(完整word版)气液分离器选型.docx

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1、7.8 气液分离器7.8.1 概述气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离。7.8.2 设计步骤(1)立式丝网分离器的尺寸设计1) 气体流速( uG)的确定气体流速对分离效率是一个重要因素。如果流速太大，气体在丝网的上部将把液滴破碎，并带出丝网，形成“液泛”状态，如果气速太低，由于达不到湍流状态，使许多液滴穿过丝网而没有与网接触，降低了丝网的效率。气速对分离效率的影响见下图：2) 计算方法u=K( rL图 7-69 分离效率与气速的关系图-rG )0.5GGrG式中uG为与丝网自由横截面积相关的气体流速， m / sr L 、 r G 为分别为液体和气体的密度， kg / m3

2、K为常数，通常 K= 0.107GG3) 尺寸设计V丝网的直径为 DG = 0.0188( u G )0.5G式中 uG为丝网自由截面积上的气体流速， m / sD为丝网直径， mG其余符号意义同前。G由于安装的原因(如支承环约为50 / 7010mm )，容器直径须比丝网直径至少大l00mm,由图2.5.1-2可以快速求出丝网直径(D)4) 高度容器高度分为气体空间高度和液体高度(指设备的圆柱体部分)。低液位( LL ) 和高液位( HL )之间的距离由下式计算：47.1D2LH =V tL式中D 容器直径, m ；V L 液体流量, m3 / h ； t 停留时间， min ；H低液位和高

3、液位之间的距离, m ；L液体的停留时间(以分计)是用邻近控制点之间的停留时间来表示的，停留时间应根据工艺操作要求确定。气体空间高度的尺寸见下图所示。丝网直径与容器直径有很大差别时，尺寸数据要从分离的角度来确定。图 7-70 立式丝网分离器5) 接管直径入口管径两相混合物的人口接管的直径应符合下式要求ru 2G 3.0210-3 (Vp+V)0.5 rLG0.25G式中D接管直径， m ;pV液体体积流量， m3 / h ；LV气体体积流量， m3 / h ；G其余符号意义同前。由接管直径的确定图可以快速求出接管直径 Dp ，图如下图 7-71 接管直径确定图出口管径液体、气体的出口接管的直径

4、，不得小于连接管道的直径。液体出口接管可以用小于等于 lm/s 的流速来设计。气体出口流速取决于气体密度，密度小时，最大出口流速u20m / s 。密度大时，选用较小的气体出口流速。任何情况G ,max下，较小的气体出口流速有利于分离。6) 丝网装配除考虑经济因素外，还应考虑工作温度、容器材料以及丝网本身的耐久性。采用聚丙烯或聚乙烯丝网时，应注意产生碳氢化合物的影响；采用聚四氟乙烯或不锈钢丝网时应考虑其受温度的限制；铝制容器内不能采用蒙乃尔丝网；在有水滴存在的条件下，钢制容器内不能采用铝制丝网。7.8.3 设计示例 加氢产物气液分离罐加氢产物气液分离罐的进料物流信息为：r= 0.5148329

5、19m3 / h ， rG= 786.995m3 / hL计算可得u= 0.107 (786.995 - 0.514832919) / 0.514832919)0.5 = 4.182m / sG则D= 0.0188(7680.484 / 4.1821)0.5 = 0.80566mG故选择直径 D = 1000mm立式丝网分离器的总长度为：H = 300 +150 + 0.3D + 500 + 0.1D + H0L+ 50 + (250 + 25) 2H = (16.655 6 / 60) /(47.11) = 0.04mL代入数据可得选择标准椭圆封头，曲面高度为 250 mm，直边高度为 25

6、 mm计算可知：ru 2GGL= 0.514832919 102 = 51.4833Pa 3.0210-3 (Vp+V)0.5 rLG0.25 = 3.0210-3 7682.8620.5 0.51483292 = 0.13628G故入口管的直径为400mm7.8.4 加氢分离罐筒体与封头的校核这里采用 SW6-1998 进行分离罐的强度计算，封头采用标准椭圆封头，校核数据如下：表 7-20 内筒体内压计算内筒体内压计算计算单位计算条件压力容器专用计算软件椭圆封头简图计算压力 Pc2.00MPa设计温度 t45.00内径 Di1000.00mm曲面高度 hi550.00mm材料0Cr19Ni9

7、(板材)设计温度许用应力st137.00MPa试验温度许用应力st137.00MPa试验温度下屈服点错误!未找到引用源。钢板负偏差 C1腐蚀裕量 C2焊接接头系数 f205.000.803.001.00MPamm mm厚度及重量计算dP D计算厚度= ci= 7.35mm2 s t f - Pc有效厚度最小厚度名义厚度重量压力试验类型de = dn - C1- C2=8.20mmdmin = 3.30mmdn = 12.00mm524.09Kg压力试验时应力校核液压试验s 试验压力值PT = 1.25P s t=1.0000(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sts T 0.90

8、ss= 184.50MPa试验压力下圆筒的应力st =P (DT2d+d )iefe= 61.48MPa校核条件s T 0.90ss= 184.50校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力P =2d s t f(e) = 2.22853MPawD + dieP (D +d )ic设计温度下计算应力o t =2dee= 122.95MPastf校核条件结论137.00stf st合格MPa表 7-21 内压椭圆上封头校核上封头校核计算计算单位计算条件压力容器专用计算软件椭圆封头简图计算压力 Pc2.00MPa设计温度 t45.00内径 Di1000.00mm曲面高度 hi250.00mm材料0

9、Cr19Ni9(板材)设计温度许用应力st137.00MPa试验温度许用应力st137.00MPa钢板负偏差 C10.80mm腐蚀裕量 C23.00mm焊接接头系数 f1.00厚度及重量计算1 D2 形状系数K =2 + i = 1.0000dKP D6 2 h i计算厚度= ci= 7.33mm2 s t f - 0.5Pc有效厚度最小厚度名义厚度结论重量de = dn - C1- C2= 8.20mmdmin =2.00mmdn = 12.00mm满足最小厚度要求109.12Kg压力计算2s t fde最大允许工作压力结论Pw =KD +i0.5de= 2.23763合格MPa表 7-22

10、 内压椭圆下封头校核下封头校核计算计算单位计算条件压力容器专用计算软件椭圆封头简图计算压力 Pc2.00MPa设计温度 t45.00内径 Di1000.00mm曲面高度 hi250.00mm材料0Cr19Ni9(板材)设计温度许用应力st137.00MPa试验温度许用应力st137.00MPa钢板负偏差 C10.80mm腐蚀裕量 C23.00mm焊接接头系数 f1.00厚度及重量计算1 D2 形状系数K =dKP D2 + 6 2 hi = 1.0000i 计算厚度= ci= 7.33mm2 s t f - 0.5Pc有效厚度最小厚度名义厚度结论重量de = dn - C1- C2= 8.20mmdmin =7.33mmdn = 12.00mm满足最小厚度要求109.12Kg压力计算2s t fde最大允许工作压力结论7.8.5 设计结果Pw =KD +i0.5de= 2.23763合格MPa