L'unità di separazione dell'aria KDON-32000/19000 è la principale unità di supporto ingegneristico pubblico per il progetto di glicole etilenico da 200.000 t/a. Fornisce principalmente idrogeno grezzo all'unità di gassificazione pressurizzata, all'unità di sintesi del glicole etilenico, all'unità di recupero dello zolfo e al trattamento delle acque reflue, e fornisce azoto ad alta e bassa pressione a diverse unità del progetto di glicole etilenico per lo spurgo e la sigillatura all'avvio, oltre a fornire aria compressa e aria strumentale.
A.PROCESSO TECNICO
L'apparecchiatura di separazione dell'aria KDON32000/19000 è progettata e prodotta da Newdraft e adotta lo schema di flusso di processo che prevede una purificazione completa per adsorbimento molecolare a bassa pressione, refrigerazione tramite meccanismo di espansione della turbina del booster d'aria, compressione interna dell'ossigeno prodotto, compressione esterna dell'azoto a bassa pressione e circolazione del booster d'aria. La torre inferiore adotta una torre a piastre setacciate ad alta efficienza, mentre la torre superiore adotta un processo di produzione di argon privo di idrogeno con riempimento strutturato e distillazione completa.
L'aria grezza viene aspirata dall'ingresso e la polvere e altre impurità meccaniche vengono rimosse dal filtro dell'aria autopulente. Dopo il filtro, l'aria entra nel compressore centrifugo e, dopo essere stata compressa dal compressore, entra nella torre di raffreddamento dell'aria. Durante il raffreddamento, può anche purificare le impurità facilmente solubili in acqua. L'aria che esce dalla torre di raffreddamento entra nel purificatore a setaccio molecolare per la commutazione. L'anidride carbonica, l'acetilene e l'umidità presenti nell'aria vengono assorbiti. Il purificatore a setaccio molecolare viene utilizzato in due modalità di commutazione, una delle quali è in funzione mentre l'altra è in rigenerazione. Il ciclo di funzionamento del purificatore è di circa 8 ore e un singolo purificatore viene commutato una volta ogni 4 ore; la commutazione automatica è controllata dal programma modificabile.
L'aria dopo l'adsorbitore a setaccio molecolare viene suddivisa in tre flussi: un flusso viene estratto direttamente dall'adsorbitore a setaccio molecolare come aria strumenti per l'apparecchiatura di separazione dell'aria; un flusso entra nello scambiatore di calore a piastre e alette a bassa pressione, viene raffreddato dall'ammoniaca inquinata di riflusso e dall'ammoniaca, quindi entra nella torre inferiore; un flusso viene inviato al booster d'aria e, dopo la prima fase di compressione del booster, viene suddiviso in due flussi. Un flusso viene estratto direttamente e utilizzato come aria strumenti del sistema e aria dispositivi dopo essere stato ridotto di pressione, mentre l'altro flusso continua a essere pressurizzato nel booster e, dopo essere stato compresso nella seconda fase, viene suddiviso in due flussi. Un flusso viene estratto e raffreddato a temperatura ambiente e raggiunge l'estremità di booster dell'espansore della turbina per un'ulteriore pressurizzazione, quindi viene estratto attraverso lo scambiatore di calore ad alta pressione ed entra nell'espansore per l'espansione e il lavoro. L'aria umida espansa entra nel separatore gas-liquido e l'aria separata entra nella torre inferiore. L'aria liquida estratta dal separatore gas-liquido entra nella torre inferiore come liquido di riflusso dell'aria liquida, mentre l'altro flusso continua a essere pressurizzato nel booster fino alla fase finale di compressione, per poi essere raffreddato a temperatura ambiente dal refrigeratore ed entrare nello scambiatore di calore a piastre e alette ad alta pressione per lo scambio termico con ossigeno liquido e azoto inquinato di riflusso. Questa parte dell'aria ad alta pressione viene liquefatta in Dopo essere stata estratta dal fondo dello scambiatore di calore, l'aria liquida entra nella torre inferiore dopo essere stata strozzata. Dopo