Технологии сепарации и фильтрации SULZER CHEMTECH

Компания ТИ-СИСТЕМС предлагает своим клиентам и партнерам технологии Sulzer для подготовки и очистки природного и промышленного газа. Международный концерн Sulzer является одним из ведущих производителей оборудования для очистки и разделения промышленных газов, внутренних устройств колонн и прочего оборудования для нефтегазовой и химической промышленности. 

Предприятие выпускает оборудование для процессов абсорбции, дистилляции, экстракции, сепарации и перемешивания жидкостей и газов, их смесей и эмульсий. Занимаясь разработкой, проектированием и изготовлением массообменного оборудования, компания Sulzer предлагает решения по всему спектру проблем разделения.

В ассортимент продукции компании входят: 

• Внутренние устройства колонн
• Распределители жидкости и газа
• Регулярные насадки
• Насыпные насадки
• Массообменные тарелки

Абсорбер - это аппарат для поглощения газов и паров, а также для разделения газовой смеси на составные части растворением одного или нескольких компонентов этой смеси в жидкости, называемой абсорбентом. Данный аппарат представляет собой колонну с насадкой или тарелками, в нижнюю часть которой подаётся газ, а в верхнюю жидкость. Абсорбер применяется в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Абсорбция, как и другие процессы массопередачи, протекает на поверхности раздела фаз, поэтому (абсорберы) должны обеспечить развитую поверхность контакта между жидкой и газовой фазами. В большинстве случаев жидкость, захваченная газовым потоком, находится в виде капель. Образование и размер капель определяется параметрами технологического процесса.

Осушка природного газа в абсорберах при помощи гликоля – это широко распространённый процесс, применяемый практически на всех установках по подготовке и переработки во всём мире. При контакте влажного природного газа и гликоля в абсорбционной колонне можно выделить пары воды из потока газа. Сегодня в абсорбционных колоннах предпочитают использовать высокопроизводительную структурированную насадку.

Для этих целей, компания Sulzer разработала насадку MellapakPlus, которая позволяет уменьшить диаметр колонны или увеличить производительность по газу. В зависимости от фактической скорости потока газа и физических свойств гликоля, уносится различное его количество. Размер капли в данном случае может варьироваться в пределах 5 – 25 мкм. Для снижения уноса жидкости необходимо устанавливать в верхней части колонны сепарационные устройства.

 

Колонны с регулярной насадкой Mellapak, разработанные компанией Sulzer, обладают рядом преимуществ: они имеют высокую гибкость, низкое гидравлическое сопротивление, производительны и эффективны.

MellapakPlus представляет самое современное поколение высокопроизводительных регулярных насадок. Разработка сетчатой насадки Sulzer MellapakPlus привела к решительному прорыву в области оборудования для массопереноса. Эта насадка является новейшей разработкой фирмы, способной обеспечить наименьшее гидравлическое сопротивление из всех представленных на рынке насадок. 

Для обеспечения равномерного стекания жидкости, внутри ректификационных колонн, на насыпные насадки сверху устанавливают опорную решётку-капельницу, которая выполняет функцию удержания насадки ректификационных колонн с одновременным распределением орошения. Распределитель жидкости выполнен в виде ортогональной решетки из пластин с зубьями на нижней поверхности.

Освоение наиболее передового и широко апробированного опыта в области конструкций массообменных тарелок, позволяет успешно решать любые задачи, требующие применения тарельчатых колонн. Конструкция тарелок позволяет проводить быстрый монтаж и лёгкое техническое обслуживание.

Применение различных насадок позволяет обеспечить высокие значения скоростей газа и жидкости в колонне, что делает целесообразным применение аппаратов с малым диаметром, что очень важно для колонн под давлением или при реконструкции существующих.

Для осуществления разделения веществ в колоннах используются различные технологии, разработанные компанией Sulzer

• Сепарационные устройства (газ/жидкость, жидкость/жидкость)
• Статические смесители
• Сетчатые каплеотбойники (Демистеры)
• Пластинчатые каплеотбойники
• Вихревые элементы
• Мультикассетные сепараторы
• Коалесцеры
• Устройства ввода

В процессе подъема жидкости из скважин и транспорта ее до центрального пункта сбора и подготовки нефти, газа и воды постепенно снижается давление и из нефти выделяется газ. Объем выделившегося газа по мере снижения давления в системе увеличивается и обычно в несколько десятков раз превышает объем жидкости. Поэтому при низких давлениях их совместное хранение, а иногда и сбор становятся нецелесообразными. Приходиться осуществлять их раздельный сбор и хранение. Процесс отделения газа от нефти называется сепарацией. 

