加氢装置中旋流脱烃器的结构优化研究

发布时间：2017-12-12 19:36

  本文关键词：加氢装置中旋流脱烃器的结构优化研究

  更多相关文章： 旋流脱烃器 数值模拟 气液两相流 循环氢

【摘要】：加氢裂化装置循环氢脱硫系统中循环氢常常夹带重烃液滴,这不仅易致下游脱硫塔中的氨液催化剂发泡,缩短了催化剂的使用寿命和反应的效率,同时还会在循环氢压缩机防喘振阀处形成积液引起加热炉联锁而造成停机现象,影响装置的长期稳定工作。本文主要针对循环氢夹带重烃液滴的问题,在常规的旋流脱烃器的结构基础上利用CFD的方法对其进行模拟计算,并对其主要结构进行优化研究。首先,采用RSM模型对旋流脱烃器进行气相模拟计算,并分析其内部气相速度、压力分布等,来了解其内部流场的分布规律,即:气相流场被分为外部螺旋向下运动的外旋流和轴心螺旋向上运动的内旋流,并且旋转的方向一致;切向速度对气液的分离起着主要作用,其分布规律呈“W”形,符合Rankine组合涡的分布特点,即轴心处为准强制涡流动和外部为准自由涡流动。然后,在收敛的气相流场基础上采用DPM模型对液滴相进行模拟计算,并分析研究液滴运动的轨迹以及液滴的粒径和流量对旋流脱烃器性能的影响,结果得出:小颗粒受气相作用影响较大,其迹线的螺距较小并具有较大的随机性,而大颗粒受气相作用影响较小,其迹线的螺距较大;在相同流量下,随着液滴粒径的增大,分离效率也逐渐提高;在液滴粒径相同时,小粒径液滴的分离效率随流量增加而逐渐提高,并且增幅较大,而大粒径液滴的分离效率随着流量的增加先增加后减小,在流量为70 m3/h达到最大。最后,对单、双进口进行优化分析,并考察溢流管管径和插入深度对旋流脱烃器性能的影响,综合考虑得到相对最佳的参数,并对优化前后的旋流脱烃器的性能进行了比较。模拟结果表明:优化后的旋流脱烃器分离效率有很大的提高,这也充分说明了优化后的旋流脱烃器是可行的。但压降也有所增加,这也说明了旋流脱烃器的分离效率和压降在一定程度是互为矛盾的,在具体的生产过程中,要结合特定的场合、特定的要求来设计生产不同的旋流脱烃器。本课题所做的工作可为以后旋流脱烃器的结构优化提供参考。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE96

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本文编号：1283734