essere stata inizialmente distillata nella torre inferiore, si ottengono aria liquida povera, aria liquida ricca di ossigeno, azoto liquido puro e ammoniaca ad alta purezza. L'aria liquida povera, l'aria liquida ricca di ossigeno e l'azoto liquido puro vengono surraffreddati nel refrigeratore e strozzati nella torre superiore per un'ulteriore distillazione. L'ossigeno liquido ottenuto alla base della torre superiore viene compresso dalla pompa per l'ossigeno liquido, entra nello scambiatore di calore a piastre e alette ad alta pressione per il riscaldamento e viene immesso nella rete di tubazioni dell'ossigeno. L'azoto liquido ottenuto alla sommità della torre inferiore viene estratto e immesso nel serbatoio di stoccaggio dell'ammoniaca liquida. L'ammoniaca ad alta purezza ottenuta alla sommità della torre inferiore viene riscaldata dallo scambiatore di calore a bassa pressione ed immessa nella rete di tubazioni dell'ammoniaca. L'azoto a bassa pressione ottenuto dalla parte superiore della torre superiore viene riscaldato dallo scambiatore di calore a piastre e alette a bassa pressione, esce dalla cold box e viene compresso a 0,45 MPa dal compressore per l'azoto, entrando nella rete di tubazioni dell'ammoniaca. Una certa quantità di frazione di argon viene estratta dal centro della torre superiore e inviata alla torre dello xeno grezzo. La frazione di xeno viene distillata nella torre dell'argon grezzo per ottenere argon liquido grezzo, che viene poi inviato al centro della torre dell'argon raffinato. Dopo la distillazione nella torre di argon raffinato, si ottiene lo xeno liquido raffinato alla base della torre. L'ammoniaca gassosa sporca viene aspirata dalla parte superiore della torre superiore e, dopo essere stata riscaldata dal refrigeratore, dallo scambiatore di calore a piastre e alette a bassa pressione e dallo scambiatore di calore a piastre e alette ad alta pressione, ed essere uscita dalla cold box, viene divisa in due parti: una parte entra nel riscaldatore a vapore del sistema di purificazione a setacci molecolari come gas di rigenerazione, mentre il restante azoto gassoso sporco viene immesso nella torre di raffreddamento ad acqua. Quando è necessario avviare il sistema di backup dell'ossigeno liquido, l'ossigeno liquido presente nel serbatoio di stoccaggio dell'ossigeno liquido viene convogliato nel vaporizzatore di ossigeno liquido attraverso la valvola di regolazione, per poi entrare nella rete di tubazioni dell'ossigeno dopo aver ottenuto ossigeno a bassa pressione; quando è necessario avviare il sistema di backup dell'azoto liquido, l'ammoniaca liquida presente nel serbatoio di stoccaggio dell'azoto liquido viene convogliata nel vaporizzatore di ossigeno liquido attraverso la valvola di regolazione, per poi essere compressa dal compressore dell'ammoniaca per ottenere azoto ad alta pressione e ammoniaca a bassa pressione, per poi entrare nella rete di tubazioni dell'azoto.
B. SISTEMA DI CONTROLLO
In base alle caratteristiche di scala e di processo dell'apparecchiatura di separazione dell'aria, viene adottato il sistema di controllo distribuito DCS, combinato con la selezione di sistemi DCS all'avanguardia a livello internazionale, analizzatori online per valvole di controllo e altri componenti di misura e controllo. Oltre a essere in grado di completare il controllo di processo dell'unità di separazione dell'aria, può anche mettere tutte le valvole di controllo in posizione di sicurezza in caso di arresto accidentale dell'unità e le pompe corrispondenti entrano in stato di interblocco di sicurezza per garantire la sicurezza dell'unità di separazione dell'aria. Le unità turbina-compressore di grandi dimensioni utilizzano sistemi di controllo ITCC (sistemi di controllo integrati per unità turbina-compressore) per completare le funzioni di controllo di sovravelocità, di arresto di emergenza e di controllo anti-surge dell'unità, e possono inviare segnali al sistema di controllo DCS sotto forma di cablaggio e comunicazione.
