Kemian prosessiteollisuudessa (CPI) suurin osa erotuksista tehdään tislauskolonneilla.Ja kun muu prosessi perustuu näihin sarakkeisiin, tehottomuudet, pullonkaulat ja seisokit ovat ongelmallisia.Tislausprosessien – ja muun laitoksen – jatkamiseksi, kolonnin sisäosia muokataan ja työstetään uudelleen kolonnin tehokkuuden ja luotettavuuden optimoimiseksi.

”Olipa kyse sitten jalostamisesta, kemiallisesta käsittelystä tai muovien tuotannosta, suurin osa orgaanisten kemikaalien erottelusta tehdään tislaamalla.Samaan aikaan kemiallisille prosessoreille on jatkuva paine tehdä prosesseistaan ​​kustannustehokkaampia", sanoo Izak Nieuwoudt, Koch-Glitschin (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com) tekninen johtaja."Koska tislauskolonnit kuluttavat valtavasti energiaa ja koska ihmiset eivät halua käyttää paljon aikaa laitteiden kiinnittämiseen, kolonnien tehokkuuden ja luotettavuuden lisääminen on tällä hetkellä eturintamassa."

Usein prosessin valmistuttua prosessorit huomaavat, että energiankulutus on paljon suurempi kuin he odottivat, sanoo Antonio Garcia, AMACS Process Tower Internalsin (Arlington, Tex; www.amacs.com) massasiirtoliiketoiminnan kehityspäällikkö."Paremman energiatehokkuuden saavuttamiseksi heidän on tutkittava vaihtoehtojaan parantaa massasiirron suorituskykyä", hän sanoo."Lisäksi prosessorit etsivät usein tapoja purkaa prosessin pullonkauloja saavuttaakseen paremmat erottelu- ja kapasiteettivaatimukset, ja likaantuminen on yleinen pullonkaulojen syy, joten näihin ongelmiin auttavien teknologioiden löytäminen on myös tärkeää."

Likaantumisesta tai mekaanisista ongelmista, kuten tärinästä tai pylväissä olevien mekanismien hajoamisesta, aiheuttamat pullonkaulat ja seisokit voivat tulla erittäin kalliiksi."Se on erittäin kallista joka kerta, kun joudut sulkemaan tislauskolonnin, koska se johtaa usein myös ylä- ja loppupään yksiköiden sulkemiseen", Nieuwoudt sanoo."Ja nämä suunnittelemattomat seisokit aiheuttavat suuria tappioita päivässä."

Tästä syystä kolonnin sisäosien valmistajat kehittävät tuotteita, jotka on suunniteltu auttamaan prosessoreja lisäämään energiatehokkuutta ja luotettavuutta.

Perinteisten lokeroiden ja pakkausten korvaaminen uudemmilla, edistyneillä ratkaisuilla on usein välttämätöntä prosessorille, joka tavoittelee parempaa tehokkuutta, kapasiteettia ja luotettavuutta, joten valmistajat pyrkivät jatkuvasti parantamaan tarjontaansa.

Esimerkiksi Raschig GmbH (Ludwigshafen, Saksa; www.raschig.com) on äskettäin julkaissut Raschig Super-Ring Plusin, uuden, tehokkaan satunnaisen pakkauksen, joka ylittää edellisen Raschig Ringin suorituskyvyn."Raschig Super-Ring Plusin optimoitu rakenne mahdollistaa kapasiteetin lisäämisen entisestään jatkuvalla tehokkuudella", sanoo Micheal Schultes, Raschigin tekninen johtaja.”Tuote on tulos suunnittelukehityksestä, joka perustuu useiden vuosien tutkimukseen.Tavoitteena oli säilyttää kaikki Super-Ringin edut, mutta parantaa kapasiteettia ja vähentää painehäviötä.

Tuloksena oleva tuote minimoi painehäviön järjestämällä litteät sinimuotoiset nauhat äärimmäisen avoimeksi rakenteeksi, maksimoi kapasiteetin kalvon virtaussuosituksella jatkuvissa sinimuotoisissa nauhajärjestelyissä, lisää tehokkuutta minimoimalla pisaroiden muodostumista tiivisteen sisällä ja vähentää likaantumistaipumusta vähentämällä pisaroiden kehittymistä ja tarjoamalla alhaisen paineen lasku.Likaantumisherkkyyttä pienennetään myös luomalla jatkuvia nestekalvoja, jotka kostuttavat koko tiiviste-elementin.

