جداکننده پتروشیمی چیست: انواع، اندازه و کاربردهای آن

جداکننده پتروشیمی چیست: انواع، اندازه و کاربردهای آن

جواب دادن به سوال اصلي:جدا کننده پتروشیمی چیست و اندازه آن چیست؟جداکننده پتروشیمی یک ظرف تحت فشار است که جریان فرآیند مخلوط را به بخار و فاز مایع و در سه فاز به بخار، مایع هیدروکربن و آب آزاد تقسیم می کند.با استفاده از تعویض گرانش با کمک کاهش حرکت ورودی و یک دستگاه حذف مهظرفیت گاز آن توسط معادله Souders-Brown تنظیم شده است، v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V) ، که در آن K یک عامل تجربی است که به جهت گیری ظرف و نوع حذف کننده مه بستگی دارد.برای یک جدا کننده عمودی با یک پد شبکه، K به طور معمول 0.10-0.15 m/s است؛ با یک بسته شانه، به 0.15-0.25 m/s افزایش می یابد؛ با یک سیکلون محوری، به 0.25-0.35 m/s می رسد. به درستی مشخص شده است،یک جدا کننده انتقال مایع را در گاز به زیر 0 محدود می کند..1 گال ایالات متحده در هر MMSCF و گاز با کمتر از 0.01-0.05٪ از وزن مایع را به کمپرسورها، راکتورها و کوره ها می رساند.

1مکانیسم های جدایی در داخل یک جدایی دهنده پتروشیمی

جداکننده از چهار منطقه ی متوالی عبور می کند و شکست در هرکدام از آن ها کل ظرف را تخریب می کند:

• کاهش سرعت ورودی:دستگاه ورودی اصلی اولین خط دفاعی است. یک جریان مخلوط که با سرعت 15-30 متر در ثانیه وارد می شود، حرکت بسیار زیادی را برای اعمال گرانش حمل می کند، بنابراین جریان به یک لوله نیمه باز هدایت می شود،یک ورودی سیکلونیکهدف دوگانه است: از بین بردن انرژی جنبشی تا مایع عمده بلافاصله خارج شود،و اجتناب از برش مجدد مایع به قطرات نازک که بخش گرانش نمی تواند قرار گیردطراحی ضعیف ورودی یکی از شایع ترین علل جداکننده های ضعیف است.چون ظرف ممکن است به صورت سخاوتمندانه بر روی کاغذ اندازه باشد اما هنوز هم خروجی دود خود را با قطرات دوباره جذب شده در نوزل ایجاد شده است.
• بخش تسویه گرانش:بخار باید به اندازه کافی آهسته از ظرف عبور کند تا قطرات جذب شده سریعتر از افزایش گاز سقوط کنند.که دقیقاً همان چیزی است که فاکتور K سودرز-برون در یک عدد تجربی واحد بیان می کند.قطرات مایع در محدوده 100-500 میکرومتر به راحتی قرار می گیرند، بنابراین این بخش بار عمده را اداره می کند. گاز همچنین باید به طور مساوی در سراسر برش متقابل توزیع شود،پس از آن، بافل های توزیع سوراخ شده در ظروف افقی استفاده می شوند.مرحله مایع پس از آن برای یک زمان اقامت 1-10 دقیقه بسته به وظیفه نگه داشته می شود: 1-3 دقیقه برای یک طبل ساده،5 تا 10 دقیقه برای جداکننده سه فاز که آب باید از هیدروکربن جدا شود.
• حذف مه:گرانش نمی تواند قطرات زیر حدود 100 میکرومتر را از بین ببرد، بنابراین یک حذف کننده مه، کسری نازک را اداره می کند. یک پد براق سیم، به طور معمول 100-150 میلی متر ضخامت با تراکم 130-200 کیلوگرم / متر،قطرات بالاتر از ۵ تا ۱۰ میکرو متری را در حداکثر ۹۹بهره وری.9٪ با افت فشار فقط 25-75 میلی متر H2O ، اما بیش از حدود 100٪ از بار طراحی خود را سیل می کند. یک بسته بادکنک یا شیورون قطرات 10-40 میکرو متری را اداره می کند ،تحمل مواد جامد و بار مایعات بالاتریک سیکلون جریان محوری به 5-8 میکرومتر می رسد و در برابر سیل مقاومت می کند، با هزینه کاهش فشار بالاتر 100-250 میلی متر H2O. انتخاب یک تعادل بین کارایی،تمایل به آلودگی و کاهش فشار مجاز.
• جمع آوری مایعات و کنترل سطح:منطقه نهایی کیفیت مایع و حفاظت از جریان پایین را تعیین می کند. سطح باید در یک محدوده باریک نگه داشته شود: بیش از حد بالا و تخلیه دود و مایع را به خروجی گاز حمل می کند.بیش از حد پایین و گاز از طریق خروجی مایع با عواقب جدی برای هر پمپ یا ظرف پایین رودجدا کننده های سه فاز افقی از یک کنترل کننده سطح رابط به علاوه یک صفحه باند برای نگه داشتن لایه هیدروکربن و یک بوت یا پای آب برای جذب آب آزاد استفاده می کنند.شکافنده های گرد و غبار در هر خروجی مایع نصب شده اند تا از جذب گاز جلوگیری شود، و نوزل خروجی باید برای سرعت جریان مایع به جای سرعت متوسط بسیار پایین تر در ظرف اندازه گیری شود.

