液-固微旋流分离技术脱除水中催化剂颗粒

回顾了某化工装置中急冷水夹带催化剂颗粒的危害及现阶段国内对含微细固体颗粒废水的分离方法,通过对急冷水特点的分析以及各种分离方法的比较,提出采用一级澄清二级浓缩的两级微旋流分离技术脱除急冷水中的催化剂的方法;阐述了微旋流分离器的工作原理及设备结构;介绍了整个分离系统的运行情况。根据装置的操作特点,通过对操作方法的优化,使分离效率达到72%,有效地脱除了急冷水中的催化剂,成功实现了液-固微旋流分离技术在工业化煤化工装置中的应用。     

MTO水系统的运行与优化

MTO装置反应生成的产品气先经过急冷水进行脱过热和洗涤,将携带的催化剂细粉和大部分热量进行脱除。然后再经过水洗水的洗涤,脱除氧化物、剩余的催化剂细粉和余热,满足下游烯烃分离装置的进料需求。急冷水系统作为产品气脱固脱过热,水洗水系统作为产品气脱氧化物的主要场所,其稳定运行关乎着整个生产工艺稳定性。从MTO运行工况进行分析,特别是急冷水固含量高造成急冷水系统堵塞,水洗水结蜡造成水洗水系统堵塞进行分析,并提出了水系统运行的优化措施。     

钻井液循环气液分离器作用效能研究

文中设计制作了一种气液旋流分离器,并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用筒体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型,利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气液旋流分离器实现钻井液中气体分离的过程,考察了气液旋流分离器的分离效能以及流体流量、气流量、外接压力、流体黏度等因素对分离效能的影响。实验结果表明:在模拟实验运行条件下,气液旋流分离器的分离效能可达到90%。     

甲醇制烯烃工业装置水系统问题分析及解决方案探讨

对甲醇制烯烃(MTO)工业化装置水系统面临的主要问题进行了深入分析。急冷系统主要面临急冷塔塔板结垢、急冷水固含量高的问题:塔板结垢系高温产品气遇低温塔板时产品气中的高熔点组分冷凝析出所致,通过设置塔板前喷水预降温可以有效缓解;使用聚丙烯酰胺絮凝剂对急冷水进行处理可以有效降低固含量。水洗系统主要面临水洗塔压降升高、水洗水换热器换热效果下降等问题,其主要原因在于多甲基苯物质在系统中发生梯度冷凝,并与催化剂和泥堵塞。因此将水洗塔分段设置,并降低段内温差,增大段间温差,可以有效缓解塔板结蜡现象;同时产品气入水洗塔前设置旋风分离器,以降低水洗水固含量。     

甲醇制烯烃装置降低急冷水固含量方法的探讨

不论是传统的催化裂化装置,还是利用煤基甲醇作为原料,经甲醇制烯烃的反应过程制取乙烯、丙烯的工艺,都面临着急冷水中催化剂含量较高,不但堵塞换热器,降低换热效率,还会磨损机泵、换热器等设备的问题,对换热器的定期清洗也使得检修费用增加,严重影响装置的长期、稳定运行,同时,对设备的使用寿命也是极为不利的。而传统的解决方案是利用旋液分离器,在离心力和重力的双重作用下,将急冷水中携带的催化剂分离出去。但实际运行过程中,旋液分离器堵塞严重,其分离效果差强人意。本文在某自动反冲洗过滤器上对此问题进行了探讨。     

甲醇制烯烃过程中急冷水旋流分离器的应用与检修

简要介绍了全球第一套商业化的甲醇制烯烃(MTO)生产装置中的急冷水旋流分离器的工作原理、设备结构、工艺作用、操作注意事项和急冷水澄清浓缩的工艺过程。根据神华检修现场的情况,分析了急冷水旋流分离器发生故障的可能性,并对堵塞旋流分离器的检修方法与过程进行了总结,以供同行借鉴参考。     

旋液分离器分离效果的重要性

介绍了旋液分离器的工作原理和在隔膜碱三效蒸发生产中的作用,分析了旋液分离器分离效果对装置运行中产量、质量、离心机工序及操作的影响,总结了旋液分离器工艺尺寸变化对旋液采盐效率的影响。     

气液分离器的结构设计与流场分析

设计了一种新结构气液旋流分离装置,并介绍了该装置的结构特点、尺寸参数和工作原理。基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,模拟仿真了新型气液旋流分离器的内部流场分布。同时分析了不同分流比变化对分离器内气相浓度分布、压力和速度的影响规律。气-液分离器分离效率达到80%,说明新型气-液旋流分离器的除气处理效果优越。     