Samoin AMACS on tehnyt tutkimusta SuperBlend-tuotteensa parantamiseksi."Tutkimukset ovat osoittaneet, että korvaamalla olemassa olevan satunnaisen pakkauksen SuperBlend 2-PAC:llamme tornin tehokkuutta voidaan lisätä 20 % tai kapasiteettia 15 %", sanoo Moize Turkey, AMACSin sovellussuunnittelusta vastaava johtaja.SuperBlend 2-PAC -tekniikka on sekoitus tehokkaita pakkauskokoja, jotka on sijoitettu yhdelle sänkyyn."Sekoitamme kahta parasta metallisen satunnaisen geometrian kokoa, ja yhdistettynä patentoidulla sekoituksella saavutetaan pienemmän pakkauskoon tehokkuusedut, mutta säilytetään suuremman pakkauskoon kapasiteetti ja painehäviö", hän sanoo.Sekoituskerrosta suositellaan absorptioon ja strippaukseen, hienokemialliseen tislaukseen, jalostuslaitosten fraktiointiin ja jälkiasennusmahdollisuuksiin kaikissa massa- tai lämmönsiirtotorneissa, joita rajoittaa tavanomainen tai kolmannen sukupolven satunnainen pakkaus.

Myös sisäosien parannuksia kehitetään auttamaan ongelmia, kuten likaantumista ja vaikeita olosuhteita.

”Luotettavuus on äärimmäisen tärkeää jokapäiväisissä asioissa.Huolimatta siitä, kuinka hyvin laite toimii, jos se ei kestä likaantumisolosuhteita prosessissa, se ei onnistu”, sanoo Mark Pilling, Sulzerin teknologiajohtaja USA:sta (Winterthur, Sveitsi; www.sulzer. fi)."Sulzer on käyttänyt valtavasti aikaa viimeisen viiden vuoden aikana täydellisen likaantumisenkestävän laitteiden valikoiman kehittämiseen."Tarjottimissa yritys tarjoaa VG AF- ja anti-fouling-alustat sekä äskettäin lanseeratut UFM AF -venttiilejä, jotka ovat sekä teholtaan että teholtaan tehokkaita ja erittäin likaantumisenkestäviä.Pakkauksissa yhtiö toi markkinoille Mellagrid AF anti-fouling -ristikkotiivisteet, jotka soveltuvat erittäin likaantuviin pakkaussovelluksiin, kuten tyhjiötornin pesuosille.

Pilling lisää, että vaahtoutumisongelmien osalta Sulzer on työskennellyt kaksitahoisen lähestymistavan parissa."Samalla kun kehitämme laitteita ja malleja vaahdotussovelluksia varten, teemme yhteistyötä asiakkaidemme kanssa myös mahdollisten vaahdotussovellusten määrittämiseksi", hän sanoo.”Kun tiedät, että vaahtoamista on olemassa, voit suunnitella sitä.Tapaukset, joissa asiakkaalla on vaahtoamistila, eikä hän tiedä siitä, aiheuttavat yleensä ongelmia.Näemme kaikenlaista vaahtoamista, kuten Marangoni-, Ross-vaahtoja ja hiukkasvaahtoja, ja teemme yhteistyötä asiakkaiden kanssa tällaisten tilanteiden tunnistamiseksi.

