Nas industrias de procesos químicos (CPI), a maioría das separacións realízanse mediante columnas de destilación.E, cando o resto do proceso depende desas columnas, as ineficiencias, os pescozos de botella e as paradas son problemáticas.Nun esforzo por manter os procesos de destilación e o resto da planta, están a ser modificados e retraballados os internos das columnas para axudar a optimizar a eficiencia e a fiabilidade das columnas.

“Xa sexa no refino, o procesamento químico ou a produción de plásticos, a maior parte da separación entre produtos químicos orgánicos faise coa destilación.Ao mesmo tempo, hai unha presión constante para que os procesadores químicos fagan os seus procesos máis rendibles”, di Izak Nieuwoudt, director técnico de Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com)."Debido a que as columnas de destilación son un gran consumidor de enerxía e porque a xente non quere gastar moito tempo arranxando equipos, o aumento da eficiencia e fiabilidade das columnas está na vangarda agora mesmo".

Moitas veces, despois de que un proceso está en funcionamento, os procesadores descobren que o consumo de enerxía é moito maior do que esperaban, di Antonio García, director de desenvolvemento de negocios de transferencia masiva de AMACS Process Tower Internals (Arlington, Texas; www.amacs.com)."Para obter unha mellor eficiencia enerxética, deben explorar as súas opcións para mellorar o rendemento da transferencia de masa", di."Ademais, os procesadores adoitan buscar formas de eliminar o pescozo do proceso para obter mellores requisitos de separación e capacidade e o ensuciamento é unha causa común de colos de botella, polo que tamén é importante atopar tecnoloxías que axuden con estes problemas".

Os pescozos de botella e o tempo de inactividade causados ​​por ensuciamento ou problemas mecánicos, como vibracións ou mecanismos dentro das columnas que se separan, poden chegar a ser moi custosos."É moi caro cada vez que tes que pechar unha columna de destilación, porque moitas veces tamén provoca a parada das unidades augas arriba e augas abaixo", di Nieuwoudt."E estas paradas non planificadas provocan grandes perdas por día".

Por este motivo, os fabricantes de elementos internos de columna están a desenvolver produtos deseñados para axudar aos procesadores a aumentar a eficiencia e fiabilidade enerxéticas.

A substitución das bandexas e embalaxes convencionais por solucións máis novas e avanzadas adoita ser necesaria para un procesador que busca unha maior eficiencia, capacidade e fiabilidade, polo que os fabricantes buscan constantemente mellorar as súas ofertas.

Por exemplo, Raschig GmbH (Ludwigshafen, Alemaña; www.raschig.com) lanzou recentemente o Raschig Super-Ring Plus, un novo embalaxe aleatorio de alto rendemento que supera o rendemento do Raschig Ring anterior."A estrutura optimizada de Raschig Super-Ring Plus permite un maior aumento da capacidade con eficiencias constantes", di Micheal Schultes, director técnico de Raschig.“O produto é o resultado do desenvolvemento do deseño baseado en moitos anos de investigación.O obxectivo era manterse con todas as vantaxes do Super-Ring, pero mellorar a capacidade e reducir a caída de presión".

O produto resultante minimiza a caída de presión ao organizar tiras sinusoidais planas nunha estrutura extremadamente aberta, maximiza a capacidade pola preferencia do fluxo de película en disposicións continuas de tiras sinusoidais, aumenta a eficiencia ao minimizar as formacións de gotas no interior da embalaxe e diminúe a tendencia ao ensuciamento ao reducir o desenvolvemento de gotas e ofrecendo baixas. caída de presión.A sensibilidade á incrustación tamén se reduce ao xerar películas líquidas continuas, mollando todo o elemento de embalaxe.

Así mesmo, AMACS estivo investigando para mellorar o seu produto SuperBlend."A investigación demostrou que ao substituír o empaquetado aleatorio existente polo noso SuperBlend 2-PAC, a eficiencia da torre pódese aumentar nun 20% ou a capacidade nun 15%", di Moize Turkey, xerente de enxeñería de aplicacións de AMACS.A tecnoloxía SuperBlend 2-PAC é unha mestura de tamaños de embalaxe de alto rendemento colocados nunha cama individual."Mesturamos dous tamaños da mellor xeometría aleatoria de metal e, cando se combina, a mestura patentada consegue os beneficios de eficiencia do tamaño de embalaxe máis pequeno, mantendo a capacidade e a caída de presión do tamaño de embalaxe maior", di.O leito mesturado recoméndase para absorción e separación, destilación química fina, fraccionadores de refinería e oportunidades de adaptación en calquera torre de transferencia de masa ou calor limitada por embalaxe aleatoria convencional ou de terceira xeración.

