U hemijskim procesnim industrijama (CPI), većina separacija se vrši putem destilacionih kolona.A kada se ostatak procesa oslanja na te kolone, neefikasnost, uska grla i gašenja su problematični.U nastojanju da se procesi destilacije - i ostatka postrojenja - održavaju u toku, unutrašnjost kolone se prilagođava i prerađuje kako bi se optimizirala efikasnost i pouzdanost kolona.

„Bilo da se radi o rafiniranju, hemijskoj preradi ili proizvodnji plastike, većina odvajanja organskih hemikalija vrši se destilacijom.Istovremeno, postoji stalni pritisak na hemijske prerađivače da svoje procese učine isplativijim,” kaže Izak Nieuwoudt, glavni tehnički direktor u Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com).„Budući da su kolone za destilaciju veliki potrošač energije i zato što ljudi ne žele da troše puno vremena na popravljanje opreme, povećanje efikasnosti i pouzdanosti kolona je trenutno u prvom planu.”

Često nakon što je proces pokrenut i pokrenut, procesori otkriju da je potrošnja energije mnogo veća nego što su očekivali, kaže Antonio Garcia, menadžer za razvoj poslovanja masovnog transfera u AMACS Process Tower Internals (Arlington, Teksas; www.amacs.com).„Da bi postigli bolju energetsku efikasnost, moraju istražiti svoje mogućnosti za poboljšanje performansi prijenosa mase“, kaže on.„Pored toga, procesori često traže načine da otklone usko grlo u procesu kako bi postigli bolje odvajanje i zahtjeve za kapacitetom, a zagađivanje je čest uzrok uskih grla, tako da je pronalaženje tehnologija koje pomažu u rješavanju ovih problema također važno.”

Uska grla i zastoji uzrokovani zagađenjem ili mehaničkim problemima, kao što su vibracije ili mehanizmi unutar stubova koji se raspadaju, mogu postati vrlo skupi.“Vrlo je skupo svaki put kada morate isključiti destilacijske kolone, jer često rezultira gašenjem uzvodnih i nizvodnih jedinica”, kaže Nieuwoudt.“I, ova neplanirana gašenja rezultiraju velikim gubicima po danu.”

Iz tog razloga, proizvođači unutrašnjih delova stubova razvijaju proizvode dizajnirane da pomognu procesorima u povećanju energetske efikasnosti i pouzdanosti.

Zamjena konvencionalnih ladica i pakiranja novijim, naprednim rješenjima često je neophodna za procesore koji traže veću efikasnost, kapacitet i pouzdanost, tako da proizvođači stalno nastoje poboljšati svoju ponudu.

Na primjer, Raschig GmbH (Ludwigshafen, Njemačka; www.raschig.com) je nedavno objavio Raschig Super-Ring Plus, novo nasumično pakovanje visokih performansi koje nadmašuje performanse prethodnog Raschig Ringa.“Optimizirana struktura Raschig Super-Ring Plus-a omogućava dalje povećanje kapaciteta uz konstantnu efikasnost,” kaže Micheal Schultes, tehnički direktor u Raschigu.„Proizvod je rezultat razvoja dizajna zasnovanog na dugogodišnjem istraživanju.Cilj je bio ostati sa svim prednostima Super-Ringa, ali poboljšati kapacitet i smanjiti pad pritiska.”

Rezultirajući proizvod minimizira pad tlaka raspoređivanjem ravnih sinusoidnih traka u ekstremno otvorenu strukturu, maksimizira kapacitet preferencijalnim protokom filma na kontinuiranim sinusoidnim trakama, povećava efikasnost minimiziranjem formiranja kapljica unutar pakovanja i smanjuje sklonost zarastanju smanjenjem razvoja kapljica i pružanjem niske pad pritiska.Osjetljivost na prljanje se također smanjuje stvaranjem kontinuiranih tekućih filmova, vlaženjem cijelog elementa pakiranja.

Isto tako, AMACS je istraživao kako bi poboljšao svoj SuperBlend proizvod.“Istraživanje je pokazalo da zamjenom postojećeg nasumičnog pakiranja našim SuperBlend 2-PAC, efikasnost tornja može biti povećana za 20% ili kapacitet za 15%,” kaže Moize Turkey, menadžer za inženjering aplikacija, s AMACS.SuperBlend 2-PAC tehnologija je mješavina pakovanja visokih performansi smještenih u krevetu za jednu osobu.“Mi miješamo dvije veličine najbolje metalne nasumične geometrije i, kada se kombinuje, patentirana mješavina postiže prednosti efikasnosti manje veličine pakovanja, zadržavajući kapacitet i pad pritiska veće veličine pakovanja,” kaže on.Mešani sloj se preporučuje za apsorpciju i odstranjivanje, finu hemijsku destilaciju, rafinerijske frakcionatore i mogućnosti naknadnog ugradnje u bilo koji toranj za prenos mase ili toplote ograničen konvencionalnim ili nasumičnim pakovanjem treće generacije.

