Τι είναι ένας πετροχημικός διαχωριστής: τύποι, μέγεθος και εφαρμογές

Τι είναι ένας πετροχημικός διαχωριστής: τύποι, μέγεθος και εφαρμογές

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι είναι ένας πετροχημικός διαχωριστής και ποιο είναι το μέγεθός του;Ο πετροχημικός διαχωριστής είναι ένα δοχείο υπό πίεση που διαχωρίζει μια ανάμεικτη ροή διαδικασίας σε ατμό και υγρή φάση, και σε τριφασική λειτουργία σε ατμό, υγρό υδρογονανθράκιο και ελεύθερο νερό,χρησιμοποιώντας τη σταθεροποίηση της βαρύτητας με τη βοήθεια της μείωσης της ορμής εισόδου και μιας συσκευής εξάλειψης ομίχληςΗ χωρητικότητα διαχείρισης αερίου καθορίζεται από την εξίσωση Souders-Brown, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), όπου ο K είναι ένας εμπειρικός παράγοντας που εξαρτάται από τον προσανατολισμό του δοχείου και τον τύπο απομακρυντή ομίχλης.Για ένα κατακόρυφο διαχωριστικό με στρώμα ματιών, το K είναι συνήθως 0,10-0,15 m/s· με ένα πακέτο φτερών αυξάνεται σε 0,15-0,25 m/s· με έναν αξιωματικό κυκλώνα φτάνει τα 0,25-0,35 m/s.ένας διαχωριστής περιορίζει τη μεταφορά υγρού στο αέριο κάτω από το 0.1 US gal ανά MMSCF και διανέμει αέριο με λιγότερο από 0,01-0,05% κατά βάρος σε υγρό που εισέρχεται σε συμπυκνωτές, αντιδραστήρες και φούρνους.

1Μηχανισμοί διαχωρισμού μέσα σε πετροχημικό διαχωριστή

Ένας διαχωριστής λειτουργεί μέσα από τέσσερις διαδοχικές ζώνες, και η βλάβη σε οποιαδήποτε από αυτές υποβαθμίζει ολόκληρο το δοχείο:

• Μείωση της ορμής εισόδου:Η κύρια συσκευή εισόδου είναι η πρώτη γραμμή άμυνας.μια κυκλωτική είσοδοΟ στόχος είναι διπλός: να διαλύσει την κινητική ενέργεια έτσι ώστε το χύδημα υγρό να πέσει αμέσως,και να αποφεύγεται η επανέκλιση του υγρού σε λεπτές σταγόνες που δεν μπορούν να εγκατασταθούν από το τμήμα βαρύτηταςΟ κακός σχεδιασμός των εισόδων είναι η πιο κοινή αιτία των υπολειτουργικών διαχωριστών.επειδή το σκάφος μπορεί να είναι γενναιόδωρο σε μέγεθος στο χαρτί αλλά ακόμα πλημμυρίζει τον απομακρυντή ομίχλης με επαναπροωθημένες σταγόνες που δημιουργούνται στο στόμιο.
• Τμήμα Καθορισμού Βαρύτητας:Ο ατμός πρέπει να διασχίζει το δοχείο αρκετά αργά ώστε οι σταγόνες να πέφτουν πιο γρήγορα από ό,τι το αέριο να ανεβαίνει.που είναι ακριβώς αυτό που εκφράζει ο συντελεστής Κ του Souders-Brown σε έναν ενιαίο εμπειρικό αριθμόΟι σταγόνες υγρού στην περιοχή των 100-500 μικρομετρών αποθηκεύονται εύκολα, έτσι ώστε αυτό το τμήμα να χειρίζεται το χύδην φορτίο.έτσι διάτρητες βαφίδες διανομής χρησιμοποιούνται σε οριζόντια αγγείαΣτη συνέχεια, η υγρή φάση διατηρείται για 1-10 λεπτά ανάλογα με την εργασία: 1-3 λεπτά για ένα απλό τύμπανο νοκ άουτ,5-10 λεπτά για τρισδιάστατο διαχωριστή όπου το νερό πρέπει να διαχωριστεί από υδρογονάνθρακες.
• Εξάλειψη ομίχλης:Η βαρύτητα δεν μπορεί να αφαιρέσει σταγονίδια κάτω από περίπου 100 μικρομέτρα, έτσι ώστε ένας απομακρυντής ομίχλης να χειρίζεται το λεπτό κλάσμα.συλλέγει σταγόνες άνω των 5-10 μικρομέτρων σε θερμοκρασία έως και 990,9% απόδοση με πτώση πίεσης μόνο 25-75 mm H2O, αλλά πλημμυρίζει πάνω από περίπου το 100% του σχεδιασμένου φορτίου του.αντέχει στερεά και υψηλότερα υγρά φορτίαΟι κυκλώνες με άξονα ροής φτάνουν τα 5-8 μικρομέτρα και αντιστέκονται στις πλημμύρες, με κόστος μια μεγαλύτερη πτώση πίεσης 100-250 mm H2O. Η επιλογή είναι ένας συνδυασμός μεταξύ της απόδοσης, της απόδοσης και της απόδοσης.τάση μόλυνσης και επιτρεπόμενη απώλεια πίεσης.
• Συλλογή υγρών και έλεγχο επιπέδου:Η τελική ζώνη καθορίζει την ποιότητα του υγρού και την προστασία της κατωτέρω ροής.πολύ χαμηλά και το αέριο φυσάει μέσα από την έξοδο υγρού με σοβαρές συνέπειες για οποιαδήποτε αντλία ή κατωτέρω σκάφοςΟι οριζόντιοι τρισδιάστατοι διαχωριστές χρησιμοποιούν έναν ελεγκτή επιπέδου διεπαφής συν μια πλάκα φράχτη για να κρατήσει το στρώμα υδρογονανθράκων και μια μπότα ή ένα πόδι νερού για να τραβήξει το ελεύθερο νερό.Οι διακόπτες δίνης είναι τοποθετημένοι σε κάθε έξοδο υγρού για να αποτρέψουν την πρόσφυση αερίων, και ο πύργος εξόδου πρέπει να έχει το μέγεθος της ταχύτητας ροής του υγρού και όχι της πολύ χαμηλότερης μέσης ταχύτητας στο δοχείο.