Tamén se están a desenvolver melloras nos sistemas internos para axudar a resolver problemas como a contaminación e as condicións difíciles.

"A fiabilidade é moi importante para as consideracións do día a día.Non importa o ben que funcione un dispositivo, se non pode soportar as condicións de ensuciamento nun proceso, non terá éxito ", di Mark Pilling, xerente de tecnoloxía USA con Sulzer (Winterthur, Suíza; www.sulzer. com)."Sulzer pasou unha enorme cantidade de tempo nos últimos cinco anos desenvolvendo unha liña completa de equipos resistentes á incrustación".En bandexas, a compañía ofrece bandexas VG AF e antifouling, e recentemente lanzou as válvulas UFM AF, que son tanto de alto rendemento en capacidade e eficiencia, como extremadamente resistentes ao ensuciamento.Nos envases, a compañía lanzou os envases de reixa antiincrustante Mellagrid AF, que son axeitados para aplicacións de envasado altamente contaminantes, como seccións de lavado de torres de baleiro.

Pilling engade que para os problemas de escuma, Sulzer estivo traballando nun enfoque de dúas vertentes."Mentres desenvolvemos equipos e deseños para manexar aplicacións de escuma, tamén traballamos cos nosos clientes para determinar posibles aplicacións de escuma", di."Unha vez que sabes que existe a escuma, podes deseñar para iso.Son os casos en que un cliente terá unha condición de escuma e non sabe sobre iso os que tenden a crear problemas.Vemos todo tipo de escuma, como Marangoni, escumas Ross e escumas particuladas e traballamos cos clientes para identificar tales situacións".

E, para aplicacións nas que o ensuciamento e a coque poden ser moi graves, Koch-Glitsch desenvolveu o empaquetado de rede de servizo severo Proflux, di Nieuwoudt (Figura 1).A nova embalaxe de reixa de servizo severo de alto rendemento combina a eficiencia da embalaxe estruturada coa robustez e resistencia ao ensuciamento da embalaxe da reixa.É un conxunto de láminas onduladas resistentes soldadas a varillas de gran calibre.A combinación do conxunto de varillas soldadas e as follas onduladas de maior espesor de material proporciona un deseño robusto que resiste os danos causados ​​polos trastornos da torre ou a erosión.Os espazos entre as follas proporcionan unha mellor resistencia ao ensuciamento."A embalaxe instalouse case 100 veces agora en servizos de incrustación moi grave e está a facer realmente ben en comparación cos produtos que está a substituír.A maior vida útil e a menor caída de presión que proporciona resultan en custos operativos máis baixos para o cliente", di Nieuwoudt.

Figura 1. O empaquetado de rede de servizo severo Proflux é un empaquetado de rede de servizo severo de alto rendemento que combina a eficiencia do empaquetado estruturado coa robustez e resistencia ao ensuciamento do empaquetado de rede Koch-Glitsch.

No que se refire á destilación, tamén hai moitas veces desafíos específicos dun proceso que deben ser abordados mediante medidas especiais.

"Hai un mercado para solucións a medida que están adaptadas ao proceso específico e ás necesidades dos clientes", di Christian Geipel, director xerente de RVT Process Equipment (Steinwiesen, Alemaña; www.rvtpe.com).“Isto é especialmente válido para as renovacións das plantas existentes que se modifican para satisfacer novas demandas.Os desafíos son diversos e inclúen obxectivos como lonxitudes de execución máis longas e previsibles para aplicacións de ensuciamento, maior capacidade e menor caída de presión ou rangos operativos máis amplos para unha maior flexibilidade.

Para abordar necesidades específicas, RVT desenvolveu unha embalaxe estruturada de alta capacidade, a SP-Line (Figura 2)."Debido á xeometría da canle modificada, conséguese unha menor caída de presión e unha maior capacidade".Ademais, para cargas líquidas moi baixas, outro desafío específico da aplicación, estas embalaxes pódense combinar con novos tipos de distribuidores de líquidos."Desenvolveuse un distribuidor de boquillas de pulverización mellorado que combina boquillas de pulverización con placas de salpicadura e úsase con éxito en aplicacións como columnas de baleiro de refinerías", di Geipel."Reduce o arrastre e, polo tanto, o ensuciamento nas seccións de embalaxe por riba do distribuidor sen sacrificar a calidade da distribución de líquidos á sección de envasado inferior".