Ja sovelluksiin, joissa likaantuminen ja koksautuminen voivat olla erittäin vakavia, Koch-Glitsch kehitti Profluxin vakavan palvelun verkkotiivisteen, Nieuwoudt sanoo (kuva 1).Uudessa tehokkaassa vakavan palvelun ristikkotiivisteessä yhdistyvät strukturoidun tiivistyksen tehokkuus ristikkotiivisteen kestävyyteen ja likaantumisenkestävyyteen.Se on kokoonpano vahvoista aaltopahvilevyistä, jotka on hitsattu paksuihin tankoihin.Hitsatun tankokokoonpanon ja suuremman materiaalipaksuuden aallotetun levyn yhdistelmä tarjoaa vankan rakenteen, joka kestää tornin vaurioitumista tai eroosiota.Levyjen väliset raot parantavat likaantumiskestävyyttä.”Pakkaus on asennettu nyt lähes 100 kertaa erittäin vakavaan likaantumiseen liittyvissä palveluissa ja toimii todella hyvin verrattuna tuotteisiin, joita se korvaa.Sen tarjoama pidempi käyttöikä ja pienempi painehäviö johtavat alhaisempiin käyttökustannuksiin asiakkaalle”, Nieuwoudt sanoo.

Kuva 1. Proflux vakavan palvelun ristikkotiiviste on korkean suorituskyvyn vakavan palvelun ristikkotiiviste, jossa yhdistyvät strukturoidun tiivistyksen tehokkuus ristikkotiivisteen Koch-Glitsch kestävyyteen ja likaantumisenkestävyyteen

Tislaukseen liittyy usein myös prosessiin liittyviä haasteita, joihin on puututtava erityistoimenpitein.

"On markkinat räätälöidyille ratkaisuille, jotka on viritetty tiettyyn prosessiin ja asiakkaiden tarpeisiin", sanoo Christian Geipel, RVT Process Equipmentin (Steinwiesen, Saksa; www.rvtpe.com) toimitusjohtaja.”Tämä pätee erityisesti olemassa olevien laitosten uudistuksiin, joita muutetaan vastaamaan uusia vaatimuksia.Haasteet ovat erilaisia ​​ja sisältävät tavoitteita, kuten pidemmät ja ennakoitavammat ajopituudet likaantumissovelluksissa, suurempi kapasiteetti ja pienempi painehäviö tai laajemmat toiminta-alueet lisää joustavuutta."

Erityistarpeita varten RVT on kehittänyt suuren kapasiteetin strukturoidun SP-Line-pakkauksen (kuva 2)."Muutetun kanavageometrian ansiosta saavutetaan pienempi painehäviö ja suurempi kapasiteetti."Lisäksi erittäin pienille nestekuormituksille, toinen sovelluskohtainen haaste, nämä tiivisteet voidaan yhdistää uudentyyppisiin nestejakajiin."Kehitettiin parannettu ruiskutussuuttimen jakaja, joka yhdistää suihkutussuuttimet roiskelevyihin, ja sitä käytetään menestyksekkäästi sovelluksissa, kuten jalostamoiden tyhjiökolonnissa", Geipel sanoo."Se vähentää mukana kulkeutumista ja siten likaantumista jakajan yläpuolella olevissa pakkausosissa tinkimättä nesteen jakelun laadusta alla olevaan pakkausosaan."

Kuva 2. Uusi, suurikapasiteettinen strukturoitu pakkaus, RVT:n SP-Line, tarjoaa muunnetun kanavageometrian, pienemmän painehäviön ja suuremman kapasiteetin RVT-prosessilaitteiston

Toinen uusi RVT:n nestejakaja (kuva 3) on kourutyyppinen jakaja, jossa on roiskelevyt ja jossa yhdistyvät alhaiset nestemäärät, suurempi toiminta-alue ja vankka, likaantumisenkestävä rakenne.

Kuva 3. Erittäin pienille nestekuormille, toinen sovelluskohtainen haaste, tiivisteet voidaan yhdistää uudentyyppisiin nestejakajiin RVT Process Equipment