2Οι κύριες διαμορφώσεις και το καθήκον τους

Τέσσερις διαμορφώσεις καλύπτουν τις περισσότερες εφαρμογές πετροχημικών διαχωριστικών:

• Βιόμετρο διαχωρισμού:Το κάθετο δοχείο είναι η συνήθης επιλογή όταν η ταχύτητα του αερίου είναι υψηλή σε σχέση με την ταχύτητα του υγρού, όταν ο χώρος του οικόπεδου είναι στενός ή όταν το φορτίο του υγρού είναι μικρό και κυρίως με κινητήρα κολοκύθους,όπως σε πλυντήριο αναρρόφησης συμπιεστήΕπειδή το αέριο πρέπει να ταξιδεύει κατακόρυφα ενάντια στη βαρύτητα, η διάμετρος του δοχείου καθορίζεται απευθείας από τον συντελεστή Souders-Brown K,και το ύψος του κέλυφου στη συνέχεια ορίζεται από τις απαιτήσεις συγκράτησης υγρού συν το χώρο για τον απομακρυντή ομίχλης και τη συσκευή εισόδουΟι κατακόρυφες μονάδες χειρίζονται καλά τον έλεγχο επιπέδου, είναι αυτοαποστραγγίζουσες και ανέχονται τη συσσώρευση στερεών ουσιών στο κάτω μέρος της κεφαλής με αποστράγγιση και καθαρισμό.Η αδυναμία τους είναι ότι προσφέρουν μικρή υγρή κατοικία για μια δεδομένη διάμετρο, έτσι ώστε να χρησιμοποιούνται σπάνια για τριστάσιο διαχωρισμό πετρελαίου-νερού-αερίου.
• Οριζόντιος διαχωριστής:Ένα οριζόντιο δοχείο παρέχει μεγάλη επιφάνεια υγρού και μεγάλο χρόνο διαμονής του υγρού, καθιστώντας το προεπιλεγμένο για υψηλά ποσοστά υγρού, υπηρεσία αφρώδους και τριστάσιο διαχωρισμό.Η απόσταση καθιέρωσης στην κάθετη κατεύθυνση είναι μικρή, μόνο η διάμετρος του κελύφους, και η μακρά οριζόντια διαδρομή δίνει στα σταγονίδια χρόνο για να φτάσουν στην διεπαφή.όταν πρέπει να ελέγχεται μια διεπαφή πετρελαίου-νερούΟι αντιδράσεις είναι ένα μεγάλο αποτύπωμα οικόπεδου, πιο δύσκολος έλεγχος επιπέδου υπό κίνηση ανοικτά,και την ανάγκη προσεκτικής διανομής του αερίου σε όλο το μήκος για να αποφευχθεί η διοχέτευση προς την έξοδο.
• Νοκ άουτ Ντραμ και Φλαρ Νοκ άουτ:Ένα τύμπανο εκτόξευσης, ή KOD, είναι ένας απλός διαχωριστής του οποίου η δουλειά είναι η προστασία και όχι η ανάκτηση του προϊόντος.πριν από ένα φούρνο για την πρόληψη της ανάφλεξης της φλόγας και της κοκαρίσματος από σταγονίδια υγρούΤα βαρέλια εκτόξευσης φλεγμονών έχουν το μέγεθος της θήκης έκτακτης ανάγκης και όχι της κανονικής ροής,και η βάση μεγέθους είναι συνήθως η μέγιστη σταγόνα υγρού που δεν θα μεταφερθεί στην άκρη της λάμπαςΟι διαχωριστές διαδικασίας είναι συνήθως στεγνές και πρέπει να περιλαμβάνουν αντλία ή εκτοξευτήρα για την απομάκρυνση του συσσωρευμένου υγρού μετά από ένα γεγονός ανακούφισης.