2تنظیمات اصلی و وظایف آنها

چهار پیکربندی بیشتر کاربردهای جدا کننده پتروشیمی را پوشش می دهد:

• جداکننده عمودی:یک ظرف عمودی انتخاب استاندارد است زمانی که سرعت گاز نسبت به سرعت مایع بالا باشد، زمانی که فضای پلاکت تنگ باشد، یا زمانی که بار مایع کوچک باشد و عمدتاً به وسیله آبنبات رانده شود.مانند در یک جاروبرقی مکش فشار دهندهاز آنجا که گاز باید عمودی در برابر گرانش حرکت کند، قطر ظرف به طور مستقیم توسط فاکتور Souders-Brown K تنظیم می شود،و ارتفاع پوسته سپس با الزامات نگه داشتن مایع به علاوه فضای برای از بین بردن مه و دستگاه ورودی تنظیم می شودواحدهای عمودی کنترل سطح را به خوبی کنترل می کنند، خود تخلیه می شوند و تجمع جامد در سر پایین را با تخلیه و تمیز کردن تحمل می کنند.ضعف آنها این است که آنها محل اقامت مایع کمی برای یک قطر داده شده ارائه می دهند، بنابراین آنها به ندرت برای جداسازی سه فاز نفت-آب-گاز استفاده می شوند.
• جدا کننده افقی:یک ظرف افقی یک سطح مایع بزرگ و زمان طولانی مایع را فراهم می کند، که آن را به طور پیش فرض برای نرخ مایع بالا، خدمات فوم و جدایی سه فاز می کند.فاصله قرار دادن در جهت عمودی کوتاه است، فقط قطر پوسته، و مسیر افقی طولانی به قطرات زمان می دهد تا به رابط برسند. این ظرف ها در جایی که اقامت مایع 3-10 دقیقه مورد نیاز است مشخص می شوند،زمانی که یک رابط روغن-آب باید کنترل شود، و یا جایی که خوراک به صورت فوم است و نیاز به سطح برای شکستن فوم دارد.و نیاز به توزیع دقیق گاز در طول طول برای جلوگیری از کانال به سمت خروجی.
• درام و فلایر ناکائو:یک درام خفه کننده یا KOD یک جدا کننده ساده است که کار آن محافظت است نه بازیابی محصول. آن را در مقابل یک کمپرسور قرار می دهد تا حلزون هایی را که باعث آسیب به چرخ دارها یا شیرها می شود، از بین ببرد.پیش از کوره برای جلوگیری از نفوذ شعله و کوکس از قطرات مایع، و قبل از شعله برای بیرون کشیدن مایع که در غیر این صورت به عنوان یک باران مایع خطرناک سوزانده می شود.و پایه اندازه گیری به طور معمول حداکثر قطره مایع است که به نوک شعله منتقل نمی شود.این دستگاه ها معمولاً خشک می شوند و باید شامل یک پمپ یا اژکتور برای حذف مایع تجمع شده پس از یک رویداد تخلیه باشند.
• جداکننده سه فاز و طبل رفلکس:یک جداکننده سه فاز بخار، مایع هیدروکربن سبک و آب آزاد را تقسیم می کند، با استفاده از یک سد برای نگه داشتن لایه هیدروکربن و یک کنترل کننده سطح رابط برای مدیریت آب.اندازه گیری نیاز به دو معیار است که به طور مستقل بررسی می شود: ظرفیت گاز از سودرز براون، و زمان اقامت مایع مورد نیاز برای قطرات آب برای قرار گرفتن از طریق لایه هیدروکربن، معمولا 5-10 دقیقه،با استفاده از قانون استوکس با اندازه قطره آب در روغنیک طبل ریفلوکس بر روی یک ستون ترشی یک مورد دو فاز ساده تر است، اما باید برای هر دو جریان عادی و جریان ترشی و زمانی که توسط یک ستون ایجاد می شود، اندازه گیری شود.با نگه داشتن کافی برای دادن اپراتور 3-5 دقیقه برای پاسخ قبل از پمپ رفلکس از دست می دهد مکش و یا طبل سیل در خط هوا.

