Что такое нефтехимический сепаратор: типы, размеры и области применения

Что такое нефтехимический сепаратор: типы, размеры и применение

Отвечая на главный вопрос:Что такое нефтехимический сепаратор и каков его размер?Нефтехимический сепаратор - это сосуд под давлением, который расщепляет смешанный процесс на пары и жидкие фазы, а в трехфазном режиме на пары, жидкие углеводороды и свободную воду.с использованием гравитационного оседания при помощи снижения импульса входа и устройства для удаления туманаЕе газовая пропускная способность определяется уравнением Судерса-Брауна, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), где K является эмпирическим фактором, который зависит от ориентации сосуда и типа удаления тумана.Для вертикального сепаратора с сетчатой подложкой K обычно составляет 0,10-0,15 м/с; с лопатой он поднимается до 0,15-0,25 м/с; с осевым циклоном он достигает 0,25-0,35 м/с. Правильно указано,сепаратор ограничивает перемещение жидкости в газе до уровня ниже 0.1 US gal на MMSCF и поставляет газ с содержанием менее 0,01-0,05% по весу вводимой жидкости в нижестоящие компрессоры, реакторы и печи.

1Механизмы разделения внутри нефтехимического сепаратора

Сепаратор проходит через четыре последовательных зоны, и отказ в любой из них разрушает весь сосуд:

• Уменьшение импульса ввода:Основное устройство входа является первой линией обороны. смешанный поток, входящий со скоростью 15-30 м/с, несет слишком большой импульс для гравитации, поэтому поток направляется в полуоткрытую трубу,циклонический входЦель двойная: рассеять кинетическую энергию так, чтобы сыпучая жидкость сразу выпадала,и избегайте повторного обрезания жидкости в мелкие капли, которые гравитационная секция не может оседатьПлохая конструкция входа является единственной наиболее распространенной причиной недостаточной производительности сепараторов.потому что судно может быть щедро размером на бумаге, но все еще наводнение его туман удаления с ре-привлеченные капли, созданные на соснах.
• Секция регулирования гравитации:Пары должны проходить через сосуд достаточно медленно, чтобы капли падали быстрее, чем газ поднимался.что именно то, что фактор K Содерса-Брауна выражает в одном эмпирическом числеКапли жидкости в диапазоне 100-500 микрометров легко оседают, поэтому эта секция обрабатывает грузовую нагрузку.Так что перфорированные распределительные баффлы используются в горизонтальных сосудахЗатем жидкую фазу удерживают в течение 1-10 минут в зависимости от задачи: 1-3 минуты для простого нокаут-барабана,5-10 минут для трехфазного сепаратора, где вода должна быть отделена от углеводородов.
• Удаление тумана:Гравитация не может удалять капли ниже примерно 100 микрометров, поэтому мелкий фрагмент обрабатывается удалчиком тумана.улавливает капли более 5-10 микрометров до 99Эффективность 0,9% при падении давления только на 25-75 мм H2O, но он переполняет около 100% своей проектной нагрузки.переносит твердые вещества и более высокие жидкие нагрузкиЦиклоны с аксиальным потоком достигают 5-8 микрометров и устойчивы к наводнению, за счет более высокого падения давления на 100-250 мм H2O.склонность к загрязнению и допустимая потеря давления.
• Сбор жидкости и контроль уровня:Окончательная зона определяет качество жидкости и защиту ниже по течению.слишком низкий и газ проникает через выход жидкости с серьезными последствиями для любого насоса или сосуда ниже по течениюГоризонтальные трехфазные сепараторы используют контроллер уровня интерфейса плюс пластинку для удержания углеводородного слоя и бот или водяную ногу для извлечения свободной воды.На каждом выходе жидкости установлены вихревые прерыватели, чтобы предотвратить попадание газа., и выходной насадки должны быть размещены для скорости потока жидкости, а не гораздо более низкой средней скорости в сосуде.

2Основные конфигурации и их обязанности

Четыре конфигурации охватывают большинство применений нефтехимических сепараторов:

