47- パワーパラシュート式セパレータの蒸留塔および酸性ガス吸収再生塔の塔頂予冷セパレーションタンク設計における課題
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この投稿は、2023年10月3日12時10分にluoli519によって最終的に編集されました。石油化学プラントでは、通常、MDEAや低温メタノールの液相吸収法を用いて、プロセスガスの脱硫・脱炭処理が行われます。生成された富液は、再生塔で蒸留により再生される。海外のプロセスパッケージでは、通常、再生蒸留塔の頂部にある一次予冷分離装置としてパワーパラシュート型分離タンクが使用されることが求められている。実際、不活性ガスを含む蒸留塔の上部にある一次予冷分離タンクでは、ほとんどの場合、パワーパラシュート式分離タンクが使用されることが求められます。国内の多くの設計会社や発注者は、パワーパラシュート式分離タンクとその機能についてあまり理解していない。 皆さん、一緒にパワーパラシュート式分離タンクがどのような構造か議論しましょうパワーパラシュート式分離タンクの設計に問題があると、工程にどのような影響が出るのか。
非凝縮性ガスを含む蒸留システム、すなわち常圧および減圧蒸留塔システムにおいては、プロセス設計上、塔頂の気相に対して通常2段階の凝縮が行われる。すなわち、第1段階が予冷で、第2段階が深冷である。
段階的に冷却凝縮する。第一段階の予冷工程において、蒸留塔の頂部から取り出された気相は熱交換器を通過することで、凝縮しやすいガスの大部分が凝縮液に変わります。そのため、凝縮しないガスと凝縮液の混合流を効率的に気液分離する必要があります；分離された気相は、再び第2段の深冷熱交換器に入る。
この投稿は、2016年11月8日10時43分にluoli519によって最終的に編集されました。第1段階の予冷によって大量の凝縮液が生成され、それが不凝性ガスと共に熱交換器内で混合流を形成するため、第1段階の予冷器から出てくる気液混合流を効率的に分離するために、ダイナミックパラシュート式の分離タンクを設置する必要があります。その作用として、一つ目は、不凝気が運んでくる液体の流れや液滴、液しぶきが後続の配管内で滞留し「液抵抗」を生じ、気流が脈動的に流れることを防ぎ、システムの運転圧力が不安定になるのを防ぐことです。特に真空蒸留の場合、この影響は顕著です。第二に、防犯対策として気体が多くの液体を第二段階の深冷熱交換装置に持ち込むことを防ぐため、上流から持ち込まれた液体は大量の冷媒の冷却能力を消費するだけでなく、熱伝達抵抗も増大させます。その結果、気体は第二段階の深冷器内でさらに凝縮しにくくなり、有効成分が下流の抽出システムに入ってしまい、収率が低下します。また、後処理にかかるコストも高額になります。
この投稿は、2016年11月8日10時43分にluoli519によって最終的に編集されました。以下は、ある大手石油化学企業のEO/EGプロジェクトにおける原料ガス浄化ユニット、すなわち再生蒸留塔の頂部に設置される一次予冷分離タンクに関する技術仕様です：1. 再生蒸留塔の頂部にある一次予冷分離タンクの型式：動力傘式分離タンク； 2、配置方法：横置き； 3、プロセス媒体：主に再生塔から抽出される大量のCO2と水； 4、気相流量：23040kg/h； 5、気相の平均分子量：25.13。6、液相は水； 7、動作温度：96℃； 8、運転圧力：0.02MPaG；9、許容最大運転圧力差：0.002MPa； 10、液相最大流量：4000kg/h； 11、分離効率：99%； 12、保持時間：最低2分間； 13、気相入口・出口管のサイズ：24“； 14、材質：SS304。
この投稿は、2016年11月8日10時44分にluoli519によって最終的に編集されました。ここでは、当該企業のEO/EG装置で採用されているSDプロセスパッケージにおける、前述の再生蒸留塔の塔頂部にある一次動力傘式予冷分離タンクに関する技術仕様書を皆さんに提供し、参考として議論していただきます
この投稿は、2016年11月8日10時45分にluoli519によって最終的に編集されました。ここに、当該企業のEO/EG装置で採用されているSDプロセスパッケージにおける、前述の再生蒸留塔の塔頂部にある一次動力傘式予冷分離タンクに関する技術仕様書を掲載し、皆さんの参考や議論のために提供します
この投稿は、2019年12月27日08:21にluoli519によって最終的に編集されました。このタイプの傘型セパレーターは、蒸留塔の頂部にある一次予冷セパレーションタンク用に特化しています。下の図は、この種のパラグライダー式セパレータの設計・製造能力を持つ、世界でも数少ない専門の動力分離技術企業が国内で製造したパラグライダー式セパレータの写真です。
この投稿は、2016年11月8日17時19分にluoli519によって最終的に編集されました。こちらは、世界でごく少数しかない、この種のパワーパラシュート式セパレーターの設計・製造が可能な専門の動力学的セパレーション技術会社が、国内の別の石油化学会社のために「一対一」で精度の高い動力学的設計プラットフォームを用いて作成した、蒸留塔の頂部にある一次予冷用パワーパラシュート式セパレーターの図面です。皆さんの参考にしていただければと思います。ただし、特に注意が必要なのは、パワーパラシュート式セパレーターは動力学的セパレーターに分類され、専門の動力学的セパレーション技術会社が持つ独自の精密な動力学設計システムプラットフォームを用いて設計を行う必要があるという点です；あるサイズのパワーパラシュート式セパレーターを、他の異なる作業条件で使用しようとする場合、そのパワーパラシュート式セパレーターは効率的に動作しなくなったり、全く機能しなくなったりすることがあります。その結果については自己責任となります。
蒸留塔システムにおいて、国内の各大学や設計会社、発注者は、塔内部の部品や充填材にのみ力を注いでいる。知られていないのは、どんな塔内部品や充填剤も、塔内のプロセス蒸気が不活性ガスと共に塔から蒸留されるのを効果的に防ぐことはできず、それによって塔頂の一次予冷および二次深冷処理に著しい影響を及ぼすということだ。一方、海外のプロセスパッケージでは、不活性ガスによる凝縮液の運搬が、凝縮システムの経済的かつ効率的な運用や、不活性ガスを使用する下流工程の処理の効率化にとって特に重要であるとされている。これは、発注者、設計会社、研究機関、大学などがこれを学び取り、国内の技術認識と海外のそれとの差を縮め、それによって生じるプロジェクトの技術的・経済的効率性における格差を解消する必要がある。