در صنایع فرآیند شیمیایی (CPI)، اکثر جداسازی ها از طریق ستون های تقطیر انجام می شود.و هنگامی که بقیه فرآیند بر آن ستون ها تکیه می کند، ناکارآمدی ها، تنگناها و خاموش شدن ها مشکل ساز هستند.در تلاش برای حفظ فرآیندهای تقطیر - و بقیه کارخانه - در کنار هم قرار دارند، اجزای داخلی ستون‌ها برای کمک به بهینه‌سازی راندمان و قابلیت اطمینان ستون‌ها بهینه‌سازی و دوباره کار می‌شوند.

خواه در پالایش، فرآوری شیمیایی یا تولید پلاستیک باشد، بیشتر جداسازی بین مواد شیمیایی آلی با تقطیر انجام می شود.در عین حال، فشار دائمی برای پردازشگرهای شیمیایی وجود دارد تا فرآیندهای خود را مقرون به صرفه تر کنند.از آنجایی که ستون‌های تقطیر مصرف‌کننده بزرگ انرژی هستند و از آنجایی که مردم نمی‌خواهند زمان زیادی را صرف تعمیر تجهیزات کنند، افزایش کارایی و قابلیت اطمینان ستون‌ها در حال حاضر در خط مقدم است.

آنتونیو گارسیا، مدیر توسعه تجارت انتقال انبوه با AMACS Process Tower Internals (آرلینگتون، تگزاس؛ www.amacs.com) می‌گوید: اغلب پس از راه‌اندازی یک فرآیند، پردازنده‌ها متوجه می‌شوند که مصرف انرژی بسیار بالاتر از آنچه انتظار داشتند است.او می گوید: «برای به دست آوردن بهره وری انرژی بهتر، آنها باید گزینه های خود را برای بهبود عملکرد انتقال انبوه بررسی کنند.علاوه بر این، پردازنده‌ها اغلب به دنبال راه‌هایی برای رفع گلوگاه فرآیند هستند تا جداسازی و ظرفیت مورد نیاز بهتر را به دست آورند و رسوب یکی از دلایل رایج گلوگاه‌ها است، بنابراین یافتن فناوری‌هایی که به این مسائل کمک می‌کنند نیز مهم است.

تنگناها و خرابی‌های ناشی از رسوب یا مشکلات مکانیکی، مانند لرزش یا مکانیسم‌های درون ستون‌ها که از هم جدا می‌شوند، می‌توانند بسیار پرهزینه باشند.Nieuwoudt می‌گوید: «هر بار که مجبور می‌شوید یک ستون تقطیر را تعطیل کنید بسیار گران است، زیرا اغلب منجر به خاموش شدن واحدهای بالادستی و پایین‌دستی نیز می‌شود.و این تعطیلی های برنامه ریزی نشده منجر به خسارات زیادی در روز می شود.

به همین دلیل، تولید کنندگان قطعات داخلی ستون در حال توسعه محصولاتی هستند که برای کمک به پردازنده ها در افزایش بهره وری انرژی و قابلیت اطمینان طراحی شده اند.

جایگزینی سینی‌ها و بسته‌بندی‌های معمولی با راه‌حل‌های جدیدتر و پیشرفته‌تر اغلب برای پردازنده‌هایی که به دنبال کارایی، ظرفیت و قابلیت اطمینان بالاتر هستند، ضروری است، بنابراین تولیدکنندگان دائماً به دنبال بهبود محصولات خود هستند.

به عنوان مثال، Raschig GmbH (Ludwigshafen، آلمان؛ www.raschig.com) اخیرا Raschig Super-Ring Plus را منتشر کرده است، یک بسته بندی تصادفی جدید و با کارایی بالا که از عملکرد حلقه قبلی Raschig فراتر می رود.Micheal Schultes، مدیر فنی Raschig می‌گوید: «ساختار بهینه Raschig Super-Ring Plus باعث افزایش ظرفیت بیشتر در بازده ثابت می‌شود."محصول نتیجه توسعه طراحی بر اساس سالها تحقیق است.هدف این بود که با تمام مزایای Super-Ring باقی بمانیم، اما ظرفیت را بهبود بخشیم و افت فشار را کاهش دهیم.