Figura 2. Unha nova embalaxe estruturada de alta capacidade, a SP-Line de RVT, ofrece unha xeometría de canle modificada, unha menor caída de presión e un equipo de proceso RVT de maior capacidade.

Outro novo distribuidor de líquidos de RVT (Figura 3) é un distribuidor tipo canal con placas contra salpicaduras que combina baixas taxas de líquido cun rango de operación máis elevado e un deseño robusto e resistente á incrustación.

Figura 3. Para cargas líquidas moi baixas, outro desafío específico da aplicación, as embalaxes pódense combinar con novos tipos de distribuidores de líquidos RVT Process Equipment

Do mesmo xeito, GTC Technology US, LLC (Houston; www.gtctech.com) está a desenvolver novos produtos para axudar aos procesadores a mellorar o rendemento das columnas de destilación en función das súas necesidades específicas.Un dos últimos desenvolvementos inclúe as bandexas de alto rendemento GT-OPTIM, di Brad Fleming, director xeral da división de tecnoloxía de equipos de proceso de GTC.Centos de instalacións industriais e probas realizadas en Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Oklahoma; www.fri.org) demostraron que a bandexa de alto rendemento logra unha mellora significativa da eficiencia e da capacidade con respecto ás bandexas convencionais.As bandexas de fluxo cruzado personalízanse segundo as necesidades do usuario final para acadar unha alta eficiencia mediante unha combinación de dispositivos patentados e propietarios que conforman cada deseño de bandexa."Podemos proporcionar unha colección de tecnoloxías e funcións que se poden empregar para abordar obxectivos específicos", sinala Fleming."O obxectivo dun procesador pode ser aumentar a eficiencia, mentres que outro quere aumentar a capacidade e outro quere minimizar a caída de presión, mitigar o ensuciamento ou estender o tempo de execución.Temos moitas armas diferentes no noso arsenal de deseño de equipos, polo que podemos centrarnos no obxectivo obxectivo do cliente para a mellora do proceso específico".

Mentres tanto, AMACS abordou outro desafío común de destilación ao que se enfrontan as refinerías de petróleo, as plantas petroquímicas, as de gas e instalacións similares.Moitas veces, un tambor de eliminación vertical ou separador con equipo de eliminación de néboa instalado non logra eliminar o líquido libre dunha corrente de gas de proceso."En lugar de tratar de tratar ou reparar os síntomas, buscamos a causa raíz, que normalmente implica o equipo de eliminación de néboa no tambor de eliminación", di García de AMACS.Para resolver o problema, a compañía desenvolveu o Maxswirl Cyclone, un dispositivo de eliminación de néboa de alta capacidade e alta eficiencia que utiliza forzas centrífugas para proporcionar un rendemento de separación de última xeración.

Os tubos Maxswirl Cyclone consisten nun elemento de remolino fixo, que aplica forza centrífuga sobre o vapor cargado de néboa para separar o líquido arrastrado do fluxo de gas.Neste ciclón de fluxo axial, a forza centrífuga resultante empuxa as pingas de líquido cara ao exterior, onde crean unha película líquida na parede interna do ciclón.O líquido pasa por fendas na parede do tubo e recóllese no fondo da caixa do ciclón e drenase pola gravidade.O gas seco concéntrase no centro do tubo do ciclón e sae polo ciclón.

Mentres tanto, DeDietrich (Mainz, Alemaña; www.dedietrich.com) está a centrar os seus esforzos en proporcionar columnas e elementos internos para procesos altamente corrosivos a temperaturas de ata 390 °F, di Edgar Steffin, xefe de mercadotecnia de DeDietrich.“As columnas ata DN1000 están feitas de vidro borosilicato QVF 3.3 ou aceiro revestido de vidro DeDietrich.As columnas máis grandes ata DN2400 están feitas só de aceiro revestido de vidro DeDietrich.Os materiais resistentes á corrosión están feitos de vidro borosilicato 3.3, SiC, PTFE ou tantalio” (Figura 4).