В ассортимент продукции компании Sulzer для разделения газов и жидкостей входит большое количество оборудования. Среди них сетчатые каплеотбойники, пластинчатые каплеотбойники, каплеотбойники с коллектором, комбинированные сепарационные устройства, мультикассетные сетчатые сепараторы, устройства ввода.

Сетчатые туманоуловители Sulzer KnitMesh

Сетчатые туманоуловители Sulzer KnitMesh, это универсальный и эффективный метод удаления жидкости из газовых потоков. Универсальные сепараторы KnitMesh имеют широкий спектр применения для разделения газа/жидкости, и могут быть легко адаптированы под любые формы и размеры сосуда.

KnitMesh обеспечивают превосходную эффективность разделения капель, размерами от 2 до 3 мкм., при падении давления обычно менее 2,5 мбар. 

Туманоуловители KnitMesh представляют собой сплетенную проволочную сетку, скрепленную решеткой. Сетка при высокой нагрузке по улавливаемой жидкости и большой скорости потока устойчиво сохраняют форму и размеры ячеек.

Разделение газа и жидкости достигается за счёт соударения и захвата капель, которые при достижении определенной толщины начинают непрерывно стекать вниз. Осажденные на проволоке капли в виде пленки перемещаются к точкам перекрещивания проволок, где образуются крупные капли, способные под действием силы тяжести преодолеть силы поверхностного натяжения и аэродинамического сопротивления восходящего потока и упасть на нижние слои сеток навстречу потоку газов (пара). По достижении определенного размера капли жидкости срываются и под действием силы тяжести падают на дно аппарата.

Сетчатые туманоуловители поставляются в комплекте с жесткими держателями сеток, которые допускают вертикальный и горизонтальный монтаж внутри сосуда. Секционные установки обеспечивают лёгкий доступ и простой способ обработки.

Сетчатые каплеотбойники с коллектором Sulzer KnitMesh VKR Mist Eliminator

Сетчатые каплеотбойники Sulzer KnitMesh VKR Mist Eliminator используются для отделения (сепарации) уносимой жидкости из газового потока в промысловых установках. Широкое применение каплеуловителей позволяет повысить качество получаемых продуктов, а также увеличить производительность аппаратов.

Sulzer KnitMesh V-MISTER™ увеличивает ёмкость жидкости на 300% и ёмкость пара на 20%, по сравнению с традиционными туманоуловителями KnitMesh. Запатентованная технология V-MISTER™ обеспечивает высокую производительность там, где необходимо удалить уносимую жидкость из вертикально-проточного газового потока. Внутренние дренажные каналы в сетке обеспечивают эффективное удаление уловленной жидкости.

Пластинчатый каплеотбойник Sulzer Mellachevron

Пластинчатые каплеотбойники Sulzer Mellachevron отличаются высокой производительностью. Эти инерционные сепараторы представляют собой пластины с параллельными профилями, из-за которых газ меняет направление движения несколько раз от входа до выхода. 

Каплеотбойник Sulzer Mellachevron доступен в различных исполнениях пластин, таких как нержавеющая сталь, сплавы или пластмассы. Пластинчатые каплеотбойники делятся на несколько категорий, в зависимости от направления газового потока и сложности лопастей профиля. Более сложные конструкции имеют специальные сепарирующие каналы для вывода жидкости и дренажа от поверхности лопастей, повышая производительность сепарации газа.

Принцип действия пластинчатых каплеотбойников Sulzer Mellachevron основан на движении насыщенного жидкостью газа, проходящего через параллельные пластины каплеотбойника, заставляющих его многократно менять направление. Под действием центробежной силы капли жидкости отделяются от газа и скапливаются на плоскости пластин. Пленка жидкости, образованная на пластинах, дренируется через желоба-карманы в сборник жидкости, и затем через дренажные трубы поступает на дно аппарата.

Мультикассетный сетчатый сепаратор Sulzer MKS Multi Cassette

Сепарационное устройство MKS Multi Cassette было разработано с целью достижения высокой эффективности сепарации жидкости, при сохранении высокой производительно-сти и оптимальных затратах. 

