闪蒸与气液分离
闪蒸罐的原理及异常处理
闪蒸罐的原理及异常处理闪蒸罐是一种用于进行爆炸性物质处理的设备。
它采用了闪蒸技术，通过将液体喷入低压环境中，快速蒸发产生闪蒸汽体，以此来加热、分离和处理物质。
它的主要原理是利用液体在低压环境下的快速蒸发，使液体迅速变成气体，产生的巨大体积膨胀和瞬时运动，达到处理物质的目的。
闪蒸罐主要包括加热系统、容器、喷嘴和控制系统等。
闪蒸罐的工作原理如下：首先，通过加热系统将液体加热到蒸发温度，并将其注入闪蒸罐中。
然后，通过控制系统调节罐内的压力，使其保持在一个较低的值，一般为大气压以下。
在这样的低压环境下，液体迅速蒸发，产生巨大的体积膨胀和瞬时运动，从而达到分离和处理物质的效果。
最后，通过喷嘴将产生的闪蒸汽体排出系统，进行后续处理。
闪蒸罐的异常处理主要包括以下几个方面：1. 压力异常处理：当闪蒸罐内部的压力异常升高时，应及时采取措施降低罐内压力，以防止爆炸事故的发生。
可以通过调节闪蒸罐控制系统中的压力控制装置，或者通过增加闪蒸罐泄漏装置的排放量来实现压力的调节。
2. 温度异常处理：闪蒸罐加热系统中的温度异常升高会导致操作不稳定甚至起火。
因此，在使用闪蒸罐过程中，必须严格控制加热系统的温度，以保证系统稳定运行。
一旦发现温度异常升高，应立即停止加热，并检查是否存在设备故障，如热交换器堵塞、加热元件短路等，及时排除故障。
3. 液体泄漏处理：当闪蒸罐发生液体泄漏时，首先要切断液体供给，以避免泄漏的液体进一步扩散和造成更严重的后果。
同时，要启动闪蒸罐的泄漏控制装置，及时将泄漏的液体排出系统，并确保闪蒸罐周围的环境安全。
4. 爆炸事故处理：在极端情况下，闪蒸罐可能发生爆炸事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。
在处理此类事故时，首先应立即报警，并采取紧急撤离措施，确保人员的生命安全。
同时，要切断闪蒸罐与其他设备的联系，防止事故扩大蔓延，并通知相关专业人员进行事故处理和调查。
总之，闪蒸罐通过闪蒸技术实现快速蒸发和分离物质，具有高效、安全的优点。
气液分离
气液分离
一、气液分离的内容 二、分离方式 三、分离级数和分离压力的选择 四、油气分离器 五、油气水三相分离器 六、特殊分离器
2020/8/14
储运工程系
3
气液分离
气液分离的内容
气液分离包括两方面的内容： 1、平衡分离：组成一定的气液混合物，在一定的压 力、温度条件下，充分接触足够长的时间就会形成一 定比例和组成的气液两相，这种现象称为平衡分离。 平衡分离是一个自发过程，实际上就是相平衡。 2、机械分离：把平衡分离所得的气和液分开，用不 同的管线分别输送，称为机械分离。
vo
b
1
a
b
a vody
vo
Qo
2Lb
a
b a
dy r2 y2
Qo
2Lb a
b
sin
1
2
y D
a
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储运工程系
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气液分离
气泡不被带出分离器的必要条件：气泡上升速度应大 于或等于分离器集液区任一液面的平均下降速度。
立式分离器
vdg vo
d 2g o g 4Qo
18o
D2
卧式分离器
d 2g o g
18o
b
Qo
2Lb
a
sin 1
2
y D
a
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储运工程系
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气液分离
原油停留时间
规范规定：非发泡原油在油气分离器内的停留时间 为1～3分钟，发泡原油为5～20分钟。
消泡方法： •降低分离器上游油气混合物的流速 •入口分流器应避免流体发生剧烈湍流，压降要小 •增大分离器集液区体积 •提高油气混合物的分离温度 •使用消泡剂
第三章石油蒸馏过程
油水同时开始汽化点O和汽化后油的汽化分率的计算：
①对于油水同时开始汽化点O的确定，采用猜算法：
假设同时开始汽化的温度为t0，由t0查图表得PS0和PO0，若 两者之和PS0+PO0=P，则假设之t0正确，否则再假设t0，重复进行 计算，直至PS0+PO0=P ②对于开始汽化后，油在不同温度下的汽化分率的计算：
★ 常压实沸点蒸馏曲线换算成常压恩氏蒸馏曲线，见本 节1①