• Вертикальный сепаратор:Вертикальный сосуд является стандартным выбором, когда скорость газа высока по сравнению с скоростью жидкости, когда пространство участка тесное, или когда нагрузка жидкости мала и в основном приводится в действие слюгой,как в компрессорной всасывающей очистительной машинеПоскольку газ должен перемещаться вертикально против гравитации, диаметр сосуда устанавливается непосредственно коэффициентом K Судерса-Браона,и высота оболочки затем устанавливается требованиями жидкости удержания плюс место для удаления тумана и устройства входаВертикальные агрегаты хорошо справляются с контролем уровня, самоотводятся и переносят накопление твердых веществ в нижней голове с отводом и очисткой.Их слабость заключается в том, что они предлагают мало жидкости для проживания для данного диаметра, поэтому они редко используются для трехфазного разделения нефти-воды-газа.
• Горизонтальный сепаратор:Горизонтальный сосуд обеспечивает большую площадь поверхности жидкости и длительное время пребывания жидкости, что делает его стандартным для высоких скоростей жидкости, службы пенообразования и трехфазного разделения.Расстояние установки в вертикальном направлении короткое, только диаметр оболочки, и длинный горизонтальный путь дает каплям время, чтобы достичь интерфейса.где необходимо контролировать интерфейс масло-вода, или когда корм пенистый и требует площади поверхности для разрыва пены.и необходимость тщательного распределения газа по всей длине, чтобы избежать направления газа к выходу..
• Нокаутный барабан и нокаутный сигнал:Нокаутный барабан, или KOD, это простой сепаратор, работа которого заключается в защите, а не в восстановлении продукта.перед печью для предотвращения попадания пламени и кокса от жидких капель, и впереди вспышки, чтобы выбить жидкость, которая в противном случае сгорит как небезопасный жидкий дождь.и основой измерения является, как правило, максимальная капля жидкости, которая не будет переноситься в кончик факелаОни в большинстве случаев работают сухими и должны включать в себя насос или выбросник для удаления накопившейся жидкости после события облегчения.
• Трехфазный сепаратор и рефлюксный барабан:Трехфазный сепаратор разделяет пар, жидкость легких углеводородов и свободную воду, используя плотину для удержания слоя углеводородов и контроллер уровня интерфейса для управления водой.Размеры требуют двух критериев, проверяемых независимо друг от друга: газовая емкость из Souders-Brown и время пребывания жидкости, необходимое для оседания капель воды через слой углеводородов, обычно 5-10 минут,используя закон Стокса с размером капли воды в маслеБарабан рефлюкса на дистилляционной колонне представляет собой более простой двухфазный случай, но должен быть рассчитан как на нормальный поток рефлюкса и дистиллята, так и на преходящий, созданный сбоем колонны,с достаточной задержкой, чтобы дать оператору 3-5 минут, чтобы ответить, прежде чем насос для рефлюкса потеряет всасывание или барабан погрузится в воздушную линию.

Сравнительная матрица конфигураций нефтехимических сепараторов

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что такое фактор К и как я его выбираю?

A: Фактор K конденсирует предел скорости пара Судерса-Брауна в одну эмпирическую постоянную, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), с v в м/с.Он фиксирует комбинированный эффект ориентации судна., впускное устройство и удаление тумана на наибольшей скорости пара, при которой жидкость больше не переносится.25 м/с с лопатой, 0,25-0,35 м/с с осевым циклоном и 0,10-0,25 м/с для горизонтального сосуда в зависимости от соотношения длины к диаметру.для сосудов с плохими устройствами ввода, и где оборудование ниже по производству чувствительно к любой жидкости, например, центрифугированный компрессор или формерная печь.

Вопрос: Что вызывает перенос жидкости в сепараторе?

О: Пять причин доминируют. скорость газа выше границы Судерса-Брауна, обычно от проекта, который увеличивает пропускную способность без переоценки судна.либо от твердых веществ и полимера, загрязняющих сетку, либо от нагрузки жидкости сверх ее емкостиНеисправный регулятор уровня или передатчик уровня, преодоленный воском, чешуйкой или коксом, так что уровень жидкости поднимается в газовое пространство.продукты разложения аминов или конденсированные углеводороды стабилизируют слой пены, который не может быть разрушен сосудом и который притягивается непосредственно к газовому выходу.И плохая конструкция входа, где входящий струй переатомизирует жидкость и создает капли намного ниже размера конструкции.

Вопрос: Как вы измеряете трехфазный сепаратор?

Ответ: должны быть выполнены два независимых критерия, и большее судно определяется.применять уравнение Судерса-Брауна с соответствующим коэффициентом K для определения минимального диаметра или эффективной площади газаВо-вторых, жидкое пребывание: для углеводородной фазы, позвольте достаточно времени для капель воды, обычно 100-300 микрометров, чтобы оседать через слой масла на интерфейс,что обычно означает 5-10 минут пребывания и определяет длину сосуда или диаметр оболочки. Также проверьте, что полоса управления интерфейса достаточно широка для работы, как правило, 150-300 мм, и что ботинка или нога воды размером для ожидаемой скорости воды плюс маржа для слизней.Проверьте отключение: при 30% проектного потока скорости падают и разделение улучшается, но контроль уровня и целостность плотины должны оставаться.

Вопрос: Какие материалы и коды применяются к нефтехимическим сепараторам?

A: Большинство сепараторов изготовлены в соответствии с ASME VIII Division 1 с печатью U или с местным эквивалентом, таким как PED 2014/68/EU с маркировкой CE для европейской службы.Углеродистая сталь, такая как SA-516 класс 70, является стандартом для не коррозионных углеводородов.При наличии хлоридов используется 316L или дуплексная нержавеющая сталь.NACE MR0175 / ISO 15156 регулирует твердость материала и термическую обработку для предотвращения сульфидного стрессового трещинки, а в влажном H2S-сервисе сталь часто проверяется HIC и послесварки подвергается термической обработке до температуры ниже 200 HV.Высокотемпературный водородный сервис требует проверки кривой Нельсона API 941 для высокотемпературной атаки водорода и может заставить сплав хрома-молибдена, такой как 1.25Cr-0.5Mo или 2.25Cr-1Mo. Если емкость отделяет произведенную воду с хлоридами и CO2, то нормально допускается коррозия 3-6 мм плюс внутреннее покрытие или коррозионностойкая сплавная облицовка.