Figura 4. DeDietrich céntrase en columnas e internos para procesos altamente corrosivos a temperaturas de ata 390 °F.As columnas de ata DN1000 están feitas de vidro borosilicato QVF 3.3 ou aceiro revestido de vidro DeDietrich.As columnas máis grandes ata DN2400 están feitas só de aceiro revestido de vidro DeDietrich.Os materiais resistentes á corrosión están feitos de vidro borosilicato 3.3, SiC, PTFE ou tántalo DeDietrich

Engade que a maioría dos procesos a temperaturas elevadas por riba dos 300 °F requiren evitar o PTFE.O SiC ten unha maior resistencia á temperatura e permite o deseño de distribuidores e colectores máis grandes e menos sensibles para alimentacións que conteñan sólidos ou que tenden a formar espuma, desgasificar ou desgasificar.

A embalaxe estruturada Durapack da empresa en vidro borosilicato 3.3 é adecuada para vidro 3.3 resistente á corrosión ou columnas de aceiro revestidas de vidro, xa que ten a mesma resistencia á corrosión que a columna de vidro e mantén a súa estabilidade térmica a temperaturas máis altas en comparación cos polímeros.O vidro de borosilicato 3.3 non é poroso, o que reduce substancialmente a erosión e a corrosión en comparación coa embalaxe cerámica equivalente.

E, as torres que teñen un corte lateral, pero son térmicamente ineficientes, di Fleming de GTC, poden ser bos candidatos para a tecnoloxía de columnas divisorias."Moitas columnas de destilación teñen un produto superior e inferior, así como un produto de extracción lateral, pero con isto vén moita ineficiencia térmica.A tecnoloxía de columnas de parede divisoria, onde se renova a columna tradicional, é unha forma de aumentar a capacidade ao tempo que se reduce o consumo de enerxía ou se reduce a impureza do rendemento dos produtos ", di (Figura 5).

Figura 5. As torres que teñen un corte lateral, pero son térmicamente ineficientes, poden ser bos candidatos para a tecnoloxía de columnas de muro divisorio GTC Technologies

A columna de parede divisoria separa unha alimentación de varios compoñentes en tres ou máis correntes purificadas dentro dunha única torre, eliminando a necesidade dunha segunda columna.O deseño utiliza unha parede vertical para dividir o medio da columna en dúas seccións.A alimentación envíase a un lado da columna, chamada sección de pre-fraccionamento.Alí, os compoñentes lixeiros viaxan pola columna, onde son purificados, mentres que os compoñentes pesados ​​viaxan pola columna.O fluxo de líquido desde a parte superior da columna e o fluxo de vapor da parte inferior envíanse aos seus respectivos lados da parede divisoria.

Desde o lado oposto da parede, elimínase o produto lateral da zona onde máis se concentran os compoñentes de ebulición media.Este arranxo é capaz de producir un produto medio moito máis puro que unha columna de tiro lateral convencional do mesmo deber, e a maior caudal.

"A conversión a unha columna de parede divisoria investigóase cando se busca facer melloras significativas que non poderían facer doutro xeito dentro das limitacións dunha torre tradicional, pero se pode converterse a tecnoloxía de parede divisoria, verá unha diminución significativa. no consumo enerxético”, afirma."Xeralmente, hai unha redución do 25 ao 30% no consumo global de enerxía para un determinado rendemento, o rendemento e a pureza dos produtos mellorados drasticamente e moitas veces tamén un aumento do rendemento".

Engade que tamén existe a posibilidade de utilizar unha columna de muro divisorio para substituír unha secuencia tradicional de dúas torres."Podes usar columnas de parede divisoria para realizar a mesma operación e producir os mesmos produtos, pero estás a facer nunha torre física en comparación cun esquema de dúas torres.No ámbito de base, pódese conseguir unha redución substancial dos gastos de capital coa tecnoloxía de columnas divisorias".

Esta publicación contén texto, gráficos, imaxes e outro contido (colectivamente, "Contido"), que só teñen fins informativos.Algúns artigos só conteñen recomendacións persoais do autor.A CONFIANZA EN CALQUERA INFORMACIÓN SUMINISTRADA NESTA PUBLICACIÓN É ÚNICAMENTE POR SÚA PROPIA RISCO.© 2019 Access Intelligence, LLC - Todos os dereitos reservados.