4．常压平衡汽化曲线换算为压力下平衡汽化曲线
压力
➢ 不同的压力下相同汽
12
10
8
6
0% 10% 30% 50% 70% 90% 100%
4
化百分数的各点可以 连成一条直线，而且 不同汽化百分数连成 的 各 P-T 线 都 会 聚 于 一点(焦点)
③250℃时水的饱和蒸气压为41atm。
为简化计算，可以假设：
① 原油的重量汽化分率与体积汽化分率相同；
② 令油气的分子量为100；
③ 原油含水0.4%可以认为是100g原油外加0.4g水，而不
是油水共100g。
解：汽化段的温度为250℃，压力是2.0atm，而250℃时水的饱 和蒸气压PS0=41 atm，由此我们可以得到：
精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立及接触设施 的存在是精馏过程得以进行的必要条件
由于两个梯度的存在，在塔中每一个气、液两相的接触级中，由 下而上的较高温度和较低轻组分浓度的气相与由上而下的较低温度和 较高轻组分部的液相存在相间差别，因此气、液两相在接触前处于不 平衡状态，形成相间推动力，使气、液两相在接触过程中进行相间的 传热和扩散传质，最终使气相中的轻组分和液相中的重组分分别得到 提纯。经过多次气、液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的轻组分， 在塔底得到较纯的重组分。
第二章 2.3 闪蒸
(0) T TB
TD TB
（2-61）
可采用Newton-Raphson法迭代 ：
(k1) (k ) f (k) f (k)
（2-62）
f
(
(k)
)
C i1
(Ki 1)2
[1 (k) (Ki
zi 1)]2
Iteration equation
Specified variables: F, TF, PF, z1, z2,……, zC, TV,PV Steps:
(1) Solve
C
f ( )
(Ki 1)zi 0
i1 1 (Ki 1)
(2) V F
(3)
xi
zi
1 (Ki
1)
(4)
yi
Ki xi
Ki zi
部分冷凝 露点气体
过热气体
例1
• 进料流率为1000kmol/h的轻烃混合物，其 摩尔组成为：丙烯(1)30%，丙烷(2)35%， 异丁烷(3)35%。在900kPa和40℃下闪蒸问 题是否成立？
过热蒸气， 闪蒸不成立!
练习1
• 进料流率为1000kmol/h的轻烃混合物，其 摩尔组成为：丙烯(1)30%，丙烷(2)35%， 异丁烷(3)35%。在1000kPa和40℃下闪蒸 问题是否成立？
下次上课时交上节内容总结露点温度计算已知p结束输出ty调整t结束输出tx调整t本节内容闪蒸及部分冷凝概念闪蒸设计变量及分类等温闪蒸和部分冷凝绝热闪蒸和部分冷凝一闪蒸及部分冷凝概念闪蒸是连续单级蒸馏过程该过程使进料混合物部分气化或冷凝得到含易挥发组分角度的蒸汽和含难挥发组分较多的液体
闪蒸系统流程介绍
油箱油位低;闪蒸塔内供油不足 闪后泵抽出量大 闪前泵不上量或故障
开大油箱回流阀或柜底油沟溢流阀 停闪后泵 切换泵;并钳工修复故障泵
处理：
闪蒸液位高于80％的原因：
流程倒错 闪后泵不上量 管线内发生气阻
处理：
检查流程;并立即恢复正确流程 切换泵;并钳工修复故障泵 停泵后;在油泵房内放空处排出气体再开泵调节
V104闪蒸塔
加热器
冷却器
真空泵房
闪蒸系统抽真空流程
N2自系统来
V104
真空泵
至干柜入口
去残液罐
闪蒸液位LRCA346的控制
干式气柜密封油作为密封柜内瓦斯;其性质对干式气柜的安全运行十分重要 由于密封油长时间与瓦斯气接触;部分C3 C4 C5组分融入密封油中;降低了密封油的粘度 闪点等重要的性能参数 闪蒸系统的作用即将融入密封油中的C3 C4 C5组分分离出来;以确保密封油的密封效果 闪蒸液位对闪蒸效果影响较大 闪蒸效果不理想;密封油中的轻组分就分离不完全;密封油性能参数就会下降;对干式气柜的安全运行极为不利
真空度指标：0 067—0 085mpa
闪蒸系统包括哪些设备呢
真空泵
闪后泵
闪前泵
冷却器
加热器
V－105/1、2
1、2号油箱
闪蒸系统
密封油的循环流程
油箱Leabharlann 干式气柜加热器冷却器
闪前
闪后
活塞油槽
柜底油沟
闪蒸液面
