182-羽叶分离器用于烯烃项目混合脱氢装置干气压缩机入口丝网分离器升级防结焦方案

       本技术贴主要针对炼化企业烯烃项目混合脱氢装置涉及到的干气碱洗处理后干气压缩机结焦问题，及采用羽叶分离器对干气压缩机入口丝网除沫聚结器进行技术升级改造方案讨论。

      在烯烃项目混合脱氢装置上，干气经吸收处理，然后进入碱液洗涤塔脱酸，从碱洗塔出来的干气再进入干气压缩机升压送往下游工序。不少企业反映，干气压缩机结焦频繁，影响压缩机正常运行，打气量下降、出气压力不够，干气压缩机维护费用居高不下。

      业主们纷纷向设计院和工艺包商反馈此问题。得到的回复是，绝大多数干气压缩机都存在结焦问题。工艺包商UOP也回复业主证实该通病问题，并解释说，压缩机进气“干气”存在“不干”问题，导致“干气”携带碱液液沫、重质芳烃及其皂化物进入压缩机内，在高温下形成结焦。进入干气压缩机的碱液液沫、芳烃、重质油、皂化物越多，干气压缩机内结焦及危害越大。

      还有的企业反馈，其干气尾气及其VOCS装置采用吸附方式吸收后再生气，也通过压缩机进行升压，其再生气升压压缩机同干气压缩机一样，压缩机内频繁出现结焦损坏停车，压缩机检修维护工作量大、费用高，且压缩机频繁不正常，影响正常运行。

      业主与设计院、专利商讨论后认为，从前处理工序来的干气，携带过多洗油、重质柴油，芳烃含量高，且含有硫化氢、氯化氢等酸性气体。必须要通过设置在碱洗塔入口的高性能分液罐脱除被干气携带的液烃，否则，液烃进入碱洗塔不仅显著影响碱洗效果，并且，液烃与碱液皂化反应形成大量皂化物悬浮在液表，极易起泡，造成碱洗塔顶排出干气携带碱液、皂化物、芳烃泡沫等进入干气压缩工序。
       设计院、专利商还要求业主在碱洗塔顶部设置高性能气液分离器，将碱洗塔顶部气流携带的碱液、皂化物、芳烃泡沫进行脱除，防止干气携带碱液、皂化物、芳烃泡沫等进入干气压缩工序。
       更重要的是，为了保护后续高速运转的压缩机组，设计院、专利商强调业主在干气压缩机入口设置高性能气液分离器，取代传统的丝网除沫聚结器，避免实际运行波动工况下造成进气携带过量碱液、皂化物、芳烃泡沫等进入压缩机结焦。
       需要提醒大家重点关注“皂化物”，属于高碳酸盐，不仅易起泡，还易结垢堵塞传统的丝网、填料、滤料、滤芯等分离内件。

      这里以业主提供我方希望采用诺卫能源技术公司羽叶分离器，针对性就其干气压缩机原来入口丝网除沫聚结器进行技术升级改造进行讨论。
       附图即为该干气压缩机原来入口丝网除沫聚结器尺寸图。

       业主干气压缩机原来入口分液罐，入口没有设置任何气液预分配内件，只在分液罐中上部沿壳体径向满布高度150mm丝网除沫聚结器，采用下装方式。
       业主补充说，他们的碱洗塔入口分液罐也是类似结构的传统简易丝网除沫聚结设备，其碱洗塔顶部也是采用传统简易结构的丝网除沫器。
       下图是业主提供的该干气压缩机原来入口丝网除沫聚结器安装图。

      由于干气携带洗油、重质油及其他芳烃进入碱洗塔形成较多皂化碱漂浮在碱液表面，极易起泡，导致洗涤塔上部的丝网除沫器、干气压缩机入口分离罐布设的丝网除沫聚结器发生皂化碱积聚，堵塞丝网内件过流通道，频繁发生“液泛”、“液涌”使丝网内件分离效率大幅下降甚至丧失分离能力，排气不畅。堵塞的丝网内件，上游来气憋压，下游又有压缩机在抽气产生负压，前后夹击，导致堵塞的丝网被前后高压差撕裂成碎片，吸入压缩机造成损伤。
       下图便是类似工况下堵塞的丝网，被前后高压差撕裂的照片，供大家讨论：

     从6楼、7楼所示的该丝网除沫聚结器图可以看到，其直径仅为900mm。那其对应工况如何呢？
      业主提供的工况数据信息如下：
1、干气流量：正常工况流量19000Nm^3/h，最大工况流量21000Nm^3/h。
2、气相组成：主要为氢气，占比93.4%（mol），携带碱水、洗油、重柴油及其皂化物，带泡沫。
3、工况温度：52℃。
4、工况压力：0.32MPa。