C. Punti di monitoraggio principali dell'unità di separazione dell'aria
Analisi della purezza dell'ossigeno prodotto e dell'azoto gassoso in uscita dallo scambiatore di calore a bassa pressione, analisi della purezza dell'aria liquida della torre inferiore, analisi dell'azoto liquido puro della torre inferiore, analisi della purezza del gas in uscita dalla torre superiore, analisi della purezza del gas in entrata nel sottoraffreddatore, analisi della purezza dell'ossigeno liquido nella torre superiore, temperatura dopo la valvola a flusso costante dell'aria liquida di riflusso del condensatore del greggio, indicazione della pressione e del livello del liquido del separatore gas-liquido della torre di distillazione, indicazione della temperatura dell'azoto gassoso sporco in uscita dallo scambiatore di calore ad alta pressione, analisi della purezza dell'aria in entrata nello scambiatore di calore a bassa pressione, temperatura dell'aria in uscita dallo scambiatore di calore ad alta pressione, temperatura e differenza di temperatura dell'ammoniaca gassosa sporca in uscita dallo scambiatore di calore, analisi del gas presso la porta di estrazione della frazione di xeno della torre superiore: tutte queste operazioni servono per raccogliere dati durante l'avvio e il normale funzionamento, il che è utile per regolare le condizioni operative dell'unità di separazione dell'aria e garantire il normale funzionamento delle apparecchiature di separazione dell'aria. Analisi del contenuto di protossido di azoto e acetilene nel sistema di raffreddamento principale e analisi del contenuto di umidità nell'aria di sovralimentazione: per impedire all'aria umida di entrare nel sistema di distillazione, causando la solidificazione e il blocco del canale dello scambiatore di calore, compromettendo l'area e l'efficienza dello scambiatore di calore, l'acetilene esploderà se l'accumulo nel sistema di raffreddamento principale supera un certo valore. Flusso del gas della tenuta dell'albero della pompa a ossigeno liquido, analisi della pressione, temperatura del riscaldatore del cuscinetto della pompa a ossigeno liquido, temperatura del gas della tenuta a labirinto, temperatura dell'aria liquida dopo l'espansione, pressione del gas della tenuta dell'espansore, flusso, indicazione della pressione differenziale, pressione dell'olio lubrificante, livello del serbatoio dell'olio e temperatura posteriore del radiatore dell'olio, estremità di espansione dell'espansore della turbina, flusso di ingresso dell'olio estremità del booster, temperatura del cuscinetto, indicazione delle vibrazioni: tutto ciò per garantire il funzionamento sicuro e normale dell'espansore della turbina e della pompa a ossigeno liquido e, in definitiva, per garantire il normale funzionamento del frazionamento dell'aria.
Pressione principale di riscaldamento del setaccio molecolare, analisi del flusso, temperature di ingresso e uscita dell'aria del setaccio molecolare (azoto sporco), indicazione di pressione, temperatura e flusso del gas di rigenerazione del setaccio molecolare, indicazione della resistenza del sistema di purificazione, indicazione della differenza di pressione in uscita dal setaccio molecolare, temperatura di ingresso del vapore, allarme di indicazione di pressione, allarme di analisi H2O del riscaldatore di uscita del gas di rigenerazione, allarme di temperatura di uscita della condensa, analisi di CO2 del setaccio molecolare in uscita aria, indicazione del flusso della torre inferiore di ingresso aria e del booster: per garantire il normale funzionamento di commutazione del sistema di adsorbimento del setaccio molecolare e per garantire che il contenuto di CO2 e H2O dell'aria in ingresso nella cold box sia a un livello basso. Indicazione della pressione dell'aria strumentale: per garantire che l'aria strumentale per la separazione dell'aria e l'aria strumentale immessa nella rete di tubazioni raggiungano 0,6 MPa (G) per garantire il normale funzionamento della produzione.
D. Caratteristiche dell'unità di separazione dell'aria
1. Caratteristiche del processo
Grazie all'elevata pressione dell'ossigeno nel processo di glicole etilenico, l'apparecchiatura di separazione dell'aria KDON32000/19000 adotta un ciclo di booster d'aria, una compressione interna dell'ossigeno liquido e un processo di compressione esterna dell'ammoniaca, ovvero il booster d'aria + la pompa dell'ossigeno liquido + l'espansore della turbina booster vengono combinati con un'organizzazione razionale del sistema di scambio di calore per sostituire il compressore di ossigeno di processo a pressione esterna. I rischi per la sicurezza causati dall'uso di compressori di ossigeno nel processo di compressione esterna vengono ridotti. Allo stesso tempo, l'elevata quantità di ossigeno liquido estratta dal raffreddamento principale può ridurre al minimo la possibilità di accumulo di idrocarburi nell'ossigeno liquido di raffreddamento principale, garantendo il funzionamento sicuro dell'apparecchiatura di separazione dell'aria. Il processo di compressione interna presenta costi di investimento inferiori e una configurazione più razionale.