محصول به دست آمده افت فشار را با چیدمان نوارهای سینوسی مسطح در یک ساختار باز شدید به حداقل می رساند، ظرفیت را با ترجیح جریان فیلم در ترتیبات نوار سینوسی پیوسته به حداکثر می رساند، با به حداقل رساندن تشکیل قطرات در داخل بسته بندی راندمان را افزایش می دهد و با کاهش توسعه قطرات و ارائه کم، تمایل به رسوب را کاهش می دهد. افت فشار.حساسیت رسوب‌گیری نیز با تولید لایه‌های مایع پیوسته کاهش می‌یابد و کل عنصر بسته‌بندی را خیس می‌کند.

به همین ترتیب، AMACS تحقیقاتی را برای بهبود محصول SuperBlend خود انجام داده است.Moize Turkey، مدیر مهندسی برنامه های کاربردی AMACS می گوید: «تحقیقات نشان داده است که با جایگزینی بسته بندی تصادفی موجود با SuperBlend 2-PAC ما، راندمان برج را می توان 20 درصد یا ظرفیت آن را 15 درصد افزایش داد.فناوری SuperBlend 2-PAC ترکیبی از بسته بندی های با کارایی بالا است که در یک تخت یک نفره قرار می گیرند.او می‌گوید: «ما دو اندازه از بهترین هندسه تصادفی فلزی را با هم ترکیب می‌کنیم و در صورت ترکیب، ترکیب ثبت اختراع به مزایای کارایی اندازه بسته‌بندی کوچک‌تر دست می‌یابد، در حالی که ظرفیت و افت فشار اندازه بسته‌بندی بزرگ‌تر را حفظ می‌کند.بستر مخلوط برای جذب و جداسازی، تقطیر شیمیایی خوب، تفکیک‌کننده‌های پالایشگاهی و فرصت‌های مقاوم‌سازی در هر برج انتقال جرم یا حرارت محدود شده توسط بسته‌بندی تصادفی معمولی یا نسل سوم توصیه می‌شود.

همچنین برای کمک به مسائلی مانند آلودگی و شرایط دشوار، بهبودهایی در بخش داخلی ایجاد شده است.

«قابلیت اطمینان برای ملاحظات روزمره بسیار مهم است.مهم نیست که یک دستگاه چقدر خوب عمل کند، اگر نتواند در یک فرآیند در برابر شرایط رسوب مقاومت کند، موفق نخواهد بود. com).سولزر در طول پنج سال گذشته زمان زیادی را صرف توسعه یک خط کامل از تجهیزات مقاوم در برابر رسوب کرده است.در سینی‌ها، این شرکت سینی‌های VG AF و ضد رسوب را ارائه می‌کند و اخیراً شیرهای UFM AF را راه‌اندازی کرده است که هم از نظر ظرفیت و کارایی عملکرد بالایی دارند و هم در برابر رسوب‌گیری بسیار مقاوم هستند.در بسته‌بندی، این شرکت پکینگ‌های شبکه ضد رسوب Mellagrid AF را راه‌اندازی کرد که برای کاربردهای بسته‌بندی با رسوب بالا، مانند بخش‌های شستشوی برج خلاء مناسب هستند.

پیلینگ می افزاید که برای مسائل فوم، سولزر روی یک رویکرد دو طرفه کار کرده است.او می‌گوید: «در حالی که ما تجهیزات و طرح‌هایی را برای رسیدگی به برنامه‌های فوم‌سازی توسعه می‌دهیم، همچنین با مشتریان خود برای تعیین کاربردهای بالقوه کف‌کننده کار می‌کنیم.وقتی فهمیدید فوم وجود دارد، می توانید برای آن طراحی کنید.این مواردی است که مشتری دچار حالت کف می شود و از آن اطلاعی ندارد که باعث ایجاد مشکل می شود.ما انواع کف‌سازی‌ها مانند مارانگونی، فوم‌های راس و فوم‌های ذرات معلق را می‌بینیم و برای شناسایی چنین شرایطی با مشتریان همکاری می‌کنیم.»

Nieuwoudt می‌گوید، و برای کاربردهایی که رسوب و کک‌سازی می‌تواند بسیار شدید باشد، Koch-Glitsch بسته‌بندی شبکه‌ای با سرویس شدید Proflux را توسعه داد (شکل 1).بسته‌بندی شبکه‌ای با کارایی بالا و خدمات شدید، کارایی بسته‌بندی ساختاریافته را با استحکام و مقاومت در برابر رسوب بسته‌بندی شبکه‌ای ترکیب می‌کند.این مجموعه ای از ورق های موجدار محکم است که به میله های گیج سنگین جوش داده شده است.ترکیبی از مجموعه میله های جوش داده شده و ورق های راه راه با ضخامت مواد افزایش یافته، طراحی محکمی را ارائه می دهد که در برابر آسیب های ناشی از خرابی برج یا فرسایش مقاومت می کند.شکاف های بین ورق ها مقاومت در برابر رسوب را بهبود می بخشد.این بسته بندی در حال حاضر تقریباً 100 بار در خدمات رسوب بسیار شدید نصب شده است و در مقایسه با محصولاتی که جایگزین می شود واقعاً خوب عمل می کند.Nieuwoudt می گوید: هر چه عمر طولانی تر و افت فشار کمتری داشته باشد، هزینه های عملیاتی کمتری را برای مشتری به همراه دارد.