• Τριφογενής διαχωριστικός μηχανισμός και τύμπανος απόρροιας:Ένας τρισδιάστατος διαχωριστής χωρίζει ατμό, ένα ελαφρύ υγρό υδρογονανθράκων και ελεύθερο νερό, χρησιμοποιώντας ένα φράγμα για να κρατήσει το στρώμα υδρογονανθράκων και έναν ελεγκτή επιπέδου διεπαφής για τη διαχείριση του νερού.Το μέγεθος απαιτεί δύο κριτήρια που ελέγχονται ανεξάρτητα: η χωρητικότητα του αερίου από το Souders-Brown και ο χρόνος διαμονής του υγρού που απαιτείται για να αποθηκευτούν οι σταγόνες νερού μέσα από το στρώμα υδρογονανθράκων, συνήθως 5-10 λεπτά,Χρησιμοποιώντας τον νόμο Stokes με το μέγεθος σταγονιδίων νερού σε λάδιΈνα τύμπανο ανάδρασης σε μια στήλη απόσταξης είναι μια απλούστερη περίπτωση δύο φάσεων, αλλά πρέπει να είναι μεγέθους τόσο για τη φυσιολογική ροή ανάδρασης και απόσταξης όσο και για την παροδική ροή που δημιουργείται από μια αναστάτωση της στήλης,με επαρκή αναμονή για να δώσει στον χειριστή 3-5 λεπτά για να ανταποκριθεί πριν η αντλία ανάρροιας χάσει την αναρρόφηση ή το τύμπανο πλημμυρίζει στην εναέρια γραμμή.

Συγκριτική μήτρα διαμορφώσεων πετροχημικών διαχωριστικών

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Τι είναι ο παράγοντας Κ και πώς τον επιλέγω;

Α: Ο συντελεστής Κ συμπυκνώνει το όριο ταχύτητας ατμού Souders-Brown σε μία εμπειρική σταθερή, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), με v σε m/s.Καταγράφει το συνδυασμένο αποτέλεσμα του προσανατολισμού του σκάφουςΟι συνήθεις τιμές είναι 0,10-0,15 m/s για ένα κατακόρυφο δοχείο με στρώμα ματιών, 0,15-0.25 m/s με συσκευή φτερών, 0,25-0,35 m/s με αξιακό κυκλώνα και 0,10-0,25 m/s για οριζόντιο σκάφος ανάλογα με τη σχέση μήκους-διάμετρου.για δοχεία με κακές συσκευές εισόδου, και όταν ο μεταγενέστερος εξοπλισμός είναι ευαίσθητος σε οποιοδήποτε υγρό, όπως ένας φυγοκεντρικός συμπιεστής ή ένας φούρνος μετασχηματισμού.