      诺卫能源技术公司采用羽叶分离入口总成及精密羽叶分离内件组针对该干气压缩机原入口丝网除沫聚结器的升级改造方案示意图如下：

      从10楼所示的采用羽叶分离器技术升级改造的干气压缩机入口原分液罐示意图可见，在对原有分液罐壳体利旧保留原有壳体结构及管口不变前提下，主要针对如下几个核心内件进行技术升级：
一、在分液罐干气入口管端，设置G50B-1型羽叶分离入口总成；
二、设置G50D型预分配聚结内件组；
三、设置G50P4/6型精密羽叶分离器；
四、设置G50LD型抗虹吸短路降液内件组。

       G50B-1型羽叶分离入口总成，其主要作用是：1、对干气携带的碱液、洗油、重质柴油及其皂化物段塞流、大尺寸重相携带质进行强制预分离，减轻后续分离内件组负荷。2、对进入分液罐壳体的气液固混合流进行流态流型预分布，为其进入后续分离内件组初步创造动力学分离条件。此外，也可以减轻气液固混合流对入口管正对侧罐体内壁直接冲蚀。
       下图即为G50B-1型羽叶分离入口总成图片，供大家讨论参考：

       G50D型预分配聚结内件组，其主要作用是：1、对干气携带的微小尺寸的碱液、洗油、重质柴油及其皂化物液沫，进行预聚结长大，强化对微小液沫粉尘颗粒物的脱除深度。2、对气液固混合流微元再次进行动能动量均一化分配，为其进入精密羽叶分离内件组最终创造满足其高效稳定运行的动力学分离条件。3、对后续精密羽叶分离内件组进行预保护，尤其是其JOHNSON结构对某些特定工况下气流携带有高表面硬度的锐状颗粒物进行高效预脱除，避免这些高表面硬度的锐状颗粒物对精密羽叶分离内件组造成严重冲蚀而降低使用寿命。
       下图即为G50D型预分配聚结内件组图片，供大家有直观认识：

      精密羽叶分离器，其主要功能是高效稳定、抗堵塞低压降、高操作弹性、超长周期连续完成对气液固混合流中的重相携带质实施定量、精密脱除。在特殊结构的羽叶分离内件组中，通过动量动能转换碰撞分离、聚结分离、矢量分离和表面自由能捕集分离多技术协同，能在实际复杂多变工况下高性能完成对气液固混合流中的重相携带质实施定量、精密脱除。尤其是在实际复杂多变工况下高操作弹性、高效稳定运行、逃逸再捕获等性能卓尔不凡。
       下图即是NOVEL P4/6型精密羽叶分离器图片，供大家讨论参考：

      下图是对应的P系列羽叶分离元件示意图，供大家讨论参考：

       G50LD型抗虹吸短路降液内件组，其主要作用：在实际运行大幅波动工况下，甚至在实际运行压差超过设计运行压差数倍情形下，也能稳定高效将分离下来的重相携带质，独立顺畅排送至指定区域，避免气液“返混”“携带”，尤其避免压缩机分离罐常常由于实际运行工况压降飙升所引发的“虹吸效应”而导致分离罐出口不明原因显著带液进入压缩机损坏麻烦。
       下图是G50LD型抗虹吸短路降液内件组图片，供大家参考：

      有的朋友向我咨询：分离罐中经常发生的“虹吸效应”带液是怎么一回事儿？
      我曾经在以往的技术帖中专门就分离罐中经常发生的“虹吸效应”带液进行过技术解析。这里再以附图作参考进行再解析：
       我们常常看到传统结构的降液内件，是一根降液管及底端的液封槽筒，如附图所示。其在分离罐内部与分离内件组构成“连通器”。根据连通器原理，传统结构的“降液管+液封槽筒”伸入液面下，也与内件组形成“连通器”，即液面上等高点压力相等，即P前=降液管液柱静压强+P后。
       当分离内件发生堵塞，或者分离罐进气温度显著“飞温”、上游来气压力显著下降导致进气工况体积流速显著增大，或者分离罐下游排送管线不畅等各种因素，都会引起分离内件运行压差飙升，也即（P前-P后）飙升。当（P前-P后）超过分离罐内部设置的固有降液管最大高度所产生的液柱静压强时，分离罐底部的液体会瞬间从降液管倒吸进入分离器后端排气段，造成分离罐排气大量带液，对后续管线和设备正常运行造成危害甚至危险事故。

      关于烯烃项目混合脱氢装置干气压缩机入口分离罐、碱洗塔除沫器、干气碱洗塔入口分液罐采用羽叶分离器进行技术升级改造更多技术信息，请登录诺卫能源技术公司分离技术专网或直接向诺卫北京公司寻求技术支持。

       关于干气压缩机(Stripped Gas Compressor)入口分离器专用羽叶分离器，请进入海川化工论坛链接https://bbs.hcbbs.com/forum.php? ... =1828055&extra=参与讨论。