شکل 1. بسته‌بندی شبکه‌ای با سرویس شدید Proflux یک بسته‌بندی شبکه‌ای با کارایی بالا است که کارایی بسته‌بندی ساختاریافته را با استحکام و مقاومت در برابر رسوب بسته‌بندی شبکه‌ای Koch-Glitsch ترکیب می‌کند.

هنگامی که صحبت از تقطیر به میان می آید، اغلب چالش هایی نیز برای یک فرآیند وجود دارد که باید از طریق اقدامات ویژه مورد توجه قرار گیرد.

کریستین گایپل، مدیر عامل، با تجهیزات فرآیند RVT (Steinwiesen، آلمان؛ www.rvtpe.com) می‌گوید: «بازاری برای راه‌حل‌های سفارشی وجود دارد که با فرآیند خاص و نیازهای مشتری تنظیم می‌شوند».این امر به ویژه برای بازسازی کارخانه‌های موجود که برای برآورده کردن نیازهای جدید اصلاح شده‌اند، معتبر است.چالش‌ها متنوع هستند و شامل اهدافی مانند طول اجرا طولانی‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر برای کاربردهای رسوب‌گیری، ظرفیت بالاتر و افت فشار کمتر یا محدوده عملیاتی وسیع‌تر برای انعطاف‌پذیری بیشتر هستند.

برای رفع نیازهای خاص، RVT یک بسته بندی ساختاری با ظرفیت بالا، SP-Line (شکل 2) توسعه داده است."با توجه به هندسه کانال اصلاح شده، افت فشار کمتر و ظرفیت بالاتر حاصل می شود."علاوه بر این، برای بارهای مایع بسیار کم، یکی دیگر از چالش های کاربردی خاص، این بسته بندی ها را می توان با انواع جدیدی از توزیع کننده های مایع ترکیب کرد.Geipel می‌گوید: «یک توزیع‌کننده نازل اسپری بهبودیافته که نازل‌های اسپری را با صفحات اسپلش ترکیب می‌کند، ساخته شد و با موفقیت در کاربردهایی مانند ستون‌های خلاء پالایشگاهی استفاده می‌شود."این امر باعث کاهش حباب و در نتیجه رسوب در بخش های بسته بندی بالای توزیع کننده می شود بدون اینکه کیفیت توزیع مایع را به بخش بسته بندی زیر کاهش دهد."

شکل 2. یک بسته بندی ساختاری جدید و با ظرفیت بالا، SP-Line از RVT، هندسه کانال اصلاح شده، افت فشار کمتر و تجهیزات فرآیند RVT با ظرفیت بالاتر را ارائه می دهد.

یکی دیگر از توزیع‌کننده‌های مایع جدید از RVT (شکل 3) یک توزیع‌کننده از نوع فرورفتگی با صفحات پاشش است که نرخ مایعات کم را با محدوده عملیاتی بالاتر و طراحی مقاوم و مقاوم در برابر رسوب ترکیب می‌کند.

شکل 3. برای بارهای مایع بسیار کم، یکی دیگر از چالش های کاربردی خاص، بسته بندی ها را می توان با انواع جدیدی از توزیع کنندگان مایعات RVT Process Equipment ترکیب کرد.