Sulzer MKS Multi Cassette - новый продукт для отделения жидкости от газового потока. 

Данное устройство состоит из входного патрубка со встроенным лопастным завихрителем и сепарационных кассет. Лопастной завихритель закручивает поток газа, тем самым способствуя выпадению части капель на внутренней стенке патрубка: уловленная жидкость собирается в нижней кассете и затем сливается из неё на полотно опорной тарелки. 

После прохождения завихрителя поток газа, содержащий капли жидкости, распределяется по кассетам, проходя через них в горизонтальном направлении изнутри наружу.

Каждая кассета имеет несколько слоёв проволочной сетки, которая эффективно отделяет оставшиеся капли как прямым перехватом (барьерный эффект), так и инерционным перехватом. Жидкость собирается на поддоне каждой кассеты и сливается на нижележащую кассету через систему переливных трубок. В итоге вся жидкость собирается на нижнем поддоне, также служит в качестве опоры для кассет MKS Multi Cassette, после чего жидкость сливается из сепарационного устройства по специальным трубкам. 

При разработке сепарационного устройства MKS Multi Cassette были использованы компьютерные методы вычислительной гидродинамики. Компьютерное моделирование было выполнено подразделением Sulzer Innotec, что позволило проверить и оптимизировать геометрию лопастного завихрителя и распределение газового потока по кассетам.

Сепарационное устройство MKS Multi Cassette идеально сочетается с насадкой Sulzer MellapakPlus в абсорберах осушки газа. Надёжность и иные достоинства устройства уже подтверждены при применении во многих колоннах осушки природного газа.

Комбинированные решения для сепарации

Комбинированные решения для сепарации Sulzer позволяют оптимизировать преимущества отдельных видов оборудования, с целью улучшения их общей производительности. 

Отделение углеводородных флюидов из природного газа при рабочем давлении, является трудной сепарационной задачей. Во многих случаях причиной образования жидкой фазы является процесс конденсации. Поскольку поверхностное натяжение между газом и жидкостью низкое, то могут образовываться очень малые и нестабильные капли. Учитывая высокие скорости газового потока или просто для уменьшения габаритов, часто применяют комбинированные решения.

Так например, сетчатый туманоуловитель KnitMesh можно использовать в комбинации с пластинчатым каплеотбойником Mellachevron или с вихревым сепарационным элементом Shell Swirltube, что позволяет обеспечит очень высокую эффективность сепарации (отделения) при высоких газовых нагрузках.

Циклоны Sulzer GIRZ

Циклоны Sulzer GIRZ обеспечивают высокую степень сепарации капель жидкости малого размера и пены, при любых значениях рабочего давления. При использовании циклонов, капли удаляются в результате изменения направления движения газового потока. В циклоне происходит закручивание газового потока, достигаемое за счет использования статического завихрителя, в результате чего капли подвергаются действию ускоряющих сил, направляющих капли на поверхность, на которой они соединяются друг с другом.

Циклоны Sulzer GIRZ эффективны для удаления капель при высоких значениях рабочего давления, когда сепарация становится затрудненной из-за уменьшения разницы в плотности газа и жидкости и эффекта повторного уноса жидкости газом. 

Благодаря своей высокой производительности, циклоны Sulzer GIRZ являются идеальным решением для модернизации существующих аппаратов, когда при увеличении пропускной способности аппарата необходимо поддержание высокой степени очистки газа.

Устройства ввода

Устройства ввода обеспечивают эффективное решение для распределения пара или газа и способствуют решению проблем, связанных с уносом жидкости, во многих типах оборудования, таких как: колонны для очистки, абсорбции, извлечения или дистилляции; испарители; барабанные сепараторы; сепараторы питания; двух- и трехфазные сепараторы; установки осушки газа; системы компрессии и барабаны.

Примеры использования каплеуловителей

Каплеуловители обеспечивают эффективное решение проблем уноса жидкости во многих типах оборудования

• Колонны очистки, абсорберы, отпарные или ректификационные колонны 
• Испарители 
• Конденсаторы с падающей пленкой 
• Каплеотбойники 
• Трехфазные сепараторы 
• Опреснительные установки 
• Охладительные установки 
• Установки осушки газа 
• Компрессорные системы

Мы будем рады предоставить дополнительную информацию по продуктам компании SULZER CHEMTECH в Ваш адрес.