Ε: Τι προκαλεί μεταφορά υγρού σε διαχωριστή;

Πέντε αιτίες κυριαρχούν, η ταχύτητα του αερίου πάνω από το όριο Souders-Brown, συνήθως από ένα έργο που αυξάνει την απόδοση χωρίς να επαναπροσαρμόζεται το σκάφος, ένας πλημμυρισμένος ή κατεστραμμένος απομακρυντής ομίχλης,είτε από στερεά στοιχεία και πολυμερή που μολύνουν το δίχτυ είτε από υγρό φορτίο άνω της χωρητικότητάς του- Ένας αποτυχημένος ελεγκτής επιπέδου ή ένας διαβιβαστής επιπέδου που γεφυρώνεται από κερί, κλίμακα ή κοξ, έτσι ώστε το επίπεδο του υγρού να αυξάνεται στο χώρο του αερίου.τα προϊόντα αποδόμησης αμινών ή οι συμπυκνωμένοι υδρογονάνθρακες σταθεροποιούν ένα στρώμα αφρού το οποίο δεν μπορεί να σπάσει το δοχείο και το οποίο προσελκύεται απευθείας στην έξοδο αερίουΚαι κακή σχεδίαση εισόδου, όπου το εισερχόμενο τζετ επανα-ατομίζει το υγρό και δημιουργεί σταγόνες πολύ κάτω από το σχεδιασμένο μέγεθος κοπής.

Ε: Πώς μετράτε ένα τριστάσιο διαχωριστή;

Α: Δύο ανεξάρτητα κριτήρια πρέπει να πληρούνται και τα δύο, και το μεγαλύτερο σκάφος διέπει.εφαρμόζει την εξίσωση Souders-Brown με τον κατάλληλο συντελεστή K για να βρεθεί η ελάχιστη διάμετρος ή η αποτελεσματική περιοχή αερίουΔεύτερον, υγρή κατοικία: για τη φάση υδρογονανθράκων, επιτρέψτε αρκετό χρόνο για τις σταγόνες νερού, συνήθως 100-300 μικρομέτρων, να εγκατασταθούν μέσα από το στρώμα πετρελαίου στην διεπαφή,που συνήθως σημαίνει 5-10 λεπτά διαμονής και καθορίζει το μήκος του αγγείου ή τη διάμετρο του κελύφους. Ελέγξτε επίσης ότι η ζώνη ελέγχου της διεπαφής είναι αρκετά ευρεία για να λειτουργήσει, γενικά 150-300 mm και ότι η μπότα ή το πόδι νερού είναι μεγέθους για την αναμενόμενη ταχύτητα νερού συν ένα περιθώριο για σαλιγκάρια.Βεβαιώστε την κατάργηση- στο 30% της σχεδιαζόμενης ροής, οι ταχύτητες μειώνονται και ο διαχωρισμός βελτιώνεται, αλλά ο έλεγχος επιπέδου και η ακεραιότητα του φράγματος πρέπει να διατηρηθούν.

Ε: Ποια υλικά και κωδικοί ισχύουν για τους πετροχημικούς διαχωριστές;

Α: Οι περισσότεροι διαχωριστές κατασκευάζονται σύμφωνα με το ASME VIII τμήμα 1 με σφραγίδα U ή με το τοπικό ισοδύναμο, όπως το PED 2014/68/ΕΕ με σήμανση CE για την ευρωπαϊκή υπηρεσία.Ο χάλυβας άνθρακα, όπως ο SA-516 κλάσης 70, είναι το πρότυπο για μη διαβρωτικούς υδρογονάνθρακες.· 316L ή διπλό ανοξείδωτο χρησιμοποιείται όταν υπάρχουν χλωρίδια.Η NACE MR0175 / ISO 15156 ρυθμίζει την σκληρότητα του υλικού και τη θερμική επεξεργασία για την πρόληψη της ρωγμάτωσης με θειικό άγχος, και σε υγρή H2S υπηρεσία ο χάλυβας συχνά δοκιμάζεται HIC και μετά την συγκόλληση θερμική επεξεργασία κάτω από 200 HV.Η υπηρεσία υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας απαιτεί έλεγχο καμπύλης API 941 Nelson για επίθεση υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας και μπορεί να αναγκάσει ένα κράμα χρωμίου-μολυβδενίου όπως 1.25Cr-0.5Mo ή 2.25Cr-1Mo. Όταν το δοχείο διαχωρίζει το παραγόμενο νερό με χλωρίδια και CO2, η επιτρεπόμενη διάκριση διάβρωσης είναι 3-6 mm συν εσωτερική επικάλυψη ή επικάλυψη από ανθεκτικό στη διάβρωση κράμα.