به طور مشابه، GTC Technology US, LLC (هوستون؛ www.gtctech.com) محصولات جدیدی را برای کمک به پردازنده ها در بهبود عملکرد ستون های تقطیر بر اساس نیازهای خاص خود توسعه می دهد.براد فلمینگ، مدیر کل بخش فناوری تجهیزات فرآیند GTC، می‌گوید یکی از آخرین پیشرفت‌ها شامل سینی‌های با کارایی بالا GT-OPTIM است.صدها تاسیسات صنعتی به همراه آزمایش در شرکت تحقیقاتی Fractionation (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) نشان داده اند که سینی با کارایی بالا نسبت به سینی های معمولی کارایی و ظرفیت قابل توجهی را بهبود می بخشد.سینی های جریان متقاطع بر اساس نیازهای کاربر نهایی برای دستیابی به راندمان بالا از طریق ترکیبی از دستگاه های ثبت شده و اختصاصی که هر طرح سینی را تشکیل می دهند، سفارشی می شوند.فلمینگ خاطرنشان می‌کند: «ما می‌توانیم مجموعه‌ای از فناوری‌ها و ویژگی‌هایی را ارائه کنیم که می‌توان از آنها برای پرداختن به اهداف خاص استفاده کرد.هدف یک پردازنده ممکن است افزایش کارایی باشد، در حالی که دیگری می خواهد ظرفیت را افزایش دهد و دیگری می خواهد افت فشار را به حداقل برساند، رسوب را کاهش دهد یا زمان اجرا را افزایش دهد.ما سلاح‌های مختلفی در زرادخانه طراحی تجهیزات خود داریم، بنابراین می‌توانیم روی هدف مشتری برای بهبود فرآیند خاص تمرکز کنیم.»

در همین حال، AMACS یکی دیگر از چالش‌های رایج تقطیر را که پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های پتروشیمی، کارخانه‌های گاز و تأسیسات مشابه با آن مواجه هستند، حل کرده است.اغلب، یک درام ضربه‌ای عمودی یا جداکننده با تجهیزات حذف غبار نصب شده، نمی‌تواند مایع آزاد را از جریان گاز فرآیند حذف کند.گارسیا از AMACS می‌گوید: «به‌جای تلاش برای رفع یا ترمیم علائم، ما به دنبال علت اصلی می‌گردیم، که معمولاً شامل تجهیزات حذف مه در درام حذفی است.برای رفع این مشکل، این شرکت Maxswirl Cyclone را توسعه داد، دستگاهی با ظرفیت بالا و کارایی بالا برای از بین بردن غبار که از نیروهای گریز از مرکز برای ارائه عملکرد جداسازی پیشرفته استفاده می کند.

لوله‌های Maxswirl Cyclone از یک عنصر چرخشی ثابت تشکیل شده‌اند که نیروی گریز از مرکز را بر روی بخار مملو از مه اعمال می‌کند تا مایع حباب شده را از جریان گاز جدا کند.در این سیکلون جریان محوری، نیروی گریز از مرکز حاصل، قطرات مایع را به سمت بیرون می راند، جایی که آنها یک لایه مایع روی دیواره داخلی سیکلون ایجاد می کنند.مایع از شکاف‌های دیواره لوله عبور می‌کند و در پایین جعبه سیکلون جمع‌آوری می‌شود و توسط گرانش تخلیه می‌شود.گاز خشک در مرکز لوله سیکلون متمرکز شده و از سیکلون خارج می شود.

در همین حال، DeDietrich (Mainz، آلمان؛ www.dedietrich.com) تلاش خود را بر روی ارائه ستون ها و قطعات داخلی برای فرآیندهای بسیار خورنده در دمای تا 390 درجه فارنهایت، می گوید، Edgar Steffin، رئیس بازاریابی DeDietrich می گوید.ستون‌های تا DN1000 از شیشه بوروسیلیکات QVF 3.3 یا فولاد با روکش شیشه DeDietrich ساخته شده‌اند.ستون های بزرگتر تا DN2400 فقط از فولاد با روکش شیشه ای DeDietrich ساخته شده اند.مواد مقاوم در برابر خوردگی از شیشه بوروسیلیکات 3.3، SiC، PTFE یا تانتالوم ساخته شده اند.» (شکل 4).

شکل 4. DeDietrich بر روی ستون ها و قطعات داخلی برای فرآیندهای بسیار خورنده در دماهای تا 390 درجه فارنهایت تمرکز می کند.ستون‌های تا DN1000 از شیشه بوروسیلیکات QVF 3.3 یا فولاد با روکش شیشه DeDietrich ساخته شده‌اند.ستون های بزرگتر تا DN2400 فقط از فولاد با روکش شیشه ای DeDietrich ساخته شده اند.مواد مقاوم در برابر خوردگی از شیشه بوروسیلیکات 3.3، SiC، PTFE یا تانتالیوم DeDietrich ساخته شده اند.

او می افزاید که اکثر فرآیندها در دماهای بالاتر از 300 درجه فارنهایت نیاز به اجتناب از PTFE دارند.SiC مقاومت دمایی بالاتری دارد و اجازه طراحی توزیع‌کننده‌ها و کلکتورهای بزرگ‌تری را می‌دهد که حساسیت کمتری نسبت به خوراک‌های حاوی مواد جامد یا آن‌هایی که تمایل به کف کردن، گاززدایی یا فلاش دارند، دارند.

