U kemijskoj procesnoj industriji (CPI), većina odvajanja obavlja se putem destilacijskih kolona.A kada se ostatak procesa oslanja na te stupce, neučinkovitost, uska grla i gašenja su problematični.U nastojanju da se procesi destilacije — i ostatak postrojenja — nastave odvijati, unutarnji dijelovi kolone se dotjeruju i prerađuju kako bi se optimizirala učinkovitost i pouzdanost kolona.

“Bilo da se radi o rafiniranju, kemijskoj obradi ili proizvodnji plastike, većina odvajanja organskih kemikalija obavlja se destilacijom.U isto vrijeme, postoji stalni pritisak na kemijske prerađivače da svoje procese učine isplativijima,” kaže Izak Nieuwoudt, glavni tehnički direktor tvrtke Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com)."Budući da su destilacijske kolone veliki potrošači energije i jer ljudi ne žele trošiti puno vremena na popravljanje opreme, povećanje učinkovitosti i pouzdanosti kolona trenutno je u prvom planu."

Često nakon što se proces pokrene i pokrene, procesori otkriju da je potrošnja energije mnogo veća nego što su očekivali, kaže Antonio Garcia, menadžer za poslovni razvoj prijenosa mase iz AMACS Process Tower Internals (Arlington, Teksas; www.amacs.com)."Kako bi postigli bolju energetsku učinkovitost, moraju istražiti svoje mogućnosti za poboljšanje performansi prijenosa mase", kaže on."Osim toga, prerađivači često traže načine za uklanjanje uskog grla procesa kako bi dobili bolje zahtjeve za odvajanjem i kapacitetom, a onečišćenje je čest uzrok uskih grla, tako da je pronalaženje tehnologija koje pomažu u rješavanju ovih problema također važno."

Uska grla i zastoji uzrokovani onečišćenjem ili mehaničkim problemima, kao što su vibracije ili mehanizmi unutar stupova koji se raspadaju, mogu postati vrlo skupi."Vrlo je skupo svaki put kada morate zatvoriti destilacijsku kolonu, jer to često rezultira gašenjem uzvodnih i nizvodnih jedinica," kaže Nieuwoudt."A ta neplanirana gašenja rezultiraju velikim gubicima po danu."

Iz tog razloga proizvođači unutarnjih dijelova stupova razvijaju proizvode dizajnirane da pomognu procesorima u povećanju energetske učinkovitosti i pouzdanosti.

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

Na primjer, Raschig GmbH (Ludwigshafen, Njemačka; www.raschig.com) nedavno je izdao Raschig Super-Ring Plus, novo nasumično pakiranje visokih performansi koje premašuje performanse prethodnog Raschig prstena."Optimizirana struktura Raschig Super-Ring Plus omogućuje daljnje povećanje kapaciteta uz konstantnu učinkovitost", kaže Micheal Schultes, tehnički direktor u Raschigu.“Proizvod je rezultat razvoja dizajna na temelju dugogodišnjeg istraživanja.Cilj je bio zadržati sve prednosti Super-Ringa, ali poboljšati kapacitet i smanjiti pad tlaka.”

Dobiveni proizvod minimizira pad tlaka raspoređivanjem ravnih sinusoidalnih traka u ekstremno otvorenu strukturu, maksimizira kapacitet preferencijom protoka filma na kontinuiranim rasporedima sinusoidalnih traka, povećava učinkovitost minimiziranjem stvaranja kapljica unutar pakiranja i smanjuje tendenciju onečišćenja smanjenjem razvoja kapljica i nudeći niske pad tlaka.Osjetljivost na onečišćenje također je smanjena stvaranjem kontinuiranih tekućih filmova, koji vlaže cijeli element pakiranja.

Isto tako, AMACS provodi istraživanja kako bi poboljšao svoj proizvod SuperBlend."Istraživanje je pokazalo da se zamjenom postojećeg nasumičnog pakiranja s našim SuperBlend 2-PAC, učinkovitost tornja može povećati za 20% ili kapacitet za 15%," kaže Moize Turkey, menadžer za inženjering aplikacija u AMACS-u.Tehnologija SuperBlend 2-PAC je mješavina pakiranja visokih performansi smještenih u jednom krevetu."Miješamo dvije veličine najbolje metalne nasumične geometrije i, kada ih kombiniramo, patentirana mješavina postiže prednosti učinkovitosti manje veličine pakiranja, dok zadržava kapacitet i pad tlaka veće veličine pakiranja", kaže on.Mješoviti sloj preporučuje se za apsorpciju i uklanjanje, finu kemijsku destilaciju, rafinerijske frakcionare i mogućnosti naknadne ugradnje u bilo kojem tornju za prijenos mase ili topline ograničenom konvencionalnim ili nasumičnim pakiranjem treće generacije.

Također se razvijaju poboljšanja unutarnjih dijelova kako bi se pomoglo u rješavanju problema kao što su onečišćenje i teški uvjeti.

“Pouzdanost je izuzetno važna za svakodnevna razmatranja.Bez obzira koliko dobro uređaj radi, ako ne može izdržati uvjete onečišćenja u procesu, neće biti uspješan,” kaže Mark Pilling, menadžer za tehnologiju u SAD-u u Sulzeru (Winterthur, Švicarska; www.sulzer. com)."Sulzer je proveo ogromnu količinu vremena tijekom posljednjih pet godina razvijajući kompletnu liniju opreme otporne na prljanje."U ladicama tvrtka nudi VG AF i ladice protiv obraštanja, te nedavno lansirane UFM AF ventile, koji su i visokih performansi za kapacitet i učinkovitost, kao i izuzetno otporni na prljanje.Što se pakiranja tiče, tvrtka je lansirala Mellagrid AF rešetkaste brtve protiv obraštanja, koje su prikladne za aplikacije pakiranja s visokim stepenom obraštanja, kao što su sekcije za pranje vakuumskih tornjeva.

