Fabryka tlenu

 

Przegląd

Industrial Purity Azot Plant łączy sprężanie powietrza, oczyszczanie adsorpcyjne i destylację kriogeniczną. Wytwarzają azot o czystości do 99,999 procent.

Systemy wytwarzania azotu są bezpieczne, niezawodne i łatwe zarówno w obsłudze, jak i konserwacji. Dostępnych jest kilka opcji, w zależności od potrzeb klienta. Na przykład mogą one obejmować rezerwowy parownik i urządzenie do przechowywania w celu poprawy dostępności i niezawodności lub urządzenie do kogeneracji cieczy w celu uzupełnienia rezerwowego urządzenia do przechowywania cieczy. Podobnie system wytwarzania azotu może optymalizować nakłady inwestycyjne (capex) i operacyjne (OPEX) zgodnie z wymaganiami klienta. Te urządzenia są w pełni zapakowane w celu szybkiej instalacji.

 

1. Fabryka tlenu

 

 

 

2. Indukcja ASU: Urządzenia do separacji powietrza oddzielają powietrze z atmosfery na jej główne składniki, zwykle azot i tlen, a czasami argon i inne gazy rzadkie i obojętne.

 

 

 

3. Proces produkcyjny:

 

Aby osiągnąć niskie temperatury destylacji, jednostka separacji powietrza wymaga cyklu chłodzenia, który działa poprzez efekt Joule'a-Thomsona, a sprzęt chłodzący musi być przechowywany w izolującej obudowie (często określanej jako „zimna skrzynia”). Chłodzenie gazu wymaga dużej ilości energii, aby ten cykl chłodzenia działał i jest zapewniane przez sprężarkę powietrza. Nowoczesne ASU wykorzystują turbiny rozprężne do chłodzenia; wyjście ekspandera pomaga napędzać sprężarkę powietrza, co zwiększa wydajność. Proces obejmuje następujące główne kroki

 

 

 

Coś w rodzaju. Przed sprężeniem powietrze jest wstępnie filtrowane w celu usunięcia kurzu.

 

 

 

B. Powietrze jest sprężane, a końcowe ciśnienie dostawy jest określane na podstawie stopnia odzysku produktu i stanu płynnego (gaz lub ciecz). Typowe zakresy ciśnienia wynoszą od 5 do 10 barów. Strumień powietrza można również sprężać do różnych ciśnień, aby zwiększyć wydajność ASU. Podczas procesu sprężania woda skrapla się w chłodnicy międzystopniowej.

 

 

 

C. Powietrze procesowe jest zwykle przepuszczane przez sito molekularne w celu usunięcia pozostałości pary wodnej i dwutlenku węgla, które mogą zamarzać i zatykać sprzęt kriogeniczny. Sita molekularne są generalnie zaprojektowane do usuwania z powietrza wszelkich gazowych węglowodorów, ponieważ mogą one stanowić problem w późniejszej destylacji powietrza, potencjalnie prowadząc do wybuchów. Złoże sita molekularnego wymaga regeneracji. Odbywa się to poprzez zainstalowanie wielu jednostek pracujących w trybie naprzemiennym i wykorzystanie suchego gazu odlotowego pochodzącego z koprodukcji do desorpcji wody.

 

 

 

D. Powietrze procesowe przechodzi przez zintegrowany wymiennik ciepła (zwykle płytowy wymiennik ciepła) i jest schładzane przez strumień produktu (i odpadów) o niskiej temperaturze. Część powietrza skrapla się, tworząc ciecz bogatą w tlen. Pozostały gaz jest wzbogacany azotem i destylowany do prawie czystego azotu (zwykle < 1 ppm) w wysokociśnieniowej (HP) kolumnie destylacyjnej. Skraplacz tej kolumny wymaga chłodzenia, które uzyskuje się przez dalsze rozprężanie strumienia bogatszego w tlen przez zawór lub przez rozprężarkę (sprężarkę wsteczną).

 

 

 

mi. Alternatywnie, gdy ASU wytwarza czysty tlen, skraplacz można schłodzić poprzez wymianę ciepła z reboilerem w niskociśnieniowej (LP) kolumnie destylacyjnej (pracującej przy ciśnieniu bezwzględnym 1,2-1,3 bara). Aby zminimalizować koszty sprężania, połączony skraplacz/reboiler kolumny HP/LP musi działać przy różnicy temperatur wynoszącej zaledwie 1-2 stopni Kelvina, co wymaga aluminiowego wymiennika ciepła z lutowanymi płytami. Typowa czystość tlenu waha się od 97,5 procent do 99,5 procent i wpływa na maksymalny odzysk tlenu. Chłodzenie wymagane do produkcji produktów płynnych uzyskuje się dzięki efektowi JT w ekspanderze, który podaje sprężone powietrze bezpośrednio do kolumny niskiego ciśnienia. Dlatego część powietrza nie jest oddzielana i musi opuścić górną część kolumny niskiego ciśnienia jako strumień odpadowy.

 

 

 

F. Ponieważ temperatura wrzenia argonu (87,3 K w warunkach normalnych) mieści się między tlenem (90,2 K) a azotem (77,4 K), argon gromadzi się w dolnej części kolumny niskiego ciśnienia. Podczas produkcji argonu pobór pary jest pobierany z kolumny niskiego ciśnienia, gdzie stężenie argonu jest najwyższe. Jest przesyłany do innej kolumny w celu rektyfikacji argonu do pożądanej czystości, skąd ciecz jest zawracana do tego samego miejsca w kolumnie LP. Czystość argonu poniżej 1 ppm można osiągnąć stosując nowoczesne szczeliwo strukturalne przy bardzo niskim spadku ciśnienia. Chociaż argon jest obecny w strumieniu zasilającym w ilości mniejszej niż 1 procent, kolumna powietrzno-argonowa wymaga dużo energii ze względu na wysoki współczynnik powrotu (około 30) wymagany w kolumnie argonowej. Chłodzenie kolumny argonowej można zapewnić za pomocą rozprężonej na zimno bogatej cieczy lub ciekłego azotu.

 

 

 

G. Na koniec produkt wytworzony w postaci gazowej jest podgrzewany do temperatury otoczenia w napływającym powietrzu. Wymaga to starannie zaprojektowanej integracji termicznej, która musi uwzględniać odporność na zakłócenia (wynikające z przełączania złóż sit molekularnych). Podczas rozruchu może być również wymagane dodatkowe zewnętrzne chłodzenie.

 

Popularne Tagi: zakład tlenowy