2. Caratteristiche delle apparecchiature di separazione dell'aria
Il filtro dell'aria autopulente è dotato di un sistema di controllo automatico, che temporizza automaticamente il controlavaggio e regola il programma in base alla resistenza. Il sistema di preraffreddamento adotta una torre di riempimento casuale ad alta efficienza e bassa resistenza, mentre il distributore di liquido adotta un nuovo, efficiente e avanzato distributore, che non solo garantisce il pieno contatto tra acqua e aria, ma garantisce anche le prestazioni di scambio termico. Un demister a rete metallica è posizionato sulla parte superiore per garantire che l'aria in uscita dalla torre di raffreddamento dell'aria non trasporti acqua. Il sistema di adsorbimento a setaccio molecolare adotta un ciclo lungo e una purificazione a letto a doppio strato. Il sistema di commutazione adotta una tecnologia di controllo della commutazione senza impatto e uno speciale riscaldatore a vapore viene utilizzato per impedire la fuoriuscita del vapore di riscaldamento verso il lato dell'azoto sporco durante la fase di rigenerazione.
L'intero processo del sistema di torre di distillazione adotta i software di simulazione ASPEN e HYSYS, all'avanguardia a livello internazionale. La torre inferiore adotta una torre a piastre setaccianti ad alta efficienza, mentre la torre superiore adotta una torre di riempimento standard per garantire la velocità di estrazione del dispositivo e ridurre il consumo energetico.
E.Discussione sul processo di scarico e carico dei veicoli climatizzati
1. Condizioni da rispettare prima di iniziare la separazione dell'aria:
Prima di iniziare, organizzare e scrivere un piano di avviamento, che includa il processo di avviamento e la gestione degli incidenti di emergenza, ecc. Tutte le operazioni durante il processo di avviamento devono essere eseguite in loco.
La pulizia, il lavaggio e il collaudo del sistema di lubrificazione a olio sono completati. Prima di avviare la pompa dell'olio lubrificante, è necessario aggiungere gas di tenuta per evitare perdite di olio. Innanzitutto, è necessario eseguire la filtrazione autocircolante del serbatoio dell'olio lubrificante. Una volta raggiunto un certo grado di pulizia, la tubazione dell'olio viene collegata per il lavaggio e la filtrazione, ma la carta da filtro viene aggiunta prima dell'ingresso nel compressore e nella turbina e viene costantemente sostituita per garantire la pulizia dell'olio in ingresso nell'apparecchiatura. Il lavaggio e la messa in servizio del sistema di circolazione dell'acqua, del sistema di depurazione dell'acqua e del sistema di scarico del sistema di separazione dell'aria sono completati. Prima dell'installazione, la tubazione arricchita di ossigeno del sistema di separazione dell'aria deve essere sgrassata, decapata e passivata, quindi riempita con gas di tenuta. Le tubazioni, i macchinari, i componenti elettrici e gli strumenti (ad eccezione degli strumenti analitici e di misurazione) dell'apparecchiatura di separazione dell'aria sono stati installati e calibrati per essere qualificati.
Tutte le pompe idrauliche meccaniche in funzione, le pompe per ossigeno liquido, i compressori d'aria, i booster, gli espansori per turbine, ecc. devono essere predisposti per l'avviamento e alcuni di essi devono essere prima testati su una singola macchina.
Il sistema di commutazione dei setacci molecolari ha raggiunto le condizioni per l'avvio e il programma di commutazione molecolare è stato confermato in grado di funzionare normalmente. Il riscaldamento e lo spurgo della tubazione del vapore ad alta pressione sono stati completati. Il sistema di aria strumentale di riserva è stato attivato, mantenendo la pressione dell'aria strumentale superiore a 0,6 MPa(G).