活塞油槽油位是密封油封住瓦斯;确保干式气柜安全运行的重要参数 当活塞油槽油位低于规定指标时;会造成瓦斯泄漏;当活塞油槽油位高于规定指标时;会引起密封油冒顶;造成密封油损失 由于密封油量是一定的;因此活塞油槽油位与柜底油沟成反比关系;当柜底油沟油位较低时;活塞油槽油位相应就会较高;反之则活塞油槽油位较低 密封油闪后泵P101/1;3与P102/1;3将闪蒸后密封油送至柜顶;当活塞油槽油位高时;可减少打柜顶泵台数;或开回流阀;使部分闪后密封油回流至油箱;减少送柜顶密封油量
气液分离
第四章气液分离知识点概述：本章主要讲述油气分离方式和操作条件的选择、油气两相分离器、油气水三相分离器等方面的知识。
通过本章的学习，使学员能了解分离方式的选择对油田生产的影响，掌握分离器的结构、原理和设计方法，并且也应该对特殊场合应用的分离器有一个粗略的了解，了解其应用特点。
本章的重点为多级分离与一级分离的比较、两相分离器的工艺计算（包括油滴的沉降速度计算、气体的允许流速和液体停留时间确定等）以及油气水三相分离器中液相停留时间的确定和其界面控制方法等部分的知识。
知识点1：烟的粒径小于1μm，雾的粒径1～100μm，雨的粒径100～4 000μm。
不同粒径的油滴，应有不同的有效分离方法，重力沉降：分离50μm以上的油滴；离心分离：2～1000 μm；碰撞分离：5μm以上油滴；布织物：0.5～50μm；空气过滤器：2～50μm的尘埃。
知识2：综合型卧式三相分离器的结构下图为综合型卧式三相分离器。
下表是综合型卧式三相分离器主要内部构件及其作用特点。
综合型卧式三相分离器主要特点是增加内部构件并将其有效组合，提高分离器对油气水的综合处理能力。
1－入口；2－水平分流器；3－稳流装置；4－加热器；5－防涡罩；6－污水出口；7－平行捕雾板；8－安全阀接口；9－气液隔板；10－溢流板；11－天然气出口；12－出油阀；13－挡沫板知识3：几种高效三相分离器高效型三相分离器是将机械、热、电和化学等各种油气水分离工艺技术融合应用在一个容器，通过精选和合理布设分离器内部分离元件，达到油气水高效分离的目的。
其优点是成撬组装，极大地减少现场安装的工作量和所需的安装空间，具有较大的机动性以适应油田生产情况变化的需要，使流程简化，方便操作管理，这些对海上油田显得尤为重要。
1、HNS三相分离器图2－2－12为HNS型高效三相分离器简图。
其内部结构进行了优化设计，有优良的分离元件，为油气水分离提供良好的内部环境，避免存在明显的短路流和返混现象，保证介质流动特性接近塞状流。
脱硫工艺比选
目前，国内外的天然气脱硫方法非常多，总的来说可分为间歇法、化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法（化学―物理吸收法）、直接转化法，以及在80年代工业化的膜分离法等。
其中，采用溶液或溶剂作脱硫剂的脱硫方法习惯上又统称为湿法，采用固体作脱硫剂的脱硫方法又统称为干法。
2.3.1 物理吸收法这类方法又称为物理溶剂法。
它们采用有机化合物为吸收溶剂（物理溶剂），对天然气中的酸性组分进行物理吸收而将它们从气体中脱除。
在物理吸收过程中，溶剂的酸气负荷（即单位体积或每摩尔溶剂所吸收的酸性组分体积或摩尔量）与原料气中酸性组分的分压成正比。
吸收了酸性组分的富剂在压力降低时，随即放出所吸收的酸性组分。
物理吸收法一特般在高压和较低温度下进行，溶剂酸气负荷高，故适用于酸性组分分压高的天然气脱硫。
2.3.2 化学吸收法这类方法又称化学溶剂法。
它以碱性溶液为吸收溶剂（化学溶剂），与天然气中的酸性组分（主要是H2S和CO2）反应生成某种化合物。
吸收了酸性组分的富液在温度升高、压力降低时，该化合物又能分解释放出酸性组分。
这类方法中最有代表性的是醇胺（烷醇胺）法和碱性盐溶液法。
属于前者的有一乙醇胺（MEA）法、二乙醇胺（DEA）法、二甘醇胺（DGA）法、二异丙醇胺（DIPA）法、甲基二乙醇胺（MDEA）法，以及一些有专利权的方法如胺防护（Amine Guard）法、Flexsorb 法和Gas/Spec法等。
醇胺法是最常用的天然气脱硫方法。
2.3.3 联合吸收法联合吸收法兼有化学吸收和物理吸收两类方法的特点，使用的溶剂是醇胺、物理溶剂和水的混合物，故又称为混合溶液法或化学-物理吸收法。
目前，常用的联合吸收法有：①萨菲诺（Sulfinol）法，吸收溶剂为环丁砜（二氧化四氢噻吩）和DIPA的水溶液（Sulfinol—D法）或环丁砜和MDEA的水溶液（Sulfinol-M 法），习惯称为砜胺法；②Optisol法，吸收溶剂由醇胺、有机溶剂和水组成。