ماتریس مقایسه پیکربندی جدا کننده های پتروشیمی

سوالات متداول (FAQ)

سوال: فاکتور K چیست و چگونه آن را انتخاب کنم؟

A: فاکتور K محدودیت سرعت بخار سویدرز - براون را به یک ثابت تجربی، v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V) ، با v در m/s فشرده می کند.این اثر ترکیبی جهت گیری کشتی را نشان می دهد.، دستگاه ورودی و دستگاه حذف مه در بزرگترین سرعت بخار که مایع دیگر حمل نمی شود. مقادیر معمول 0.10-0.15 m/s برای یک ظرف عمودی با یک پد میش، 0.15-0.25 متر در ثانیه با یک بسته بادکنک، 0.25-0.35 m/s با یک سیکلون محوری، و 0.10-0.25 m/s برای یک ظرف افقی بسته به نسبت طول به قطر.برای ظروف با دستگاه های ورودی ضعیف، و جایی که تجهیزات پایین به هر مایع حساس هستند، مانند یک کمپرسور سانتریفیوژ یا کوره اصلاح کننده.

سوال: چه چیزی باعث انتقال مایع در جدا کننده می شود؟

پاسخ: پنج علت غالب هستند سرعت گاز بالاتر از حد سودرز براون معمولاً از یک پروژه خنک کننده بطری که بدون تغییر درجه ظرف، ظرفیت را افزایش می دهدیا از مواد جامد و پلیمر آلوده شدن شبکه یا از بارگذاری مایع بیش از ظرفیت آنیک کنترل کننده سطح شکست خورده یا یک فرستنده سطح با موم، مقیاس یا کوکس عبور می کند، بنابراین سطح مایع به فضای گاز افزایش می یابد.محصولات تجزیه آمین یا هیدروکربن های فشرده یک لایه کف را که ظرف نمی تواند آن را بشکنند و مستقیماً به خروجی گاز کشیده می شود، ثبات می دهند.و طراحی افت ضعیف، جایی که جت ورودی مایع را دوباره به اتم تبدیل می کند و قطرات بسیار کمتر از اندازه برش طراحی شده را ایجاد می کند.

س: اندازه جداکننده سه فاز را چگونه می دانید؟

ج: دو معیار مستقل باید هر دو برآورده شوند و کشتی بزرگتر حاکم است.برای پیدا کردن قطر حداقل یا ناحیه موثر گاز معادله Souders-Brown را با عامل K مناسب اعمال کنید.دوم، اقامت مایع: برای فاز هیدروکربن، اجازه دهید زمان کافی برای قطرات آب، به طور معمول 100-300 میکرومتر، از طریق لایه روغن به رابط قرار گیرد.که معمولاً به معنای 5 تا 10 دقیقه اقامت است و طول ظرف یا قطر پوسته را تعریف می کند.. همچنین بررسی کنید که باند کنترل رابط به اندازه کافی گسترده برای کار، به طور کلی 150-300 میلی متر و که بوت یا پا آب برای نرخ آب انتظار می رود به علاوه حاشیه ای برای حلزون اندازه گیری شده است.باز کردن رو تایید کنید: در 30 درصد از جریان طراحی، سرعت کاهش می یابد و جدایی بهبود می یابد، اما کنترل سطح و یکپارچگی سد باید همچنان حفظ شود.

س: چه مواد و کد هایی برای جداکننده های پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند؟

ج: اکثر جداکننده ها با ASME VIII Division 1 با مهر U ساخته شده اند، یا با معادل محلی مانند PED 2014/68/EU با علامت CE برای سرویس اروپا.فولاد کربنی مانند SA-516 درجه 70 استاندارد برای کربن های غیر خوردنی استدر صورت وجود کلرید، از فولاد ضد زنگ 316L یا دو فلز استفاده می شود.NACE MR0175 / ISO 15156 سخت بودن مواد و درمان حرارتی را برای جلوگیری از ترکیدن فشار سولفید تنظیم می کند، و در سرویس H2S مرطوب استیل اغلب HIC آزمایش و پس از جوش گرمایی تحت 200 HV درمان می شود.خدمات هیدروژن با دمای بالا نیاز به یک چک منحنی نلسون API 941 برای حمله هیدروژن با دمای بالا دارد و ممکن است یک آلیاژ کروم - مولیبدن مانند 1 را مجبور کند.25Cr-0.5Mo یا 2.25Cr-1Mo. هنگامی که ظرف آب تولید شده را با کلریدها و CO2 جدا می کند، اجازه خوردگی 3-6 میلی متر به علاوه پوشش داخلی یا پوشش آلیاژ مقاوم به خوردگی طبیعی است.