甲醇制烯烃工业装置降低急冷水固含量工艺改造

为了降低急冷水悬浮固含量和总固含量,采取注入高温萃取剂和加大急冷水中催化剂外排的方法。急冷水催化剂外排除从旋液分离器进行外排,还进行过两次外排工艺改造,分别为排放到污水池和增加管线排放到污水处理厂,后一种方法减少了排放到污水池的沉积问题,也减少了风险,维持了急冷系统的长周期运行。     

旋流板分离器分离性能实验研究

在实验室冷模实验装置上考察了空速和液气比对旋流板分离器总压降和分离效率的影响,为旋流板分离器的工业应用提供了依据。     

Experimental study of a vane-type pipe separator for oil–water separation

An experimental study of a new vane-type pipe separator (VTPS) was conducted for the possible application in the well-bore for oil–water separation and reinjection. Results by using particle image velocimetry (PIV) reveal a better flow field distribution for oil–water separation, which is formed in VTPS than that in hydrocyclone. The effects of split ratio, the oil content, guide vanes’ installation and number of guide vanes on oil–water separation performance have been investigated experimentally. Compared to a traditional single hydrocyclone, VTPS shows a good separation performance as the water content at the inlet of VTPS reaches 79.9%, the oil content at the water-rich outlet is about 400 ppm while the split is near 0.70. These results are helpful to provide a possibly new design for downhole oil–water separation.     

Numerical Analysis of Drops Coalescence and Breakage Effects on De-Oiling Hydrocyclone Performance

This work investigated the effects of breakage and coalescence on de-oiling hydrocyclone performance utilizing Computational Fluid Dynamics (CFD). It was found that an increase in the entrance flow rate with low entrance oil concentration not only did not increase the separation performance of the hydrocyclone but it also decreased the separation efficiency. On the contrary, the hydrocyclone performance was enhanced with increasing the inlet velocity. Furthermore, a comparison between the standard design and the conical inlet chamber design was drawn in terms of separation efficiency for low entrance oil concentration; the results depicted that the conical design had higher separation efficiency.     

紧凑型气浮装置油水预分离区结构选型的数值研究

采用计算流体软件Fluent对4种不同预分离区结构的紧凑型气浮装置(CFU)的油水分离性能进行了数值研究. 在建立稳定可靠计算模型的基础上,分析了给定设计流量和入口含油率情况下4种预分离区结构型式的除油率及油相分布情况,并研究了入口处理量和含油率变化对CFU除油率的影响. 结果表明,同种预分离区结构型式下除油率与处理量和入口含油量有关,处理量给定时,除油率随入口含油率增加而增大,入口含油率给定时,除油率随处理量增加而降低;在设计流量4 m3/h和入口含油率2000 mg/L条件下,中心柱锥通筒喇叭口朝上结构的综合除油性能最好,除油率达87.13%,且具有较大的操作弹性.     

The Effect of Pressure Parameters of a Novel Dynamic Hydrocyclone on the Separation Efficiency and Split Ratio

In this paper, a novel dynamic de-oiling oil-water separator was proposed. The effects of the split ratio and the pressure drop ratio on the separation efficiency were investigated through theoretical analysis and Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. Pressure ratio variations were achieved in two ways. First, a certain pressure was maintained at the oil outlet and the inlet pressure was allowed to increase steadily, which resulted in the pressure drop ratio initially decreasing till reaching the convergence value. Second, while maintaining a given inlet pressure, there was a linear relationship between the decrease of the pressure drop ratio and the increase of the pressure at the oil outlet. However, in both circumstances, it was clear that the separation efficiency initially increased and then kept steady as the pressure drop ratio increased, during which the split ratio decreased approximately linearly. In addition, optimal combination properties could be obtained when the pressure drop ratio was set at a specified value. The separation efficiency and the split ratio both perform good results.     

脱气除油旋流系统流场分布及分离特性

目前我国大部分油田已进入高含水阶段，且采出液中常带有大量伴生气，采用旋流分离法实现采出液高效分离对于简化陆上油田地面处理工艺及提升海上平台经济环保的采出液处理技术具有重要意义。脱气除油旋流系统由GLCC型气液分离器和油滴重构旋流器串联组成，设计的目的是在保证高效脱气的同时进一步改善对小油滴的去除效果，实现油气水三相高效分离。本文基于计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）方法，利用种群平衡模型（population balance model，PBM）模拟油滴破碎与聚结，对脱气除油旋流系统内部流场特性及粒度分布进行模拟分析，并采用数值模拟与试验相结合的研究方法，对比分析不同含气体积分数和气相出口分流比对脱气除油旋流系统分离性能的影响规律。结果表明：含气体积分数与气相出口分流比对脱气除油旋流系统分离效率的交互作用较显著，在研究范围内综合脱气效率和除油效率可以得到，含气10%、20%、30%的最佳分流比分别为25%、30%、35%，数值模拟结果与试验结果吻合良好，验证了数值模拟方法的可靠性。另外，含气体积分数越大，油滴重构旋流器的油滴分层重构现象越明显，油滴重构旋流器可以在一定程度上改善含气情况下油水分离效果差的现象，脱气除油旋流系统对油气水三相分离的适用性较好。     