两相分离器课件
闪蒸的相平衡原理
tB t,温度，℃ 气相区
t2 t1 t0
tA 液相区
xi
zi
yi
x，y
二元系恒压（t-x，y）相图
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闪蒸平衡计算
• 如上图，组成为zi的两元混合液加热到t0时开 始沸腾，此温度称为泡点，此时气化率为0%； 如果温度上升到t2，混合液就会完全气化，t2 称为露点，此时气化率为100%；在t0到t2范围 内的某一温度t1，混合液会部分气化分为气液 两相，平衡液相组成为xi，平衡汽相组成为yi， 此时气化率可按杠杆定律求得： • e=（zi-xi)/(yi-xi) • 汽液平衡数据需要通过实验测定。
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两相分离器的工作原理
两相分离器的工作原理就是闪蒸，也称平衡汽化或 一次汽化。加热液体混合物，使之达到一定的温度和压 力，然后引入到一个汽化空间，使之一次汽化分离为平 衡的汽液两相，将较多的轻组分分离出来，使混合液得 到相对分离。 在原油两相分离器当中, 液体进入分离器后冲击入 口转换装置。该冲击使得动量突然变化, 并在重力的作 用下, 使液体落向分离器的底部, 并进入下一部分—重 力沉降段。当有气体流经这一段时, 气体中小的液滴在 重力的作用下被分离出, 并落向气/液分离界面。液体收 集段提供了足够的存留时间, 使溶解气或低沸点烃类从 油中溢出并上升到蒸气段。最后一个分离段是吸雾器, 采用叶片、丝网或平板来在气体离开容器之前聚结并去 除非常小的液滴。 返回
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两相分离流程说明
1.流程概述：
三相分离器分出的原油（含水小于30％），温 度约为50摄氏度，经原油加热器（H-1201）用 热介质油加热至65℃左右，与破乳剂经混相器 （M-1202）混合均与后进入两相分离器(V-1202) 再次气液分离，分离的气态轻烃进入稳定气压 缩机二级入口，液相则进入电脱水器继续分离 原油中的水。
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闪蒸与气液分离
一、闪蒸(flash distillation)
又称“平衡蒸馏”，是一连续稳定的过程。
当液体加热到一定温度后，将液体经节流阀或进行骤然降压到一定压力，部分液体迅速汽化，气液两相分开。
多级闪蒸即进行多个闪蒸步骤。
二、闪蒸原理（以水为例）：
当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。
再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。
水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。
在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。
然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。
压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。
压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。
三、闪蒸的危害与防护
在高压管道中，闪蒸极易对阀门产生汽蚀损坏，可以选择反汽蚀的高压阀（对此节流分摊压差），也可以选用耐汽蚀冲刷的材料。
四、闪蒸的利用：
（1）闪蒸干燥
（2）闪蒸发电（能量回收）
闪蒸发电技术是一种最大限度利用中、低温余热的纯余热利用发电技术，主要
以200℃~500℃的低温废气作为热源，通过余热锅炉生产出过热蒸汽和一定量
的饱和水，将低品位低温热能，通过闪蒸系统产生出饱和蒸汽，与过热蒸汽一
起进入多参数汽轮机发电，增加余热发电功率。
（3）闪蒸浓缩
五、闪蒸罐与气液分离器
气液分离器是利用丝网除沫，或折流挡板之类的内部器件，将气体中夹带的液体进一步凝结，排放，以去达到去除液体的效果。
闪蒸是一种气液分离的手段。
但是气液分离分离的气液一般不是同一种物质，而闪蒸是同种物质的不同状态。