Vastaavasti GTC Technology US, LLC (Houston; www.gtctech.com) kehittää uusia tuotteita auttaakseen prosessoijia parantamaan tislauskolonnien suorituskykyä heidän erityistarpeidensa perusteella.Yksi viimeisimmistä kehityssuunnista sisältää korkean suorituskyvyn GT-OPTIM-alustat, sanoo Brad Fleming, GTC:n Process Equipment Technology -divisioonan johtaja.Sadat teollisuusasennukset sekä Fractionation Research Inc:n (FRI; Stillwater, Okla; www.fri.org) testaukset ovat osoittaneet, että korkean suorituskyvyn tarjotin parantaa merkittävästi tehokkuutta ja kapasiteettia perinteisiin tarjottimiin verrattuna.Poikittaisvirtausalustat on räätälöity loppukäyttäjän tarpeisiin korkean tehokkuuden saavuttamiseksi patentoitujen ja patentoitujen laitteiden yhdistelmän avulla, jotka muodostavat kunkin lokeron mallin."Voimme tarjota kokoelman teknologioita ja ominaisuuksia, joita voidaan käyttää tiettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi", Fleming toteaa.”Yhden prosessorin tavoitteena saattaa olla tehokkuuden lisääminen, toisen tavoitteena on lisätä kapasiteettia ja toisen minimoida painehäviö, vähentää likaantumista tai pidentää käyttöaikaa.Meillä on monia erilaisia ​​aseita kaluston suunnitteluarsenaalissamme, joten voimme keskittyä asiakkaan asettamiin tavoitteisiin hänen prosessinsa parantamiseksi.

Sillä välin AMACS on käsitellyt toista yleistä tislaushaastetta, jota öljynjalostamot, petrokemian tehtaat, kaasulaitokset ja vastaavat laitokset kohtaavat.Usein pystysuora poistorumpu tai erotin, johon on asennettu sumunpoistolaitteisto, ei pysty poistamaan vapaata nestettä prosessikaasuvirrasta."Sen sijaan, että yrittäisimme puuttua tai korjata oireita, etsimme perimmäistä syytä, joka yleensä liittyy sumunpoistolaitteistoon tyrmäysrummussa", sanoo AMACSin Garcia.Ongelman ratkaisemiseksi yritys kehitti Maxswirl Cyclonen, suuren kapasiteetin ja tehokkaan sumunpoistolaitteen, joka käyttää keskipakovoimaa tarjotakseen huippuluokan erotussuorituskyvyn.

Maxswirl Cyclone -putket koostuvat kiinteästä pyörreelementistä, joka kohdistaa keskipakovoiman sumulla olevaan höyryyn erottaakseen mukana kulkeutuneen nesteen kaasuvirrasta.Tässä aksiaalivirtaussyklonissa tuloksena oleva keskipakovoima työntää nestepisaroita ulospäin, missä ne muodostavat nestekalvon syklonin sisäseinään.Neste kulkee putken seinämässä olevien rakojen läpi ja kerääntyy syklonilaatikon pohjalle ja valuu painovoiman vaikutuksesta.Kuiva kaasu keskittyy sykloniputken keskelle ja poistuu syklonin läpi.

Samaan aikaan DeDietrich (Mainz, Saksa; www.dedietrich.com) keskittyy tarjoamaan pylväitä ja sisäosia erittäin syövyttäviä prosesseja varten jopa 390 °F:n lämpötiloissa, sanoo Edgar Steffin, DeDietrichin markkinointipäällikkö.”DN1000 asti pylväät on valmistettu QVF borosilikaattilasista 3.3 tai DeDietrich lasivuoratusta teräksestä.Suuremmat pylväät DN2400 asti on valmistettu vain DeDietrich-lasivuoratusta teräksestä.Korroosionkestävät materiaalit on valmistettu borosilikaattilasista 3.3, SiC:stä, PTFE:stä tai tantaalista” (Kuva 4).

Kuva 4. DeDietrich keskittyy kolonniin ja sisäosiin erittäin syövyttävissä prosesseissa jopa 390 °F:n lämpötiloissa.Pylväät DN1000 asti on valmistettu QVF borosilikaattilasista 3.3 tai DeDietrich lasivuoratusta teräksestä.Suuremmat pylväät DN2400 asti on valmistettu vain DeDietrich-lasivuoratusta teräksestä.Korroosionkestävät materiaalit on valmistettu borosilikaattilasista 3.3, SiC, PTFE tai tantaal DeDietrich

Hän lisää, että useimmat prosessit korotetuissa lämpötiloissa yli 300 °F edellyttävät PTFE:n välttämistä.SiC:llä on korkeampi lämpötilankestävyys ja se mahdollistaa suurempien jakajien ja kerääjien suunnittelun, jotka ovat vähemmän herkkiä kiintoaineita sisältäville tai vaahtoaville, kaasuille tai leimahduksille taipuville syötteille.

