ver onder de ontwerpgrootte liggen.

V: Hoe meet je een driefaseseparator?

A: Er moeten aan twee onafhankelijke criteria worden voldaan, en het grotere vaartuig bepaalt.de vergelijking van Souders-Brown met de juiste K-factor toepassen om de minimale diameter of het effectieve gasoppervlak te vindenTen tweede, vloeistofresidentie: voor de koolwaterstoffase moet voldoende tijd worden gegeven om waterdruppels, meestal van 100-300 micrometer, door de olieschaal naar de interface te laten nederzinken.die meestal 5-10 minuten verblijf betekent en de lengte van het vat of de diameter van de schelp bepaalt. Controleer ook of de bedieningsband van de interface breed genoeg is om te werken, in het algemeen 150-300 mm, en of de laars of het waterbeen is afgestemd op de verwachte watervoet plus een marge voor slakken.Verifiëren van de afwijkingBij 30% van de ontwerpstroom dalen de snelheden en verbetert de scheiding, maar de niveaucontrole en de integratie van de dijk moeten nog steeds worden gehandhaafd.

V: Welke materialen en codes zijn van toepassing op petrochemische separatoren?

A: De meeste separatoren zijn gebouwd volgens ASME VIII Divisie 1 met een U-stempel, of volgens het lokale equivalent zoals PED 2014/68/EU met CE-markering voor Europese dienst.Koolstofstaal zoals SA-516 Klasse 70 is standaard voor niet-corrosieve koolwaterstoffenVoor het gebruik in de stroom met waterstofsulfide wordt 316L of duplex roestvrij gebruikt.NACE MR0175 / ISO 15156 regelt de hardheid van het materiaal en de warmtebehandeling ter voorkoming van sulfide-stresscracking, en in natte H2S-service wordt het staal vaak HIC-getest en na het lassen warmtebehandeld tot onder 200 HV.Hoge temperatuur waterstof service vereist een API 941 Nelson curve check voor hoge temperatuur waterstof aanval en kan een chroom-molybdeen legering zoals 1.25Cr-0,5Mo of 2,25Cr-1Mo. Wanneer het vat geproduceerd water met chloriden en CO2 scheidt, is een corrosievergunning van 3-6 mm plus een binnenlaag of een corrosiebestendige legering normaal.