Također se razvijaju poboljšanja u unutrašnjosti kako bi se pomoglo u rješavanju problema kao što su onečišćenje i teški uslovi.

“Pouzdanost je izuzetno važna za svakodnevna razmatranja.Bez obzira na to koliko dobro uređaj radi, ako ne može da izdrži uslove zagađivanja u procesu, neće biti uspješan,” kaže Mark Pilling, menadžer tehnologije u SAD-u u Sulzeru (Winterthur, Švicarska; www.sulzer. com).“Sulzer je potrošio ogromnu količinu vremena u posljednjih pet godina razvijajući kompletnu liniju opreme otporne na obraštanje.”U ladicama, kompanija nudi VG AF i posude protiv obraštanja, a nedavno lansirane i UFM AF ventile, koji su istovremeno visokih performansi u pogledu kapaciteta i efikasnosti, kao i izuzetno otporni na obraštanje.U pakovanjima, kompanija je lansirala Mellagrid AF rešetkasta pakovanja protiv obrastanja, koja su pogodna za aplikacije pakovanja sa visokim stepenom obrastanja, kao što su sekcije za pranje u vakuumu.

Pilling dodaje da Sulzer radi na dvosmjernom pristupu za probleme stvaranja pjene.„Dok razvijamo opremu i dizajn za rukovanje aplikacijama za pjenjenje, također radimo s našim klijentima kako bismo odredili potencijalne primjene pjene,“ kaže on.“Kada znate da pjena postoji, možete dizajnirati za to.Problemi stvaraju slučajevi u kojima će kupac imati stanje pjene i ne zna za to.Vidimo sve vrste pjene, kao što su Marangoni, Ross pjene i pjene u obliku čestica i radimo s kupcima kako bismo identificirali takve situacije.”

A, za aplikacije u kojima obraštanje i koksovanje mogu biti veoma ozbiljni, Koch-Glitsch je razvio Proflux rese-service mrežno pakovanje, kaže Nieuwoudt (Slika 1).Novo rešetkasto pakovanje visokih performansi kombinuje efikasnost strukturiranog pakovanja sa robusnošću i otpornošću na zagađivanje rešetkastog pakovanja.To je sklop čvrstih valovitih limova zavarenih na šipke velikog promjera.Kombinacija zavarenog sklopa šipke i valovitih limova povećane debljine materijala pruža robustan dizajn koji je otporan na oštećenja uslijed poremećaja tornja ili erozije.Zazori između listova obezbeđuju poboljšanu otpornost na zarastanje.„Pakovanje je instalirano skoro 100 puta u servisima sa veoma teškim zagađivanjem i zaista radi dobro u poređenju sa proizvodima koje zamenjuje.Duži radni vek i manji pad pritiska rezultiraju nižim operativnim troškovima za kupca“, kaže Nieuwoudt.

Slika 1. Proflux rese-service mrežasto pakovanje je mrežasto pakovanje visokih performansi koje kombinuje efikasnost strukturiranog pakovanja sa robusnošću i otpornošću na zagađivanje rešetkastog pakovanja Koch-Glitsch

Kada je u pitanju destilacija, često postoje i izazovi specifični za proces koji se moraju riješiti posebnim mjerama.

„Postoji tržište za rješenja po mjeri koja su prilagođena specifičnim procesima i potrebama kupaca“, kaže Christian Geipel, generalni direktor, u RVT Process Equipment (Steinwiesen, Njemačka; www.rvtpe.com).“Ovo se posebno odnosi na rekonstrukcije postojećih postrojenja koja su modificirana da zadovolje nove zahtjeve.Izazovi su različiti i uključuju ciljeve kao što su duže i predvidljivije dužine rada za primjene zaprljanja, veći kapacitet i manji pad tlaka ili širi radni raspon za veću fleksibilnost.”

Kako bi zadovoljio specifične potrebe, RVT je razvio strukturirano pakovanje visokog kapaciteta, SP-Line (Slika 2).“Zbog modificirane geometrije kanala, postiže se manji pad tlaka i veći kapacitet.”Nadalje, za vrlo mala opterećenja tekućinom, još jedan izazov specifičan za primjenu, ova pakiranja se mogu kombinirati s novim tipovima razdjelnika tekućine.„Razvijen je poboljšani distributer mlaznica za raspršivanje koji kombinuje mlaznice za prskanje sa pločama za prskanje i uspešno se koristi u aplikacijama kao što su rafinerijske vakuumske kolone“, kaže Geipel.„Smanjuje uvlačenje, a samim tim i onečišćenje u dijelovima pakiranja iznad distributera bez žrtvovanja kvalitete distribucije tekućine u dijelu pakiranja ispod.”

