Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 [ 137 ] 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рве. XIV-10. Схема работы ротора саморазгружающегося тарельчатого сепаратора фирмы "Альфа-Лаваль":

а - процесс сепарирования; б - процесс разгрузки; 1 - подвижное днище; 2 - разгрузочные щели; 3 - крышка ротора; 4 - тарелки; 5 - разделительная тарелка; б - напорный диск для нефти; 7 - напорный диск для воды; 8 - канал подачи промывной воды; 9 - вспомогательный поршень; 10 - пружина; 11, 12 - каналы подачи буферной воды; 13 - сливной канал. Потоки: / - нефтешлам; II - нефть; III - вода; /V - буферная вода; V - осадок

Ленин подвижное днище поднимается и плотно прижимается к крышке ротора 3, перекрывая разфузочные щели 2. Нефтешлам подается в центр ротора и по системе сквозных каналов в пакете тарелок 4 распределяется между ними. Процесс сепарирования происходит в пакете тарелок, число которых (50+200 шт.) зависит от размеров сепаратора. Выделенная нефть перемещается к оси вращения и выводится из ротора напорным диском б. Вода вместе с частицами осадка направляется к периферии ротора. Выйдя из пакета тарелок, вода отводится из ротора по каналам между разделительной тарелкой 5 и крышкой ротора к напорному диску 7.

После накопления в шламовом пространстве определенного количества осадка его вы-фужают из ротора. Предварительно прекращают отвод воды из сепаратора и по каналу 8 вводится промывная вода в количестве, равном объему подлежащего выфузке осадка. При этом поверхность раздела легкой и тяжелой фаз смещается внутрь пакета тарелок с тем, чтобы при открытии разфузочных щелей исключить возможность потерь нефти с выфужаю-щимся осадком и водой. Такой способ оттеснения нефти к центру снижает возможность эмульгирования, требует меньшего количества воды и сохраняет качество отводимой нефти в период разгрузки.

После того как ротор подготовлен к разфузке, по каналу 12 кратковременным импульсом подается буферная вода в камеру над вспомогательным поршнем 9. Гидростатическое давление преодолевает силу пружин 10, и вспомогательный поршень, опускаясь, откры вает сливные каналы 13. Под действием гидростатического давления в роторе подвижное дни ще перемещается вниз, открывая разфузочные щели для выгрузки осадка и воды.

Во время разгрузки подача нефтешлама не прекращается. Разфузочные щели открыва ются лишь на 0,1 с, и за это время выбрасывается точно определенный объем осадка и воды. После разфузки вспомогательный поршень под воздействием пружин перемещается вверх, закрывая сливные каналы 13, вода по каналу И подается под подвижное днище, и оно возвращается в верхнее положение, перекрывая разфузочные щели 2. Прекращается подача промывной воды по каналу 8 и продолжается обычный процесс сепарирования.

Сепаратор комплектуется программным регулятором. Все операции цикла выполняются в заданной последовательности с помощью электронных датчиков. Сигнальная система обеспечивает наблюдение за давлением нефти на выходе, исправностью системы разфузки, напряжением сети, температурой сепарирования, вибрацией.

РАЗДЕЛЕНИЕ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ В ЦИКЛОНАХ

Циклоны. Распространенными аппаратами для центробежного разделения газовых суспензий являются циклоны. В нефтепереработке циклоны применяют на установках каталитического и термического крекинга, при производстве технического углерода (сажи), сушке твердых материалов в потоке нагретых газов, измельчении, пневмотранспорте и др.

Циклоны широко используются для улавливания мелких частиц катализатора в реакторах и регенераторах установок каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора.

Для этого применяют циклоны диаметром до 1600 мм, последовательно соединяя их в две или три ступени для лучшего улавливания катализатора; с этой же целью уменьшают диаметр циклона второй или третьей ступени по сравнению с диаметром первой. Уловленный циклонами катализатор возвращают обратно в псевдоожиженный слой.

На нижних концах стояков циклонов установлены клапаны (захлопки), которые открываются под давлением слоя катализатора в стояке и предотвращают проход паров по стояку в циклон. Для защиты от эрозии циклоны этих установок обычно футеруют изнутри износостойким бетоном.

Устройство И действие циклона рассмотрим на примере аппарата конструкции Научнотисследовательского института по санитарной и промыш-

ленной очистке газа (НИИОгаз), представленного на рис. XIV-11. Запыленный газ поступает со скоростью 15+25 м/с в цилиндроконический корпус циклона 3 по тангенциальному патрубку, расположенному под углом 15° относительно горизонтали, и вращается в кольцевой щели между корпусом и центральной выхлопной трубой 2. При этом на частицы пыли или капельки жидкости действует центробежная сила, и они движутся к стенке корпуса. Достигнув стенки, пыль скользит по ней вниз в бункер 4 (жидкость стекает по стенке), а газ, совершив нес1олько оборотов, поворачивает вверх и уходит по центральной трубе. Внутри циклона возникают два вращательных потока - нисходящий на периферии и восходящий в центральной части. Для преобразования вращательного движения очищенного газа в прямолинейное в верхней части циклона установлена камера очищенного газа в форме "улитки" 1.

Для хорошей работы циклона большое значение имеет его конструктивная форма и соотношение размеров. В НИИОгазе разработано несколько моделей циклонов. В пределах каждой модели циклоны разных размеров геометрически подобны, все их конструктивные размеры выражены через один определяющий размер - диаметр корпуса D. Таким образом, при расчете циклона на заданную производительность необходимо определить только его диаметр.

В циклонах центробежная сила зависит от скорости вращения газа, в первом приближении равной скорости его входа в циклон, т.е. от объема газа и сечения вводного патрубка.

С ростом скорости газа степень его очистки в циклонах сначала резко повышается, а затем почти перестает расти (рис. XIV-12) и в ряде случаев даже несколько снижается (пунктирная линия) вследствие интенсивного вихреобразования и уноса осажденной пыли. Перепад давления в циклоне Ар увеличивается пропорционально квадрату скорости газа. При выборе скорости газа в циклоне НИИОгаз рекомендует принимать значение Ар/р, в пределах 55+75 м, что позволяет при умеренном расходе энергии обеспечить сравнительно высокую степень очистки газа при его движении через циклон.

Под коэффициентом степени очистки г\ понимают отношение количества пыли, уловленной в циклоне, Gy к количеству пыли, поступившей в это же время в циклон, G:

Л = -100.

Степень очистки газа в циклонах может составлять 65+95 % и выше; конкретное ее значение зависит от фракционного состава пыли.

Для оценки работы циклона используют также коэффициент фракционной степени очистки г\фр. Он представляет собой отношение количества уловленной пыли данной фракции к количеству пыли той же фракции, поступившей в циклон за то же время:

Общая степень очистки газа может быть подсчитана по данным о фракционном составе пыли в газе и по фракционной степени очистки: