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분리기: 종류 및 설계 고려 사항
석유 및 가스 분리기 유형
,분리기 설계 고려 사항
,보증이 있는 오일 분리기
프로세스 엔지니어링에서는분리 기호가장 일반적으로 오일, 가스, 물, 고체 등의 다상 혼합물을 별개의 구성 요소로 분할하도록 설계된 압력 용기입니다. 이 프로세스의 효율성은 업스트림 생산 및 다운스트림 처리의 "핵심"입니다. 적절한 설계는 공정 순도를 보장하고, 다운스트림 장비(예: 압축기 및 히터)를 보호하며 재정 계량 정확도를 최대화합니다.
분리기는 방향, 위상 기능 및 구성에 따라 분류됩니다.
| 범주 | 유형 | 최고의 대상 |
|---|---|---|
| 정위 | 수평의 | 높은 가스 대 액체 비율; 큰 액체 표면적; 효율적인 가스 브레이크아웃. |
| 수직의 | 작은 설치 공간(해상/스키드); 거품이 많은 원유 또는 높은 모래 함량을 취급합니다. | |
| 구의 | 소형, 저용량 애플리케이션; 소규모의 기체-액체 분리에 비용 효율적입니다. | |
| 능력 | 2상 | 전체 액체(기름 + 물 결합)에서 가스를 기본적으로 분리합니다. |
| 삼상 | 가스, 석유, 물을 개별 흐름으로 분할합니다. 복잡한 내부가 필요합니다. | |
| 구성 | 테스트/생산 | 회계 계량 또는 장기 생산 처리에 특화되어 있습니다. |
분리기를 엔지니어링하려면 최적의 분리 효율성을 달성하기 위해 열역학적 조건과 유체 물리학의 균형이 필요합니다.
잘 설계된 구분선은 다음과 같은 4개의 고유한 기능 영역을 관리해야 합니다.
입구 구역:전환기(배플/사이클론)를 사용하여 운동량을 분산시키고 진입 즉시 대량 기액 분리를 수행합니다.
중력 정착 섹션:밀도 기반 분리가 발생할 수 있을 만큼 오랫동안 유체가 존재하는 "조용한 구역"입니다.
병합 구역:평행판, 베인 팩 또는 메시 패드를 활용하여 작고 안정적인 액적을 더 크고 분리하기 쉬운 소구체로 병합합니다.
콘센트 구역:분리된 상이 재비산 없이 제거되도록 보장합니다. 이를 위해서는 인터페이스 안정성을 유지하기 위해 정밀한 레벨 제어(위어/버킷)가 필요합니다.
보유 시간:유체가 용기에 머무르는 기간입니다. 시간이 충분하지 않으면 "이월"(기체 속의 액체) 또는 "이월"(액체 속의 기체)이 발생합니다.
가스 속도:이하로 유지되어야 합니다.사우더스-브라운 한계($V_{max} = K sqrt{frac{rho_L - rho_G}{rho_G}}$) 액체 미스트가 가스 흐름과 함께 끌려나가는 것을 방지합니다.
서지 용량:설계는 프로세스 혼란을 고려해야 합니다. 용기는 일반적으로 "홀드업"(일반적인 액체 용량)과 서지 용량을 처리하여 유량 스파이크 시 높은 수준의 경보를 방지할 수 있는 크기입니다.
Q: 가로형과 세로형 중 어느 것이 더 좋나요?
A: 절충안입니다.수평 선박액체-가스 분리를 위한 더 넓은 표면적을 제공하며 높은 가스-오일 비율에 선호됩니다.수직 용기부지 공간이 제한되어 있거나 하천에 바닥에서 씻어내야 하는 상당한 양의 모래/고형물이 포함되어 있는 경우에 이상적입니다.
Q: 입구 전환기의 목적은 무엇입니까?
A: 입구 전환기는 두 가지 역할을 하는 기본 내부 구성 요소입니다. 유입 흐름의 "슬러그"를 중지하여 침전 영역의 난류를 방지하고, 가스와 액체의 방향을 빠르게 변경하여 대량 분리를 시작합니다.
Q: 일부 분리기에 "합체 팩"이 있는 이유는 무엇입니까?
A: 작은 크기(스토크스 법칙의 $D$)로 인해 많은 미세한 물방울이 자연적으로 가라앉지 않습니다. 유착 팩은 이러한 작은 물방울이 충돌하고 병합될 수 있도록 높은 표면적을 제공합니다. 물방울이 커지면 상승/침강 속도가 크게 증가하여 용기를 더 작고 효율적으로 만들 수 있습니다.
Q: 분리기는 거품이 나는 원유를 처리할 수 있습니까?
A: 발포 원유는 주요 설계 과제입니다. 일반적으로 수직 분리기는 거품 관리에 더 좋지만, 거품 층이 가스 공간을 채우는 것을 방지하기 위해 특수한 내부 "거품 차단기" 또는 화학적 소포제 주입 지점이 필요한 경우가 많습니다.