Slika 2. Novo strukturirano pakovanje visokog kapaciteta, SP-Line iz RVT-a, nudi modificiranu geometriju kanala, manji pad tlaka i RVT procesnu opremu većeg kapaciteta

Još jedan novi distributer tekućine iz RVT-a (slika 3) je razdjelnik u obliku korita s pločama za prskanje koji kombinira niske količine tekućine s većim radnim rasponom i robusnim dizajnom otpornim na zaprljavanje.

Slika 3. Za vrlo mala opterećenja tekućinom, još jedan izazov specifičan za primjenu, pakiranja se mogu kombinirati s novim tipovima distributera tekućine RVT Process Equipment

Slično, GTC Technology US, LLC (Hjuston; www.gtctech.com) razvija nove proizvode kako bi pomogao procesorima da poboljšaju performanse kolona za destilaciju na osnovu njihovih specifičnih potreba.Jedan od najnovijih razvoja uključuje GT-OPTIM nosače visokih performansi, kaže Brad Fleming, generalni menadžer GTC-ovog odjeljenja za tehnologiju procesne opreme.Stotine industrijskih instalacija plus testiranje u Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) pokazalo je da ladica visokih performansi postiže značajnu efikasnost i poboljšanje kapaciteta u odnosu na konvencionalne posude.Posude sa poprečnim protokom prilagođene su potrebama krajnjeg korisnika kako bi se postigla visoka efikasnost kombinacijom patentiranih i zaštićenih uređaja koji čine dizajn svake posude.„Možemo da obezbedimo kolekciju tehnologija i karakteristika koje se mogu koristiti za postizanje specifičnih ciljeva“, primećuje Fleming.„Cilj jednog procesora može biti povećanje efikasnosti, dok drugi želi povećati kapacitet, a treći želi da minimizira pad pritiska, ublaži zaprljanje ili produži vrijeme rada.Imamo mnogo različitih oružja u našem arsenalu dizajna opreme, tako da smo u mogućnosti da se fokusiramo na ciljani cilj kupca za poboljšanje njihovog specifičnog procesa.”

U međuvremenu, AMACS se pozabavio još jednim uobičajenim izazovom destilacije sa kojim se suočavaju rafinerije nafte, petrohemijska postrojenja, gasna postrojenja i slični objekti.Često, vertikalni bubanj ili separator sa instaliranom opremom za uklanjanje magle ne uspeva da ukloni slobodnu tečnost iz struje procesnog gasa.“Umjesto da pokušavamo riješiti ili popraviti simptome, tražimo osnovni uzrok, koji obično uključuje opremu za eliminaciju magle u bubnju za izbacivanje,” kaže Garcia iz AMACS-a.Kako bi riješila problem, kompanija je razvila Maxswirl Cyclone, uređaj za eliminaciju magle velikog kapaciteta i visoke efikasnosti koji koristi centrifugalne sile kako bi pružio vrhunske performanse odvajanja.

Maxswirl Cyclone cijevi se sastoje od fiksnog vrtložnog elementa, koji primjenjuje centrifugalnu silu na paru napunjenu maglom da odvoji uvučenu tekućinu od protoka plina.U ovom ciklonu aksijalnog toka, rezultirajuća centrifugalna sila gura kapljice tekućine prema van, gdje one stvaraju tekući film na unutrašnjem zidu ciklona.Tečnost prolazi kroz proreze na zidu cevi i sakuplja se na dnu ciklonske kutije i gravitacijom se odvodi.Suvi gas se koncentriše u centru ciklonske cijevi i izlazi kroz ciklon.

U međuvremenu, DeDietrich (Mainz, Njemačka; www.dedietrich.com) fokusira napore na obezbjeđivanje stubova i unutrašnjih delova za visoko korozivne procese na temperaturama do 390°F, kaže Edgar Steffin, šef marketinga u DeDietrich-u.„Kolone do DN1000 su izrađene od QVF borosilikatnog stakla 3.3 ili DeDietrich čelika obloženog staklom.Veći stubovi do DN2400 izrađeni su samo od čelika obloženog staklom DeDietrich.Materijali otporni na koroziju izrađeni su od borosilikatnog stakla 3.3, SiC, PTFE ili tantala” (Slika 4).