CFD analysis of inlet chamber body profile effects on de-oiling hydrocyclone efficiency

In this study the effect of inlet chamber design on de-oiling hydrocyclone efficiency has been investigated numerically with the aim of minimizing the energy loss. To this aim, effects of four different inlet chamber designs (exponential, conical, quadratic polynomial body profile and standard design) on efficiency have been considered. Algebraic slip mixture model and Reynolds Stress Model (RSM) have been employed for prediction of multiphase flow behavior and simulation of turbulent flow through the cyclone respectively. The simulation results for efficiency of standard design demonstrate a proper agreement with reported experimental data. The results show that the separation efficiency can be improved approximately 8% using exponential body shape. The recirculation eddies that exists in the upper section prevents inward radial flow, consequently the efficiency reduces; the simulations illustrate that inlet chamber shape affects on the size of these eddies. More recirculation in hydrocyclone inlet chamber with quadratic polynomial body profile causes minimum separation efficiency.     

水平圆管内油水两相旋流分隔性能分析与评价

油水分离后的测量技术广泛应用于石油开发、污水处理及化学工程等领域.如何实现快速高效的油水分隔,是精密测量领域的关键技术之一.目前,油水分隔器的结构形式较为多样,有必要开展不同分隔器的性能对比和评价研究.采用粒子成像测速技术、分隔性能实验及数值模拟等方法,对三种不同结构水力旋流器的分隔性能进行对比分析,形成了一种用于水平...     

除油旋流器内油滴粒径的分布

引　言随着油田水处理技术的发展 ,除油旋流器的使用越来越普遍 .油滴粒径是影响油水分离旋流器性能的一个重要因素 ,它直接影响到旋流器的分离效率及含油污水处理能力 ,防止油滴破碎是油水分离旋流器研究者们共同感兴趣的问题 ,本文研究了旋流器进口粒径变化与旋流器各段分离效率之间的关系以及进口流量、分流比等对旋流器各段边壁油滴粒径的影响 .1　实验装置实验流程如图 1所示 .清水由螺杆泵输送 ,通过螺杆泵可以调节旋流器的进口流量 .油由计量泵注入螺杆泵入口管线中 ,与水充分混合 ,通过调节计量泵的流量可以调节油水混合物的油含量 …     

油井采出液预分水用轴向水力旋流器的实验研究

高含水油井采出液的高效预分水是目前油气集输处理领域面临的关键难题之一,轴向水力旋流器因具有结构紧凑、分离效率高等优点而得到了国内外的广泛关注。本文针对自主研发的油井采出液预分水用轴向水力旋流器开展了室内实验研究。与切向水力旋流器对比,轴向水力旋流器不仅分离效率更高,而且油出口处的油滴聚结长大近1.8倍,在分水率高于50%的情况下,水出口处的含油浓度低于1000mg/L;轴向水力旋流器压降较低,且压降比与分流比呈线性相关。分流比、含水率和流量对分离性能均有显著影响,其中分流比的变化直接影响油核的大小和稳定性,室内样机的最佳分流比为0.45,当含水率为90%、处理量为1.00m³/h时分水率与含油浓度分别为62.9%和432.8mg/L;含水率高于75%时分离性能良好;室内样机的最佳流量为1.50m³/h。自主研发的轴向水力旋流器不仅满足性能要求,而且在操作弹性、可控性方面较切向水力旋流器均有一定的提升。     

CFD技术在油气分离器选型和设计中的应用

利用CFD数值模拟方法,气相采用RNGκ-ε湍流模型,油滴相采用随机轨道模型,对油气两相流在一次油份内的流动分布进行研究,分析油滴在分离器内的运动轨迹及分离机理。计算结果表明:油气分离器的长径比越大其分离效果越好;当入口速度较大时,增大分离器容积可提高分离效率;当入口速度较慢时,即使增大容积其分离效果也不会得到明显的改善;分离器入口速度越大分离效果越理想。在工程应用中,利用以上分析结论进行选型和尺寸设计的油气分离器可以满足实际要求,并取得理想的分离效果,同时验证了采用的方法切实可行。