Кислородна инсталация

Преглед

Азотната инсталация за промишлена чистота съчетава въздушно компресиране, адсорбционно пречистване и криогенна дестилация. Те произвеждат азот с чистота до 99,999 процента.

Системите за генериране на азот са безопасни, надеждни и лесни за експлоатация и поддръжка. Предлагат се няколко опции в зависимост от нуждите на клиента. Например, те могат да включват резервен изпарител и устройство за съхранение за подобряване на наличността и надеждността, или устройство за когенерация на течности, което да допълни резервното устройство за съхранение на течности. По същия начин системата за генериране на азот може да оптимизира капиталовите разходи (capex) и оперативните разходи (OPEX) според изискванията на клиента. Това оборудване е напълно опаковано за бърз монтаж.

1. Кислородна инсталация

2. ASU Индукция: Оборудването за разделяне на въздух разделя въздуха от атмосферата на основните му компоненти, обикновено азот и кислород, а понякога и аргон и други редки и инертни газове.

3. Производствен процес:

За постигане на ниски температури на дестилация, устройството за разделяне на въздуха изисква хладилен цикъл, който работи чрез ефекта на Джаул-Томсън, а охлаждащото оборудване трябва да се съхранява в изолиращ корпус (често наричан "студена кутия"). Охлаждането на газа изисква голямо количество енергия, за да работи този цикъл на охлаждане и се осигурява от въздушния компресор. Съвременните ASU използват разширителни турбини за охлаждане; изходът на разширителя помага за задвижването на въздушния компресор, което увеличава ефективността. Процесът включва следните основни стъпки

Един вид. Преди да бъде компресиран, въздухът се филтрира предварително за отстраняване на прах.

b. Въздухът се компресира и крайното налягане на подаване се определя от степента на възстановяване на продукта и състоянието на флуид (газ или течност). Типичните диапазони на налягането са между 5 и 10 бара. Въздушният поток може също да бъде компресиран до различни налягания, за да се увеличи ефективността на ASU. По време на процеса на компресия водата кондензира в междинния охладител.

C. Процесният въздух обикновено се пропуска през легло с молекулярно сито, за да се отстранят всички остатъчни водни пари и въглероден диоксид, които могат да замръзнат и да запушат криогенното оборудване. Молекулярните сита обикновено са проектирани да отстраняват всички газообразни въглеводороди от въздуха, тъй като те могат да бъдат проблем при последващи въздушни дестилации, потенциално водещи до експлозии. Леглото на молекулярното сито трябва да се регенерира. Това се постига чрез инсталиране на множество агрегати, работещи в променлив режим и използване на сух съвместно производство на отпадъчни газове за десорбиране на водата.

д. Процесният въздух преминава през интегриран топлообменник (обикновено топлообменник с плочи и ребра) и се охлажда срещу нискотемпературен поток от продукт (и отпадъци). Част от въздуха се втечнява, образувайки богата на кислород течност. Останалият газ се обогатява с азот и се дестилира до почти чист азот (обикновено < 1ppm) в дестилационна колона с високо налягане (HP). Кондензаторът на тази колона изисква охлаждане, което се получава чрез разширяване на по-богатия на кислород поток през клапан или през разширител (реверсивен компресор).

д. Като алтернатива, когато ASU произвежда чист кислород, кондензаторът може да се охлади чрез обмен на топлина с ребойлер в дестилационна колона с ниско налягане (LP) (работеща при 1.2-1.3 бара абсолютно). За да се намалят до минимум разходите за компресия, комбинираният кондензатор/ребойлер на колоната HP/LP трябва да работи с температурна разлика от само 1-2 градуса по Келвин, което изисква пластинчат запоен алуминиев топлообменник. Типичната чистота на кислорода варира от 97,5 процента до 99,5 процента и влияе върху максималното възстановяване на кислорода. Охлаждането, необходимо за производството на течни продукти, се получава чрез JT ефекта в разширителя, който захранва сгъстен въздух директно в колоната с ниско налягане. Следователно, част от въздуха не се отделя и трябва да напусне горната част на колоната с ниско налягане като отпадъчен поток.

F. Тъй като точката на кипене на аргона (87,3 K при стандартни условия) е между кислород (90,2 K) и азот (77,4 K), аргонът се натрупва в долната част на колоната с ниско налягане. При производството на аргон, парата се изтегля от колоната с ниско налягане, където концентрацията на аргон е най-висока. Изпраща се в друга колона за коригиране на аргона до желаната чистота, откъдето течността се връща на същото място в колоната LP. Чистота на аргон под 1 ppm може да бъде постигната с помощта на модерна структурирана опаковка с много нисък спад на налягането. Въпреки че аргонът присъства в захранването при по-малко от 1 процент, колоната с въздушен аргон изисква много енергия поради високото съотношение на обратен хладник (около 30), необходимо в колоната с аргон. Охлаждането на колоната с аргон може да бъде осигурено чрез студена разширена богата течност или течен азот.

Ж. Накрая, продуктът, произведен в газообразна форма, се нагрява до температурата на околната среда във входящия въздух. Това изисква внимателно проектирана термична интеграция, която трябва да вземе предвид устойчивостта на смущения (поради превключване на слоевете на молекулярните сита). По време на стартиране може да се наложи допълнително външно охлаждане.

Популярни тагове: кислородна инсталация