Slika 4. DeDietrich se fokusira na stubove i unutrašnje dijelove za visoko korozivne procese na temperaturama do 390°F.Stubovi do DN1000 su izrađeni od QVF borosilikatnog stakla 3.3 ili DeDietrich čelika obloženog staklom.Veći stubovi do DN2400 izrađeni su samo od čelika obloženog staklom DeDietrich.Materijali otporni na koroziju izrađeni su od borosilikatnog stakla 3.3, SiC, PTFE ili tantala DeDietrich

On dodaje da većina procesa na povišenim temperaturama iznad 300°F zahtijeva izbjegavanje PTFE.SiC ima veću temperaturnu otpornost i dozvoljava dizajniranje većih razdjelnika i kolektora koji su manje osjetljivi na izvore koji sadrže čvrste tvari ili one koji imaju tendenciju pjene, otplinjavanja ili bljeskanja.

Kompanije Durapack strukturirano pakovanje od borosilikatnog stakla 3.3 je pogodno za staklo otporno na koroziju 3.3 ili čelične stubove obložene staklom, jer ima istu otpornost na koroziju kao stakleni stub i zadržava svoju termičku stabilnost na višim temperaturama u poređenju sa polimerima.Borosilikatno staklo 3.3 nije porozno, što značajno smanjuje eroziju i koroziju u poređenju sa ekvivalentnim keramičkim pakovanjem.

A, stubovi koji imaju bočni rez, ali su termički neefikasni, kaže Fleming iz GTC-a, mogu biti dobri kandidati za tehnologiju stubova pregradnih zidova.„Mnoge kolone za destilaciju imaju gornji i donji proizvod, kao i proizvod sa bočnim izvlačenjem, ali uz to dolazi i velika termička neefikasnost.Tehnologija stubova s ​​pregradnim zidom – gdje obnavljate tradicionalnu kolonu – jedan je od načina da se poveća kapacitet uz istovremeno smanjenje potrošnje energije ili smanjenje nečistoće prinosa proizvoda,” kaže on (Slika 5).

Slika 5. Tornjevi koji imaju bočni rez, ali su termički neefikasni, mogu biti dobri kandidati za tehnologiju stubova pregradnih zidova GTC Technologies

Stub s pregradnim zidom odvaja višekomponentni dovod u tri ili više pročišćenih tokova unutar jednog tornja, eliminirajući potrebu za drugom kolonom.Dizajn koristi vertikalni zid za podjelu sredine stupa na dva dijela.Hrana se šalje na jednu stranu kolone, koja se zove predfrakciona sekcija.Tamo lake komponente putuju uz kolonu, gdje se pročišćavaju, dok teške komponente putuju niz kolonu.Protok tečnosti sa vrha stuba i tok pare odozdo se usmerava na svoje strane pregradnog zida.

Sa suprotne strane zida, nusprodukt se uklanja iz područja gdje su komponente srednjeg ključanja najviše koncentrisane.Ovakav raspored je sposoban da proizvede mnogo čistiji srednji proizvod od konvencionalne kolone sa bočnim izvlačenjem istog opterećenja i sa većim protokom.

„Pretvorba u stub sa pregradnim zidovima se istražuje kada gledate da napravite značajna poboljšanja koja inače ne biste mogli da uradite u okviru ograničenja tradicionalnog tornja, ali ako možete da pređete na tehnologiju pregradnih zidova, videćete značajno smanjenje u potrošnji energije“, kaže on.“Generalno, postoji smanjenje ukupne potrošnje energije za datu propusnost za 25 do 30%, dramatično poboljšan prinos i čistoća proizvoda, a često i povećanje propusnosti.”

On dodaje da postoji i mogućnost da se koristi stub pregradnog zida za zamjenu tradicionalnog niza s dvije kule.“Možete koristiti stupove s pregradnim zidovima za obavljanje iste operacije i proizvodnju istih proizvoda, ali to radite u jednom fizičkom tornju u poređenju sa shemom s dvije tornje.U osnovnoj sferi, značajno smanjenje kapitalnih izdataka može se postići tehnologijom stubova s ​​pregradnim zidovima.”

Ova publikacija sadrži tekst, grafiku, slike i drugi sadržaj (zajednički "Sadržaj"), koji su samo u informativne svrhe.Određeni članci sadrže samo lične preporuke autora.OSLONAVANJE NA BILO KAKVE INFORMACIJE DANE U OVOJ PUBLIKACIJI JE ISKLJUČIVO NA VLASTITU RIZIK.© 2019 Access Intelligence, LLC – Sva prava zadržana.