107- 羽叶分离器用于印尼合成氨尿素项目CO2压缩机组入口汽液分离器设计讨论

       在合成氨尿素装置中，CO2压缩机组通常按4-5级压缩布置，理所当然属于装置核心运转设备，需要重点保护。关于CO2压缩机组各级压缩段入口汽液分离器，往往采用羽叶分离器等定量高效、高操作弹性、超长运行稳定性和运行寿命、极低运行维护成本的先进技术分离器。请大家结合自身对应装置CO2压缩机入口汽液分离器运行情况和经验进行讨论。

      这里，以我方为印尼苏门答腊岛合成氨尿素项目提供CO2压缩机组入口段汽液分离器设计技术支持的实例，与大家一同讨论。

      该项目是中国国内某工程公司与国外工程公司合作EPC项目。该项目位于印度尼西亚苏门答腊岛巨港项目地。该项目尿素装置涉及到的CO2压缩机组由4级压缩段组成，其中第四段压缩入口压力已接近8MPaG，气液分离难度大。工艺包提供商、工程公司和业主在压缩机组各段压缩入口汽液分离器技术规格书中，已明确要求采用羽叶式高效气液分离器。

       下图，即为该项目压缩机组第4段压缩入口汽液分离器技术规格书中对汽液分离器要求：

      上图汽液分离器内侧、气相出口前竖直布置的气液分离内件组，即为羽叶分离内件组。

      该项目CO2压缩机组第1段入口汽液分离器、第2段入口气液分离器、第3段入口气液分离器技术规格书要求基本相同，都要求采用羽叶分离器竖直布置，操作弹性上限110%、运行压降不超过5kPa、分离效率为2N级分离脱除10微米及以上尺寸液滴液沫。

      该CO2压缩机组4级压缩段入口压力分别为0.052MPaG、0.4MPaG、2.1MPaG和7.95MPaG，对应的气相密度为2.46kg/m^3、7.46646kg/m^3、35.75546kg/m^3和141.3646kg/m^3，而液相密度基本不变。从而，各级压缩段入口汽液分离器中气相密度与液滴液沫密度差，在第4段表现出急剧减小，气液分离难度迅速增大。第4段入口汽液分离器面对的工况挑战最大，需要采用定量高效的汽液分离器去应对该工况。

      我方通过NOVEL专用动力学气液分离计算和组态设计平台完成的上述项目CO2压缩机组第4段入口汽液分离器结果摘录如下：

1、分离器类型：羽叶分离器；

2、入口分离总成：G50B放射稳定型翅片式入口分离总成；

3、精密分离内件组：G50型羽叶分离内件组；

4、计算和组态设计平台：NOVEL专用动力学气液分离计算和组态设计系统平台；

5、分离器尺寸：ID30"*TL/TL85“；

6、运行压降：0.41psi；

7、定量分离效率：99.99%*9.85micron；

8、操作弹性：10%-135%.

      通过NOVEL专用动力学气液分离计算和组态设计系统平台完成的上述工况CO2压缩机组第4段入口羽叶分离器性能，均满足并优于技术规格书要求。

      我方也将动力学气液分离水力学计算书、运行效率曲线图、运行压降曲线图等重要技术文件，提交工艺包提供商和业主，均一次性获得技术核准通过。

      下图，即为G50型羽叶分离内件内部结构图片：