46- 反应器汽包、热力除氧器羽叶分离器及分离头用于EO/EG项目选型设计问题

       在国内外EO/EG项目工艺包中，关于乙烯氧化制环氧乙烷装置反应器高温高压汽包，要求对汽包内侧蒸汽出口管前端设置高效蒸汽除沫分离器。并且，在中高压蒸汽锅炉给水项目涉及的高温高压汽包，也要求在汽包内侧蒸汽出口管前端设置高效蒸汽除沫分离器。
       请从事该类项目设计和运行管理的朋友们一起讨论该类高温高压汽包内高效蒸汽除沫分离器设计问题。

       国内炼化企业配套系列装置，在乙烯装置后面的深加工装置设置上，基本上都有EO/EG装置。通常，千万吨级炼油企业，基本配置百万吨级烯烃装置和三十万吨级EO/EG装置。

     关于EO/EG装置项目，通常采用美国SD公司和Dow公司两大公司提供的工艺包。

      在乙烯氧化环节，其氧化反应器温度由相连的高温高压汽包来实现控制和平衡。

     汽包中的高温水循环进入反应器换热管，产生高压饱和蒸汽。部分蒸汽与分离头回注水直接接触充分换热形成凝液回落汽包。

      另一部分未变成凝液的高温高压蒸汽，则需要高效脱除液滴液沫后，通过管线送至下游用热设备。这股蒸汽需要采用SD或DOW工艺包中指定的羽叶分离内件。

      由于汽包分离头回注凝液及部分蒸汽与回注凝液换热变成更多凝液回落蒸汽气流，工艺包要求对出口蒸汽采用羽叶分离内件。其主要原因，一方面是蒸汽挟带液滴液沫进入下游透平设备，会造成动平衡问题进而影响透平机稳定运行甚至产生损坏；另一方面，蒸汽挟带的液滴液沫会在排汽管线中积聚形成“液阻”，造成排汽不畅，汽包压力产生脉冲波动，影响氧化反应器温度稳定性和传热稳定性，进而影响乙烯氧化反应。

     某石化企业采用的SD工艺包所要求的该氧化反应器高温高压汽包的主要参数如下：
1、操作温度：275℃；
2、操作压力：5.85MPaG;
3、设计温度：288℃；
4、设计压力：6.45MPaG。

      由于汽包操作压力高、温度高，导致蒸汽粘度大，蒸汽密度大幅增大，液滴液沫密度大幅减小，液滴液沫表面张力大幅减小，进而导致液滴液沫与蒸汽密度差大幅减小，除沫分离难度大幅提升。

      下图是某石化企业EO/EG装置采用的SD工艺包关于氧化反应器高温高压汽包简图：

     本图是这类高温高压蒸汽汽包除沫器羽叶分离内件照片。

      在中高压锅炉给水装置热力除氧器，其结构与上述蒸汽汽包相似度达到95%以上，可以说是一张图纸上标注的尺寸数据不同而已。热力除氧器蒸汽除沫器和分离头，也与上述蒸汽汽包技术要求相似。

      由于传统丝网类除沫器，难以满足工艺包要求的高温高压汽包除沫器对高分离效率和高操作弹性要求，设计中不宜选用传统简易丝网除沫器，以免影响乙烯氧化反应。

luoli519 发表于 2016-11-6 21:46
由于传统丝网类除沫器，难以满足工艺包要求的高温高压汽包除沫器对高分离效率和高操作弹性要求，设计 ...

丝网可分离的最小液滴直径不如翅片式的小。但两者的操作弹性有区别么？

sureteng 发表于 2016-11-7 09:40
丝网可分离的最小液滴直径不如翅片式的小。但两者的操作弹性有区别么？

     您说的翅片（Fin Style Internals）是国外上世纪40年代前后出现的最原始最初级的第一代雪弗龙光板型，而羽叶分离元件（Feather Vane Style Internals）则是近年来开发应用的第五代气液高效除沫除雾分离内件。丝网式操作弹性一般在50%-110%，而羽叶分离器操作弹性在一般在15%~130%甚至更宽。关于二者的的主要区别，请见附件资料：