Yrityksen Durapack-rakennepakkaus borosilikaattilasissa 3.3 soveltuu korroosionkestävälle lasille 3.3 tai lasipäällysteisille teräspylväille, koska sillä on sama korroosionkestävyys kuin lasipylväällä ja se säilyttää lämpöstabiilisuutensa polymeereihin verrattuna korkeammissa lämpötiloissa.Borosilikaattilasi 3.3 on ei-huokoinen, mikä vähentää merkittävästi eroosiota ja korroosiota verrattuna vastaavaan keraamiseen tiivisteeseen.

Ja tornit, joissa on sivuleikkaus, mutta jotka ovat lämpötehottomia, GTC:n Fleming sanoo, voivat olla hyviä ehdokkaita väliseinäpilariteknologiaan.”Monissa tislauskolonneissa on ylä- ja alatuote sekä sivuvetotuote, mutta tämä tuo mukanaan paljon lämpötehokkuutta.Väliseinäpilaritekniikka – jossa uudistetaan perinteistä pilaria – on yksi tapa lisätä kapasiteettia samalla kun vähennetään energiankulutusta tai tuotteiden epäpuhtauksia”, hän sanoo (kuva 5).

Kuva 5. Tornit, joissa on sivuleikkaus, mutta jotka ovat lämpötehottomia, voivat olla hyviä ehdokkaita väliseinäpilariteknologiaan GTC Technologies

Väliseinämäinen kolonni erottaa monikomponenttisen syötön kolmeen tai useampaan puhdistettuun virtaan yhdessä tornissa, mikä eliminoi toisen kolonnin tarpeen.Suunnittelussa käytetään pystysuoraa seinää jakaakseen pylvään keskiosan kahteen osaan.Syöttö lähetetään kolonnin toiselle puolelle, jota kutsutaan esifraktiointiosastoksi.Siellä kevyet komponentit kulkevat kolonnissa ylös, jossa ne puhdistetaan, kun taas raskaat komponentit kulkevat alas kolonnia.Nestevirtaus kolonnin yläosasta ja höyryvirtaus alapuolelta ohjataan omille puolilleen väliseinää.

Seinän vastakkaiselta puolelta sivutuote poistetaan alueelta, jossa keskilämpötilassa kiehuvat komponentit ovat eniten keskittyneet.Tämä järjestely pystyy tuottamaan paljon puhtaamman keskituotteen kuin perinteinen sivuvetokolonni, jolla on sama teho ja korkeammalla virtausnopeudella.

"Muuntaa väliseinäpilareiksi tutkitaan, kun aiotaan tehdä merkittäviä parannuksia, joita et muuten voisi tehdä perinteisen tornin rajoitusten puitteissa, mutta jos pystyt muuttamaan väliseinäteknologiaan, huomaat merkittävän vähennyksen energiankulutuksessa”, hän sanoo."Yleensä energian kokonaiskulutus pienenee 25–30 prosenttia tietyllä teholla, tuotteiden saanto ja puhtaus paranevat dramaattisesti ja myös tuotantokapasiteetti lisääntyy usein."

Hän lisää, että on myös mahdollisuus käyttää väliseinäpilaria korvaamaan perinteisen kaksitornisen sarjan.”Voit käyttää väliseinäpilareita saman toimenpiteen suorittamiseen ja samojen tuotteiden valmistamiseen, mutta teet sen yhdessä fyysisessä tornissa verrattuna kaksitorniseen malliin.Ruohonjuuritasolla voidaan saavuttaa merkittävä vähennys pääomakustannuksissa väliseinäpilaritekniikalla."

Tämä julkaisu sisältää tekstiä, grafiikkaa, kuvia ja muuta sisältöä (yhteisesti "Sisältö"), jotka on tarkoitettu vain tiedoksi.Tietyt artikkelit sisältävät vain kirjoittajan henkilökohtaisia ​​suosituksia.LUOTTAMINEN KAIKKIIN TÄSSÄ JULKAISESSA ANNETTUIHIN TIEToihin ON AINOASTAAN OMALLA VASTUULLASI.© 2019 Access Intelligence, LLC – Kaikki oikeudet pidätetään.