بسته بندی ساختاری Durapack این شرکت در شیشه بوروسیلیکات 3.3 برای شیشه های مقاوم در برابر خوردگی 3.3 یا ستون های فولادی با اندود شیشه ای مناسب است، زیرا مقاومت در برابر خوردگی مشابه ستون شیشه ای دارد و پایداری حرارتی خود را در دماهای بالاتر نسبت به پلیمرها حفظ می کند.شیشه بوروسیلیکات 3.3 غیر متخلخل است که به طور قابل توجهی فرسایش و خوردگی را در مقایسه با بسته بندی سرامیکی معادل کاهش می دهد.

فلمینگ از GTC می گوید، برج هایی که دارای یک برش جانبی هستند، اما از نظر حرارتی ناکارآمد هستند، ممکن است نامزدهای خوبی برای فناوری ستون های جداکننده باشند.«بسیاری از ستون‌های تقطیر دارای محصول بالا و پایین و همچنین محصول جانبی هستند، اما با این امر ناکارآمدی حرارتی زیادی به همراه دارد.او می‌گوید: فناوری ستون‌های جداکننده - جایی که ستون سنتی را اصلاح می‌کنید - یکی از راه‌های افزایش ظرفیت و در عین حال کاهش مصرف انرژی یا کاهش ناخالصی عملکرد محصولات است (شکل 5).

شکل 5. برج هایی که دارای یک برش جانبی هستند، اما از نظر حرارتی ناکارآمد هستند، ممکن است نامزدهای خوبی برای فناوری ستون جداکننده دیوار GTC Technologies باشند.

ستون جداکننده یک خوراک چند جزئی را به سه یا چند جریان خالص در یک برج جدا می‌کند و نیاز به ستون دوم را از بین می‌برد.در این طرح از یک دیوار عمودی برای تقسیم وسط ستون به دو بخش استفاده شده است.خوراک به یک طرف ستون فرستاده می شود که به آن قسمت pre-fractionation گفته می شود.در آنجا، اجزای سبک از ستون به سمت بالا حرکت می کنند، جایی که آنها خالص می شوند، در حالی که اجزای سنگین به سمت پایین ستون حرکت می کنند.جریان مایع از بالای ستون و جریان بخار از پایین به طرف‌های مربوطه خود در دیواره تقسیم می‌شوند.

از طرف مقابل دیوار، محصول جانبی از ناحیه ای که اجزای جوش میانی بیشترین تمرکز را دارند حذف می شود.این چیدمان می‌تواند محصول میانی بسیار خالص‌تری نسبت به ستون‌های معمولی کشش جانبی با همان وظیفه و با دبی بالاتر تولید کند.

«تبدیل به ستون دیوار جداکننده زمانی بررسی می‌شود که به دنبال ایجاد پیشرفت‌های قابل توجهی باشید که نمی‌توانستید در چارچوب محدودیت‌های یک برج سنتی انجام دهید، اما اگر بتوانید به فناوری دیوار جداکننده تبدیل کنید، کاهش قابل توجهی خواهید دید. در مصرف انرژی.»"به طور کلی، 25 تا 30 درصد کاهش در مصرف کلی انرژی برای یک توان عملیاتی معین، بهبود چشمگیر بازده و خلوص محصولات و اغلب افزایش در توان وجود دارد."

او می افزاید که فرصتی برای استفاده از ستون جداکننده برای جایگزینی توالی دو برج سنتی وجود دارد.می‌توانید از ستون‌های جداکننده دیوار برای انجام عملیات مشابه و تولید محصولات مشابه استفاده کنید، اما در مقایسه با طرح دو برج، این کار را در یک برج فیزیکی انجام می‌دهید.در قلمرو مردمی، کاهش قابل توجهی در مخارج سرمایه ای را می توان با فناوری ستون دیوارهای تقسیم کننده به دست آورد.

این نشریه حاوی متن، گرافیک، تصاویر و سایر محتواها (مجموعاً "محتوا") است که فقط برای اهداف اطلاعاتی هستند.برخی از مقالات فقط حاوی توصیه های شخصی نویسنده هستند.تکیه بر هر گونه اطلاعات ارائه شده در این نشریه صرفاً به عهده خودتان است.© 2019 Access Intelligence, LLC – کلیه حقوق محفوظ است.