Кислородный завод

 

Обзор

Азотная установка промышленной чистоты сочетает в себе компрессию воздуха, адсорбционную очистку и криогенную перегонку. Они производят азот чистотой до 99,999%.

Системы производства азота безопасны, надежны и просты в эксплуатации и обслуживании. Доступно несколько вариантов, в зависимости от потребностей клиента. Например, они могут включать в себя резервный испаритель и накопительное устройство для повышения доступности и надежности или когенерационное устройство для жидкости в дополнение к резервному накопительному устройству для жидкости. Точно так же система производства азота может оптимизировать капитальные затраты (capex) и эксплуатационные расходы (OPEX) в соответствии с требованиями заказчика. Это оборудование полностью упаковано для быстрой установки.

 

1. Кислородный завод

 

 

 

2. Индукционная ВРУ: Воздухоразделительное оборудование отделяет воздух от атмосферы на его основные компоненты, обычно азот и кислород, иногда аргон и другие редкие и инертные газы.

 

 

 

3. Производственный процесс:

 

Для достижения низких температур дистилляции в воздухоразделительной установке требуется цикл охлаждения, работающий за счет эффекта Джоуля-Томсона, а охлаждающее оборудование должно находиться внутри изолирующего кожуха (часто называемого «холодильником»). Охлаждение газа требует большого количества энергии для работы этого холодильного цикла и обеспечивается воздушным компрессором. В современных ВРУ для охлаждения используются детандерные турбины; выход расширителя помогает управлять воздушным компрессором, что повышает эффективность. Процесс включает в себя следующие основные этапы

 

 

 

Своего рода. Перед сжатием воздух предварительно фильтруется для удаления пыли.

 

 

 

б. Воздух сжимается, а конечное давление подачи определяется скоростью извлечения продукта и состоянием жидкости (газ или жидкость). Типичные диапазоны давления составляют от 5 до 10 бар. Воздушный поток также можно сжимать до разного давления для повышения эффективности ВРУ. В процессе сжатия вода конденсируется в межступенчатом охладителе.

 

 

 

C. Технологический воздух обычно проходит через слой молекулярного сита для удаления любого остаточного водяного пара и двуокиси углерода, которые могут замерзнуть и засорить криогенное оборудование. Молекулярные сита, как правило, предназначены для удаления любых газообразных углеводородов из воздуха, поскольку они могут стать проблемой при последующей перегонке воздуха, что может привести к взрывам. Слой молекулярного сита необходимо регенерировать. Это достигается за счет установки нескольких установок, работающих в попеременном режиме, и использования отходящих газов сухого совместного производства для десорбции воды.

 

 

 

д. Технологический воздух проходит через встроенный теплообменник (обычно пластинчато-ребристый) и охлаждается низкотемпературным потоком продукта (и отходов). Часть воздуха сжижается, образуя жидкость, богатую кислородом. Оставшийся газ обогащается азотом и перегоняется почти до чистого азота (обычно < 1 ppm) в дистилляционной колонне высокого давления (ВД). Конденсатор этой колонны требует охлаждения, которое достигается за счет дальнейшего расширения более богатого кислородом потока через клапан или через расширитель (обратный компрессор).

 

 

 

е. В качестве альтернативы, когда ВРУ производит чистый кислород, конденсатор можно охлаждать путем теплообмена с ребойлером в дистилляционной колонне низкого давления (НД) (работающей при абсолютном давлении 1,2-1,3 бар). Чтобы свести к минимуму затраты на сжатие, комбинированный конденсатор/ребойлер колонны высокого/низкого давления должен работать при разности температур всего 1-2 градусов Кельвина, что требует пластинчато-ребристого паяного алюминиевого теплообменника. Типичная чистота кислорода колеблется от 97,5 до 99,5 процентов и влияет на максимальное извлечение кислорода. Охлаждение, необходимое для производства жидких продуктов, достигается за счет эффекта JT в расширителе, который подает сжатый воздух непосредственно в колонну низкого давления. Поэтому часть воздуха не отделяется и должна выходить из верхней части колонны низкого давления в виде сбросного потока.

 

 

 

F. Поскольку температура кипения аргона (87,3 К при стандартных условиях) находится между кислородом (90,2 К) и азотом (77,4 К), аргон накапливается в нижней части колонны низкого давления. При производстве аргона отвод пара осуществляется из колонны низкого давления, где концентрация аргона самая высокая. Его направляют в другую колонну для ректификации аргона до желаемой чистоты, откуда жидкость возвращают в то же место в колонне низкого давления. Чистота аргона ниже 1 ppm может быть достигнута при использовании современной структурированной насадки с очень низким перепадом давления. Хотя аргон присутствует в исходном материале в количестве менее 1 процента, колонна с воздушным аргоном требует много энергии из-за высокого флегмового числа (около 30), необходимого в аргоновой колонне. Охлаждение аргоновой колонны может быть обеспечено холодной расширенной богатой жидкостью или жидким азотом.

 

 

 

G. Наконец, продукт, полученный в газообразном виде, нагревается до температуры окружающей среды в поступающем воздухе. Это требует тщательно разработанной тепловой интеграции, которая должна учитывать устойчивость к возмущениям (из-за переключения слоев молекулярных сит). Во время запуска также может потребоваться дополнительное внешнее охлаждение.

 

горячая этикетка : кислородная установка