Máy tách hóa dầu là gì: Loại, kích thước và ứng dụng

Máy tách hóa dầu là gì: Loại, kích thước và ứng dụng

Trả lời câu hỏi chính:Máy tách hóa dầu là gì và kích thước của nó là gì?Một bộ tách hóa dầu là một bình áp suất chia một luồng quá trình hỗn hợp thành các pha hơi và lỏng, và trong ba pha hoạt động thành hơi, hydrocarbon lỏng và nước tự do,sử dụng định vị trọng lực hỗ trợ bằng cách giảm động lượng đầu vào và thiết bị loại bỏ sương mùKhả năng xử lý khí của nó được thiết lập bởi phương trình Souders-Brown, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), nơi K là một yếu tố thực nghiệm phụ thuộc vào định hướng tàu và loại loại loại bỏ sương mù.Đối với một bộ tách dọc với một tấm lưới, K thường là 0,10-0,15 m/s; với một gói cánh quạt nó tăng lên 0,15-0,25 m/s; với một cơn bão trục nó đạt 0,25-0,35 m/s.một bộ phân tách giới hạn sự chuyển tiếp chất lỏng trong khí xuống dưới 0.1 US gal mỗi MMSCF và cung cấp khí với ít hơn 0,01-0,05% theo trọng lượng chất lỏng được đưa vào máy nén, lò phản ứng và lò.

1Cơ chế tách bên trong một bộ tách hóa dầu

Một bộ tách hoạt động qua bốn vùng liên tục, và lỗi trong bất kỳ một trong số họ làm suy giảm toàn bộ bình:

• Giảm động lượng đầu vào:Thiết bị đầu vào chính là tuyến phòng thủ đầu tiên. một dòng chảy hỗn hợp đi vào với tốc độ 15-30 m / s mang quá nhiều động lực cho trọng lực để hoạt động, vì vậy dòng chảy được hướng vào một đường ống nửa mở,một cửa ngõ xoáyMục tiêu là hai lần: phân tán năng lượng động để chất lỏng lớn rơi ra ngay lập tức,và tránh cắt lại chất lỏng thành các giọt nhỏ mà phần trọng lực không thể lắng đọngThiết kế đầu vào kém là nguyên nhân gốc phổ biến nhất của bộ tách kém hiệu suất,bởi vì tàu có thể có kích thước hào phóng trên giấy nhưng vẫn còn ngập nước loại bỏ sương mù của nó với giọt được tạo ra tại vòi phun.
• Phần định vị trọng lực:Ở đây các pha khối lượng được giải phóng. hơi nước phải đi qua bình chậm đủ để các giọt kéo rơi nhanh hơn khí tăng lên,đó chính xác là những gì nhân tố Souders-Brown K thể hiện trong một số thực nghiệm duy nhất. giọt chất lỏng trong phạm vi 100-500 micrometer lắng đọng dễ dàng, vì vậy phần này xử lý tải trọng lớn. khí cũng phải được phân phối đồng đều trên các phần cắt ngang,do đó, baffles phân phối lỗ được sử dụng trong các bình ngangCác giai đoạn lỏng sau đó được giữ trong một thời gian cư trú của 1-10 phút tùy thuộc vào nhiệm vụ: 1-3 phút cho một trống đánh bại đơn giản,5-10 phút cho một bộ tách ba pha khi nước phải tách ra khỏi hydrocarbon.
• Loại bỏ sương mù:Trọng lực không thể loại bỏ các giọt dưới khoảng 100 micromet, vì vậy một bộ loại bỏ sương mù xử lý các phần mỏng. Một miếng đan dây, thường dày 100-150 mm với mật độ 130-200 kg / m3,thu thập các giọt trên 5-10 micrometer ở độ cao tới 99hiệu quả 0,9% với giảm áp suất chỉ 25-75 mm H2O, nhưng nó tràn ra trên khoảng 100% tải thiết kế của nó.dung nạp chất rắn và tải trọng chất lỏng cao hơnMột cơn bão dòng chảy trục đạt 5-8 micromet và chống lũ, với chi phí giảm áp suất cao hơn 100-250 mm H2O.xu hướng bẩn và giảm áp suất cho phép.
• Thu thập chất lỏng và kiểm soát mức độ:Khu vực cuối cùng xác định chất lượng chất lỏng và bảo vệ hạ lưu.quá thấp và khí thổi qua lối thoát chất lỏng với hậu quả nghiêm trọng đối với bất kỳ máy bơm hoặc tàu hạ lưu nàoCác bộ tách ba pha ngang sử dụng bộ điều khiển mức độ giao diện cộng với một tấm đê để giữ lớp hydrocarbon và một giày hoặc chân nước để rút nước tự do.Các bộ ngắt xoáy được lắp đặt trên mỗi cửa ra nước để ngăn chặn khí kéo, và vòi phun phải được kích thước cho tốc độ dòng chảy chất lỏng chứ không phải là tốc độ trung bình thấp hơn nhiều trong bình.

