163-羽葉分離器を用いた重油触媒クラッキング装置のドライガス分液タンクの技術改良計画案
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この投稿は、2024年4月7日11時02分にluoli519によって最終的に編集されました。この技術に関する投稿では、石油化学企業の重油触媒裂解装置におけるドライガス分離タンクを羽根式分離器を用いて技術的に改良するための設計案について検討し、分析しています。
石油精製・化学企業の重油触媒分解装置の技術管理者や設計院のエンジニアとの交流を通じて、現在国内の重触媒分解装置で採用されているプロセスパッケージ技術は、基本的に1980年代から1990年代の水準に留まっており、技術的なアップグレードはほとんど行われていないことがわかった。石油精製プラントにおいて重要な役割を果たす分離技術装置として、そのほとんどが「充填材」と「メッシュ」といった従来からの組み合わせが用いられている。
その理由を探ると、一方では当時の技術的制約により、より多くの選択肢を提供できるような、より優れた技術が全く存在しなかったからである；また、当時の発注者はプロセスパッケージの技術水準についてあまり理解しておらず、設計院も図面を何度もコピーし、プロジェクト名や日付を少し変更するだけで済ませ、手間と心配を省くことができた。現在、石油化学エネルギー市場の競争は日に日に激しくなっており、企業が積極的に旧式の設備をアップグレード・改造しなければ、運用コストの優位性や経済的・環境的な総合的なメリットを得ることはできない。これにより、企業はあらゆる手段を講じて旧式設備の技術改良を図らざるを得なくなっている。
石油精製企業の重油触媒分解装置や設計院の技術管理者との交流を通じて、重油触媒分解装置において技術的なアップグレードや改良が急務である工業機器は数多く存在することがわかった。その一部を挙げると以下の通りである：1）流動層触媒反応器・サイクロン分離器； 2） 再生煙ガスサイクロン分離器； 3）分留塔頂油ガス分離器； 4）乾ガス分離タンク； 5）脱着塔頂除泡器； 6）加圧機出口分液タンク； 7）圧縮機出口の油ガス分離器； 8）圧縮機段間凝縮液タンク； 9）圧縮機入口の油ガスセパレータ； 10）スタビライザートップ除泡器； 11）再吸収塔頂除泡器； 12）吸収塔頂除泡器； 13） 再生蒸気スチーム分離器； 14） 余熱ボイラーのドラムおよびスカーマー； 15）トーチガス分液タンクなど。 かつては、これらの装置における気液分離に対する理解が不十分で、重視もされていませんでした。一部の装置では、気液分離用の部品や設備が全く設置されていないか、あるいは単純なスクリーン型脱泡器しか設置されていませんでした。気液分離機能が実際に効果的に発揮されているかどうかについては、プラントの現場で運転管理を行う担当者だけが判断できるのです。
以下、ある石油化学企業が、同社の重油触媒クラッキング装置のドライガス分離タンクに羽根板式分離技術を用いた設備で技術的なアップグレードを行うよう当社に依頼した事例をもとに、設計案について検討する。
技術的なアップグレードが必要なこのドライガス分離タンク（KOタンク）の位置番号はM-212です。この装置は当初、タンク上部の半径方向断面に直接設置されたスクリーン型脱泡器が使用されていましたが、分離効率が低く、出口の乾燥ガスに液体炭化水素が多く含まれていました。その後、所有者は技術的な改良を施し、フィルターエレメント式のフィルターに交換しました。その結果、分離効率は大幅に向上しましたが、フィルターエレメントはタールゲル質によって容易に詰まってしまい、運転時の圧力損失が急速に増加するため、頻繁に交換する必要がありました。そのため、運用・保守の負担が大きく、コストも高くなります。低損失で高効率、長寿命な羽根板分離器技術を採用して、再度アップグレード改造を行わなければならない。
オーナーから当社に提供されたこのドライガス分離タンクの運転条件は以下の通りです：1、媒体の連続相：ドライガス； 2、媒体分散相：ガス凝縮液； 3、連続相流量、Nm3/h：60； 4、動作温度、°C：50～100； 5、動作圧力、MPa(g)：0.4～0.7； 6、気相組成（体積パーセンテージ） 水素 91.03 ナイトロゲン 1.82 メタン 1.64 エタン 2.19 プロパン 1.73 イソブタン 0.80 ノルマルブタン 0.48 炭素数5以上 0.30。
発注者は、既存の乾気分離タンクを交換するために、羽根板分離技術を用いて全く新しい乾気分離タンクを再設計・製造し、既存の配管ラインに直列に接続して、そのタンクの本体を再利用するよう要求しています。発注者は、ノウェイ・エナジー・テクノロジー社に対し、精密動力学分離技術を用いてシステムプラットフォームの計算および設計を行い、物性データを自ら補完・充実させた上で設計を進めることを要求した。また、分離効率は99％以上でなければならず、清掃時の圧力降下は≤20kPa、スケール発生時は≤50kPaとすることが定められている。
当社は、オーナーから提供された運転条件データに基づき、厳しい条件を設定し、NOVELの精密な動力学分離技術を用いて計算および設計を行うことで、上記の羽根式分離乾気分液タンクに関する主な技術情報は以下の通りです：1、分離器の技術タイプ：羽根式分離器； 2、セパレーター型式：P4S-20-45; 3、予備分配凝集内部部品セット型式：G50D20； 4、精密羽根板分離内部部品セットの型番：P4S-EDP-12-125；5、材質：ケーシングSS304／内部部品SS316L； 6、分離効率：99.9%@8.57ミクロンプラス； 7、運転圧力降下：0.14psi（～0.97kPa）。
下図は、事前に割り当てられた凝集内部部品セットの画像です：
この投稿は、2024年4月7日11時02分にluoli519によって最終的に編集されました。P4S型精密羽根板分離内部部品の写真は以下の通りです：
この投稿は、2024年4月7日11時02分にluoli519によって最終的に編集されました。当社はノウェイ・エネルギー技術会社の精密動力学分離技術を用いて、上記の羽根状部品の分離用乾ガス分離タンクに関する計算および設計を行い、その結果を以下の「数値図表」としてまとめました
この投稿は、2021年3月3日09時55分にluoli519によって最終的に編集されました。該当する羽葉式分離乾気分液タンクの「分離効率曲線図」に関する核心技術文書は以下の通りです：
この投稿は、2021年3月3日09時55分にluoli519によって最終的に編集されました。該当する羽葉分離乾気分液タンクの「運転圧力降下曲線図」に関する核心的な技術文書は以下の通りです：
羽葉分離乾ガス分液タンクに関する詳細な技術情報については、ノウェイ・エナジー・テクノロジー社の分離技術専用サイトにアクセスしてご確認いただくか、直接同社に技術サポートをお問い合わせください。
できることは、あなたの技術仕様を送っていただくことです。