HYSYS动态模拟在段塞流捕集器设计中的应用_张涛.docx

47 第10期张涛：HYSYS动态模拟在段塞流捕集器设计中的应用HYSYS 动态模拟在段塞流捕集器设计中的应用张 涛(中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳 457162)摘 要 ：根据工况需要，对段塞流捕集器选型，采用常用的卧式油气分离器的工艺计算方法对分离器的工艺尺寸进 行了初步计算。在hysys模拟计算软件中搭建了捕集器简化模型，利用hysys的动态模拟功能，对容器式段塞流捕 集器的计算尺寸进行了在应对段塞流冲击方面的校核分析，较准确地模拟了捕集器在不同工况下的运行状况。关键词：段塞流捕集器； HYSYS; 动态模拟中图分类号：TQ050.2 文献标识码：B 文章编号：1003-34672013)17-0047-02巴基斯坦石油公司 (PPL)ADHI 天然气处理厂 拟新建 一 套处理能力为0 . 84951 10 B0MMSCFD) 的天然气处理装置，即ADHI 装置， 处理来自伊斯兰堡国际机场60 km 附近凝析气田的 天然气。凝析气在长距离管道输送过程中，受管线 走势、沿程温降、压降等因素的影响，会形成段塞流。 段塞流的形成会给下游气体处理设备的生产和安全 带来较大的危害，因此要在输气管线终端设立段塞 流捕集器来消除此危害。1 段塞流捕集器的选型及尺寸初选目前，常用的段塞流捕集器主要有管式和容器 式两类。管式段塞流捕集器制造和操作简单、处理 量大，但其占地面积大、对来液分配均匀程度要求较 高；容器式段塞流捕集器结构与普通的油气分离器 较相似，具有较大的缓冲容积，占地面积较小。根据 工艺要求，该段塞流捕集器要具有一定的油、气、水 分离能力，结合段塞流预测计算结果，本项目选择三 相分离器式即容器式捕集器。由业主提供的数据，该捕集器正常操作参数为 6.3MPa(g)、1060, 处理0 . 7645510m 27MMSCFD) 的气体、5177BPD 的液烃和630BPD 的水，且具有应对113BBL(17.967 m)的段塞流能 力。采用常用的油气分离器的工艺计算方法对 分离器的工艺尺寸进行了初步计算：结合工艺介质，选择油水在分离器内的停留时间为5 min,由各相所 需面积计算分离器尺寸；气相所需最小流通面积为 3.085m、液相所需最小流通面积为1.017 m,考虑 到该分离器要应对113BBL(17.967 m)的段塞流， 由计算尺寸再考虑一定的载荷波动系数，初步确定分离器尺寸为2300 mm ID7400 mm。2 Hysys 动态模拟校核分析Hysys是国际上常用于炼化和天然气处理的工 艺模拟计算软件，不仅能对炼油和天然气处理装置 进行动态模拟，而且还能进行动态分析和优化设计。 我们首先在 hysys模拟计算软件中搭建了简化模 型。来液和来气经过带有控制器的阀门后进入经初 步计算尺寸的三相分离器中进行油、气、水分离，分 离器的压力、油相液位、水相液位分别由三个带控制 器的阀门进行自动调节控制。设气体排量不受限 制，液体排量受下游管线的输送能力限制；分离器的 进料量和段塞量由进口阀门控制器进行手动控制来 模拟。图1为段塞流捕集器的简化模拟模型。图 1 hysys动态模拟简化模型收稿日期：2013-05-23作者简介：张 涛(1986-),男，助理工程师，从事天然气处理的生产及研究工作，电话：[phone]。?1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.Allrights reserved. 容 器 压 力 / k P a48 河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2013年 第30卷通过简化模型，对三相分离器的正常运行和最 大段塞流到来时的运行状况进行了动态模拟。由模 拟结果可知，分离器正常工况时液位控制为50. 0%,当出现段塞流时，液位最高值为59.65%,即0. 5965ID,小于hD 0.7ID),该尺寸的分离器能接受全 部最大段塞量，且液位控制在高低液位之间，段塞流过后液位能够及时恢复到平衡状态。时间/min图2 分离器液位变化曲线图2为出现段塞流时分离器内液位随时间的变化曲线。其中，a、b、c分别为分离器内压力、烃相液 位、水相液位随时间的变化曲线。由模拟结果还可以看出，该分离器尺寸在应对 段塞流方面还可以减小，但考虑到气液分离效果和处理能力，设计时仍采用原计算尺寸。3 结 语本文通过 hysys 的动态模拟分析功能，对容器 式段塞流捕集器的计算尺寸进行了在应对段塞流冲 击方面的校核分析。为段塞流捕集器的工艺设计计 算及优化提供了有力的支持。利用hysys模拟计算 软件强大的动态模拟功能，可以较准确的模拟了捕集器在不同工况下的运行状况。参考文献：1 张新军，李玉星.段塞流捕集器的设计方法研究J. 中国造船，2005,(11):200-205.*磷复肥拟借技术创新破资源瓶颈面对磷资源日渐紧张、产能严重过剩的困 局，磷复肥行业亟须通过技术创新来突破瓶颈。 这是记者从第四届全国磷复肥/磷化工技术创新(湛化)论坛上了解到的。中国磷肥工业协会副理事长修学峰透露，截 至去年底，国内查明磷矿储量200.7亿t,但在现 有技术和市场价格条件下可开采的经济储量仅 10 .7亿t,可维持开采1012年。她表示，磷资 源现状一方面将促使国家逐步收紧磷肥出口，另 一方面将拉高企业成本。在产能、产量均过剩的 背景下，磷肥行业必须尽快转型、控量提质，以应对磷矿高成本时代。现在，突破资源成本瓶颈，已经有一些技术 可供选择。国家钙镁磷复合肥技术推广中心常 务副主任汤建伟教授提出，浓酸矿粉法制备过磷 酸钙及复混肥技术可缩短工艺流程，既降低能 耗，又减少制肥成本，有望让传统磷肥再获市场 青睐。广东湛化副总经理全炳新认为，半水法湿法磷酸生产技术能大幅降低能耗，降低磷铵成 本。针对当前中低品位磷矿使用，华南农业大学 资环学院廖宗文教授提出了低品位磷矿促释技 术，用磷素活化剂将中低品位磷矿制成活化磷 肥，且肥效不亚于过磷酸钙。郑州大学化工与能 源学院高工李药萍则提出了将非水溶性钙镁磷 肥用于灌溉施肥的新思路。新技术让中低品位磷矿企业看到了希望。 湖北金山集团公司去年引进了低品位磷矿促释 技术。该公司办公室主任胡泽鹏表示，近年来高 浓度磷复肥对钙镁磷肥、重钙等传统磷肥市场冲 击严重，技术创新让利用中低品位磷矿的低浓度磷肥重获市场竞争力。会上，业内专家为化解产能过剩献策，四川 大学化工学院应建康教授认为，应从发展新品 种、输出产能和技术、发展高端磷酸盐产品三个 方面发力。?1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.