2Các cấu hình chính và nhiệm vụ của chúng

Bốn cấu hình bao gồm hầu hết các ứng dụng phân tách hóa dầu:

• Máy tách thẳng đứng:Một bình dọc là sự lựa chọn tiêu chuẩn khi tốc độ khí cao so với tốc độ chất lỏng, khi không gian phác thảo hẹp, hoặc khi tải chất lỏng nhỏ và chủ yếu được điều khiển bằng slug,như trong máy lọc hút nén máy nénBởi vì khí phải di chuyển theo chiều dọc chống lại trọng lực, đường kính bình được đặt trực tiếp bởi nhân Souders-Brown K,và chiều cao vỏ sau đó được thiết lập bởi các yêu cầu giữ chất lỏng cộng với không gian cho bộ loại bỏ sương mù và thiết bị đầu vàoCác đơn vị dọc xử lý kiểm soát mức độ tốt, tự thoát nước, và dung nạp chất rắn tích tụ trong đầu dưới cùng với một thoát nước và làm sạch.Điểm yếu của chúng là chúng cung cấp ít nước cư trú cho một đường kính nhất định, vì vậy chúng hiếm khi được sử dụng để tách dầu-nước-khí ba pha.
• Máy tách ngang:Một bình ngang cung cấp một diện tích bề mặt lỏng lớn và thời gian cư trú lỏng dài, làm cho nó mặc định cho tỷ lệ lỏng cao, dịch vụ tạo bọt và tách ba pha.Khoảng cách định vị theo hướng dọc là ngắn, chỉ đường kính vỏ, và đường dẫn ngang dài cho giọt thời gian để đạt đến giao diện.khi giao diện dầu-nước phải được điều khiển, hoặc nơi thức ăn là bọt và cần bề mặt để phá vỡ bọt. đánh đổi là một dấu chân lô lớn, kiểm soát mức độ khó khăn hơn trong chuyển động ngoài khơi,và sự cần thiết phải phân phối khí cẩn thận trên toàn bộ chiều dài để tránh đường dẫn vào cửa ra.
• Knockout Drum và Flare Knockout:Một trống đánh bại, hoặc KOD là một bộ tách đơn giản có công việc là bảo vệ chứ không phải là phục hồi sản phẩm.trước lò để ngăn chặn cháy và cốc từ giọt chất lỏng, và trước một ngọn lửa để đánh bại chất lỏng mà nếu không sẽ đốt cháy như một mưa chất lỏng không an toàn.và cơ sở định kích thước thường là giọt chất lỏng tối đa sẽ không được mang vào đầu ngọn lửa, thường là 300-600 micromet, thay vì cắt mịn được sử dụng trong các bộ tách quy trình. Chúng hoạt động khô hầu hết thời gian và phải bao gồm một máy bơm hoặc máy phun để loại bỏ chất lỏng tích tụ sau một sự kiện giải phóng.
• Máy tách ba pha và trống trào ngược:Một bộ tách ba pha tách hơi nước, một chất lỏng hydrocarbon nhẹ và nước tự do, sử dụng một đê để giữ lớp hydrocarbon và một bộ điều khiển mức độ giao diện để quản lý nước.Định kích thước đòi hỏi hai tiêu chí được kiểm tra độc lập: dung lượng khí từ Souders-Brown, và thời gian cư trú chất lỏng cần thiết cho các giọt nước lắng đọng qua lớp hydrocarbon, thường là 5-10 phút,sử dụng luật Stokes với kích thước giọt nước trong dầuMột trống trào ngược trên một cột chưng cất là một trường hợp hai giai đoạn đơn giản hơn, nhưng phải được kích thước cho cả dòng chảy trào ngược và chưng cất bình thường và quá khứ được tạo ra bởi một sự xáo trộn của cột,với đủ thời gian để cho người vận hành 3-5 phút để đáp ứng trước khi máy bơm trào ngược mất hút hoặc trống tràn vào đường dây trên không.