2. Spurgo delle tubazioni dell'unità di separazione dell'aria
Avviare il sistema di lubrificazione e il sistema di tenuta del gas della turbina a vapore, del compressore d'aria e della pompa dell'acqua di raffreddamento. Prima di avviare il compressore d'aria, aprire la valvola di sfiato del compressore d'aria e sigillare l'ingresso dell'aria della torre di raffreddamento con una piastra cieca. Dopo che il tubo di uscita del compressore d'aria è stato spurgato, la pressione di scarico raggiunge la pressione di scarico nominale e il target di spurgo della tubazione è qualificato, collegare il tubo di ingresso della torre di raffreddamento ad aria, avviare il sistema di preraffreddamento dell'aria (prima dello spurgo, il riempimento della torre di raffreddamento ad aria non deve essere riempito; la flangia di ingresso dell'adsorbitore a setaccio molecolare di ingresso aria è scollegata), attendere che il target sia qualificato, avviare il sistema di purificazione a setaccio molecolare (prima dello spurgo, l'adsorbente dell'adsorbitore a setaccio molecolare non deve essere riempito; la flangia di ingresso dell'aria della cold box di ingresso aria deve essere scollegata), arrestare il compressore d'aria fino a quando il target non è qualificato, riempire il riempimento della torre di raffreddamento ad aria e l'adsorbente dell'adsorbitore a setaccio molecolare e riavviare il filtro, la turbina a vapore, il compressore d'aria, il sistema di preraffreddamento dell'aria, il sistema di adsorbimento a setaccio molecolare dopo il riempimento, almeno due settimane di normale funzionamento dopo la rigenerazione, il raffreddamento, l'aumento della pressione, l'adsorbimento e la riduzione della pressione. Dopo un periodo di riscaldamento, i tubi dell'aria del sistema dopo l'adsorbitore a setaccio molecolare e i tubi interni della torre di frazionamento possono essere soffiati via. Ciò include scambiatori di calore ad alta pressione, scambiatori di calore a bassa pressione, booster d'aria, espansori per turbine e apparecchiature a torre per la separazione dell'aria. Prestare attenzione al controllo del flusso d'aria in ingresso nel sistema di purificazione a setacci molecolari per evitare un'eccessiva resistenza dei setacci molecolari che danneggerebbe lo strato del letto. Prima di soffiare la torre di frazionamento, tutte le tubazioni dell'aria che entrano nella cold box della torre di frazionamento devono essere dotate di filtri temporanei per impedire che polvere, scorie di saldatura e altre impurità entrino nello scambiatore di calore e ne compromettano l'effetto di scambio termico. Avviare il sistema di lubrificazione e il gas di tenuta prima di soffiare l'espansore per turbine e la pompa dell'ossigeno liquido. Tutti i punti di tenuta del gas dell'apparecchiatura di separazione dell'aria, incluso l'ugello dell'espansore per turbine, devono essere chiusi.
3. Raffreddamento a liquido e messa in servizio finale dell'unità di separazione dell'aria
Tutte le condutture all'esterno della scatola fredda vengono soffiate via e tutte le condutture e le apparecchiature nella scatola fredda vengono riscaldate e soffiate via per soddisfare le condizioni di raffreddamento e prepararsi per il test di raffreddamento nudo
Quando inizia il raffreddamento della torre di distillazione, l'aria scaricata dal compressore d'aria non può entrare completamente nella torre di distillazione. L'aria compressa in eccesso viene scaricata nell'atmosfera attraverso la valvola di sfiato, mantenendo così invariata la pressione di scarico del compressore d'aria. Man mano che la temperatura di ogni parte della torre di distillazione diminuisce gradualmente, la quantità d'aria aspirata aumenta gradualmente. In questo momento, parte del gas di riflusso nella torre di distillazione viene inviata alla torre di raffreddamento ad acqua. Il processo di raffreddamento deve essere eseguito lentamente e in modo uniforme, con una velocità di raffreddamento media di 1 ~ 2 °C/h per garantire una temperatura uniforme in ogni parte. Durante il processo di raffreddamento, la capacità di raffreddamento dell'espansore di gas deve essere mantenuta al massimo. Quando l'aria all'estremità fredda dello scambiatore di calore principale è prossima alla temperatura di liquefazione, la fase di raffreddamento termina.
La fase di raffreddamento della cold box viene mantenuta per un certo periodo di tempo e vengono controllate e riparate varie perdite e altre parti non finite. Quindi, si arresta la macchina gradualmente, si inizia a caricare la sabbia perlifera nella cold box, si avvia gradualmente l'apparecchiatura di separazione dell'aria dopo il caricamento e si riavvia la fase di raffreddamento. Si noti che all'avvio dell'apparecchiatura di separazione dell'aria, il gas di rigenerazione del setaccio molecolare utilizza l'aria purificata dal setaccio molecolare. Quando l'apparecchiatura di separazione dell'aria viene avviata e c'è abbastanza gas di rigenerazione, viene utilizzato il percorso del flusso di ammoniaca sporca. Durante il processo di raffreddamento, la temperatura nella cold box diminuisce gradualmente. Il sistema di riempimento dell'ammoniaca nella cold box deve essere aperto in tempo per evitare la formazione di pressione negativa nella cold box. Quindi, l'apparecchiatura nella cold box si raffredda ulteriormente, l'aria inizia a liquefarsi, il liquido inizia ad apparire nella torre inferiore e il processo di distillazione delle torri superiore e inferiore inizia a stabilizzarsi. Quindi, regolare lentamente le valvole una alla volta per far funzionare normalmente la separazione dell'aria.
Se desiderate avere maggiori informazioni, non esitate a contattarci liberamente:
Contatto: Lyan.Ji
Tel: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Data di pubblicazione: 24 aprile 2025