Fabrika kiseonika

 

Pregled

Fabrika azota industrijske čistoće kombinuje kompresiju vazduha, adsorpciono prečišćavanje i kriogenu destilaciju. Oni proizvode dušik do 99,999 posto čistoće.

Sistemi za proizvodnju dušika su sigurni, pouzdani i jednostavni za rukovanje i održavanje. Dostupno je nekoliko opcija, ovisno o potrebama kupaca. Na primjer, oni mogu uključivati ​​rezervni isparivač i uređaj za skladištenje radi poboljšanja dostupnosti i pouzdanosti, ili uređaj za kogeneraciju tekućine kao dopunu pripravnom uređaju za skladištenje tekućine. Slično, sistem proizvodnje dušika može optimizirati kapitalne izdatke (capex) i operativne troškove (OPEX) prema zahtjevima kupaca. Ova oprema je u potpunosti upakovana za brzu ugradnju.

 

1. Fabrika kiseonika

 

 

 

2. ASU Indukcija: Oprema za odvajanje vazduha odvaja vazduh od atmosfere na njegove glavne komponente, obično azot i kiseonik, a ponekad i argon i druge retke i inertne gasove.

 

 

 

3. Proizvodni proces:

 

Da bi se postigle niske temperature destilacije, jedinici za odvajanje vazduha je potreban rashladni ciklus koji funkcioniše kroz Joule-Thomsonov efekat, a rashladna oprema mora da se drži unutar izolacionog kućišta (često se naziva "hladna kutija"). Za hlađenje plina potrebna je velika količina energije da bi ovaj rashladni ciklus funkcionirao i osigurava ga zračni kompresor. Moderni ASU koriste ekspanzione turbine za hlađenje; izlaz ekspandera pomaže u pogonu zračnog kompresora, što povećava efikasnost. Proces uključuje sljedeće glavne korake

 

 

 

Nekako. Prije komprimiranja, zrak se prethodno filtrira kako bi se uklonila prašina.

 

 

 

b. Vazduh se komprimira i konačni pritisak isporuke je određen brzinom oporavka proizvoda i stanjem fluida (gas ili tečnost). Tipični rasponi tlaka su između 5 i 10 bara. Protok vazduha se takođe može komprimovati na različite pritiske kako bi se povećala efikasnost ASU. Tokom procesa kompresije, voda se kondenzuje u međustepenom hladnjaku.

 

 

 

C. Procesni zrak se obično propušta kroz sloj molekularnog sita kako bi se uklonila zaostala vodena para i ugljični dioksid, koji mogu smrznuti i začepiti kriogenu opremu. Molekularna sita su općenito dizajnirana da uklone sve plinovite ugljovodonike iz zraka, jer oni mogu predstavljati problem u kasnijim destilacijama zraka, potencijalno dovesti do eksplozije. Podloga molekularnog sita mora biti regenerisana. To se postiže instaliranjem više jedinica koje rade u naizmjeničnom načinu rada i korištenjem otpadnog plina suhe koproizvodnje za desorbiranje vode.

 

 

 

d. Procesni zrak prolazi kroz integrirani izmjenjivač topline (obično pločasti izmjenjivač topline) i hladi se na niskotemperaturnoj struji proizvoda (i otpada). Dio zraka se ukapljuje u tečnost bogatu kiseonikom. Preostali gas je obogaćen azotom i destilovan do skoro čistog azota (obično < 1ppm) u koloni za destilaciju visokog pritiska (HP). Kondenzator ove kolone zahteva hlađenje, koje se dobija širenjem struje bogatije kiseonikom dalje kroz ventil ili kroz ekspander (reverzni kompresor).

 

 

 

e. Alternativno, kada ASU proizvodi čisti kiseonik, kondenzator se može ohladiti izmjenom topline s reboilerom u niskotlačnoj (LP) destilacijskoj koloni (radi na 1.2-1.3 bara apsolutno). Da bi se minimizirali troškovi kompresije, kombinovani kondenzator/rebojler HP/LP kolone mora raditi sa temperaturnom razlikom od samo 1-2 stepeni Kelvina, što zahtijeva pločasti lemljeni aluminijski izmjenjivač topline. Tipična čistoća kisika kreće se od 97,5 posto do 99,5 posto i utječe na maksimalan oporavak kisika. Hlađenje potrebno za proizvodnju tečnih proizvoda postiže se JT efektom u ekspanderu, koji dovodi komprimovani vazduh direktno u kolonu niskog pritiska. Stoga se dio zraka ne odvaja i mora napustiti gornji dio stupa niskog pritiska kao otpadni tok.

 

 

 

F. Pošto je tačka ključanja argona (87,3 K pod standardnim uslovima) između kiseonika (90,2 K) i azota (77,4 K), argon se akumulira u donjem delu kolone niskog pritiska. Prilikom proizvodnje argona, izvlačenje pare se izvodi iz kolone niskog tlaka, gdje je koncentracija argona najveća. Šalje se u drugu kolonu da ispravi argon do željene čistoće, odakle se tečnost vraća na istu lokaciju u LP koloni. Čistoća argona ispod 1 ppm može se postići korištenjem modernog strukturiranog pakiranja s vrlo malim padom tlaka. Iako je argon prisutan u sirovini manje od 1 posto, stupac zračnog argona zahtijeva puno energije zbog visokog omjera refluksa (oko 30) potrebnog u koloni argona. Hlađenje argonske kolone može se obezbediti hladno ekspandiranim bogatim tečnim ili tečnim azotom.

 

 

 

G. Konačno, proizvod proizveden u gasovitom obliku se zagreva na sobnu temperaturu u ulaznom vazduhu. To zahtijeva pažljivo osmišljenu termičku integraciju, koja mora uzeti u obzir otpornost na smetnje (zbog zamjene slojeva molekularnog sita). Dodatno vanjsko hlađenje također može biti potrebno tokom pokretanja.

 

Popularni tagovi: postrojenje za kiseonik