Ma trận so sánh cấu hình bộ tách hóa dầu

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Q: K-factor là gì và tôi chọn nó như thế nào?

A: K nhân ngưng tụ giới hạn vận tốc hơi Souders-Brown thành một hằng số thực nghiệm, v_max = K x sqrt (((rho_L - rho_V) / rho_V), với v trong m / s.Nó nắm bắt được hiệu ứng kết hợp của định hướng tàuCác giá trị điển hình là 0,10-0,15 m/s cho một bình dọc với một tấm lưới, 0,15-0.25 m/s với một gói cánh quạt, 0,25-0,35 m/s với một cơn bão trục, và 0,10-0,25 m/s cho một bình ngang tùy thuộc vào tỷ lệ chiều dài-trường kính.đối với các bình có thiết bị nhấp kém, và khi thiết bị hạ lưu nhạy cảm với bất kỳ chất lỏng nào, chẳng hạn như máy nén ly tâm hoặc lò cải tạo.

Q: Điều gì gây ra sự chuyển tiếp chất lỏng trong bộ tách?

Đáp: Có năm nguyên nhân chiếm ưu thế, tốc độ khí vượt quá giới hạn Souders-Brown, thường từ một dự án thắt cổ chai làm tăng thông lượng mà không cần đánh giá lại tàu.hoặc từ các chất rắn và polyme làm bẩn lưới hoặc từ tải chất lỏng vượt quá công suất của nóMột bộ điều khiển mức độ bị hỏng hoặc một bộ truyền mức độ được xây cầu bằng sáp, vỏ hoặc coke, do đó mức độ chất lỏng tăng lên vào không gian khí.Các sản phẩm phân hủy amine hoặc hydrocarbon ngưng tụ ổn định một lớp bọt mà bình không thể phá vỡ và được hút trực tiếp vào cửa xả khíVà thiết kế lối vào kém, nơi mà dòng phun vào tái hạt nhân hóa chất lỏng và tạo ra các giọt nhỏ dưới kích thước cắt thiết kế.

Q: Bạn định kích thước của bộ tách ba pha như thế nào?

A: Hai tiêu chí độc lập phải được đáp ứng, và tàu lớn hơn là quy định.áp dụng phương trình Souders-Brown với yếu tố K thích hợp để tìm đường kính tối thiểu hoặc diện tích khí hiệu quảThứ hai, cư trú chất lỏng: cho giai đoạn hydrocarbon, cho phép đủ thời gian cho các giọt nước, thường là 100-300 micromet, lắng đọng qua lớp dầu đến giao diện,thường có nghĩa là 5-10 phút cư trú và xác định chiều dài của tàu hoặc đường kính vỏ. Ngoài ra, kiểm tra rằng băng điều khiển giao diện đủ rộng để hoạt động, thường là 150-300 mm và rằng giày hoặc chân nước được kích thước cho tỷ lệ nước dự kiến cộng với một biên cho lưỡi liềm.Xác minh chuyển đổi: ở mức 30% của dòng chảy thiết kế, tốc độ giảm và phân tách được cải thiện, nhưng kiểm soát mức độ và tính toàn vẹn của đập vẫn phải duy trì.

Q: Những vật liệu và mã nào áp dụng cho bộ tách hóa dầu?

A: Hầu hết các bộ tách được xây dựng theo ASME VIII Division 1 với con dấu U, hoặc tương đương địa phương như PED 2014/68/EU với đánh dấu CE cho dịch vụ châu Âu.Thép carbon như SA-516 lớp 70 là tiêu chuẩn cho các loại hydrocarbon không ăn mòn; 316L hoặc không gỉ duplex được sử dụng khi có clorua.NACE MR0175 / ISO 15156 điều chỉnh độ cứng vật liệu và xử lý nhiệt để ngăn ngừa nứt căng sulfide, và trong dịch vụ H2S ướt thép thường được thử nghiệm HIC và xử lý nhiệt sau hàn dưới 200 HV.Dịch vụ hydro nhiệt độ cao yêu cầu kiểm tra đường cong API 941 Nelson cho tấn công hydro nhiệt độ cao và có thể buộc hợp kim crôm-molybden như 1.25Cr-0.5Mo hoặc 2.25Cr-1Mo. Khi bình tách nước sản xuất với clorua và CO2, mức độ ăn mòn 3-6 mm cộng với lớp phủ bên trong hoặc lớp phủ hợp kim chống ăn mòn là bình thường.