Pilling dodaje da je Sulzer za probleme pjenjenja radio na dvosmjernom pristupu.“Dok razvijamo opremu i dizajne za rukovanje primjenama pjenjenja, također radimo s našim klijentima kako bismo odredili potencijalne primjene pjenjenja,” kaže.“Jednom kada znate da postoji pjenjenje, možete ga dizajnirati.Slučajevi u kojima će kupac imati stanje pjenjenja, a ne znaju za to, obično stvaraju probleme.Vidimo sve vrste pjenjenja, kao što su Marangoni, Ross pjene i čestične pjene i radimo s kupcima na prepoznavanju takvih situacija.”

A za primjene gdje onečišćenje i koksiranje mogu biti vrlo teški, Koch-Glitsch je razvio rešetkasto pakiranje Proflux za teške uvjete rada, kaže Nieuwoudt (Slika 1).Novo rešetkasto pakiranje visokih performansi za teške uvjete rada kombinira učinkovitost strukturiranog pakiranja s robusnošću i otpornošću na onečišćenje mrežnog pakiranja.To je sklop čvrstih valovitih ploča zavarenih na poluge velike debljine.Kombinacija sklopa zavarene šipke i valovitih limova povećane debljine materijala osigurava robusnu konstrukciju koja je otporna na oštećenja uzrokovana prevrtanjem tornja ili erozijom.Razmaci između ploča pružaju poboljšanu otpornost na prljanje.„Pakiranje je sada instalirano gotovo 100 puta u uslugama s vrlo teškim onečišćenjem i stvarno dobro radi u usporedbi s proizvodima koje zamjenjuje.Duži radni vijek i niži pad tlaka koji osigurava rezultira nižim operativnim troškovima za kupca,” kaže Nieuwoudt.

Slika 1. Proflux rešetkasto pakiranje za teške uvjete rada je rešetkasto pakiranje visokih performansi za teške uvjete rada koje kombinira učinkovitost strukturiranog pakiranja s robusnošću i otpornošću na onečišćenje rešetkastog pakiranja Koch-Glitsch

Kada je riječ o destilaciji, također često postoje izazovi specifični za proces koji se moraju riješiti posebnim mjerama.

“Postoji tržište za rješenja izrađena po mjeri koja su usklađena sa specifičnim procesima i potrebama kupaca,” kaže Christian Geipel, direktor tvrtke RVT Process Equipment (Steinwiesen, Njemačka; www.rvtpe.com).„Ovo posebno vrijedi za rekonstrukciju postojećih postrojenja koja su modificirana kako bi ispunila nove zahtjeve.Izazovi su različiti i uključuju ciljeve kao što su dulje i predvidljivije duljine rada za aplikacije zaprljanja, veći kapacitet i manji pad tlaka ili širi radni rasponi za veću fleksibilnost.”

Kako bi zadovoljio specifične potrebe, RVT je razvio strukturirano pakiranje velikog kapaciteta, SP-Line (Slika 2)."Zbog modificirane geometrije kanala postiže se manji pad tlaka i veći kapacitet."Nadalje, za vrlo niska opterećenja tekućinom, još jedan izazov specifičan za primjenu, ove se brtve mogu kombinirati s novim vrstama razdjelnika tekućine."Razvijen je poboljšani razdjelnik mlaznica za raspršivanje koji kombinira mlaznice za raspršivanje s pločama za prskanje i uspješno se koristi u aplikacijama kao što su rafinerijski vakuumski stupovi", kaže Geipel."Smanjuje uvlačenje i stoga onečišćenje u dijelovima pakiranja iznad razvodnika bez žrtvovanja kvalitete distribucije tekućine u dijelu pakiranja ispod."

Slika 2. Novo strukturirano pakiranje velikog kapaciteta, SP-Line iz RVT-a, nudi modificiranu geometriju kanala, manji pad tlaka i veći kapacitet RVT procesne opreme

Još jedan novi razdjelnik tekućine tvrtke RVT (Slika 3) je razdjelnik koritastog tipa s pločama za prskanje koji kombinira niske količine tekućine s višim radnim rasponom i robusnim dizajnom otpornim na onečišćenje.

Slika 3. Za vrlo niska opterećenja tekućinom, još jedan izazov specifičan za primjenu, brtve se mogu kombinirati s novim vrstama razdjelnika tekućine RVT procesna oprema

Slično tome, GTC Technology US, LLC (Houston; www.gtctech.com) razvija nove proizvode za pomoć prerađivačima u poboljšanju performansi destilacijskih kolona na temelju njihovih specifičnih potreba.Jedan od najnovijih razvoja uključuje GT-OPTIM ladice visokih performansi, kaže Brad Fleming, generalni direktor GTC-ovog odjela Process Equipment Technology.Stotine industrijskih instalacija plus testiranje u Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) pokazalo je da ladica visokih performansi postiže značajno poboljšanje učinkovitosti i kapaciteta u odnosu na konvencionalne ladice.Ladice s poprečnim protokom prilagođene su potrebama krajnjeg korisnika kako bi se postigla visoka učinkovitost putem kombinacije patentiranih i vlasničkih uređaja koji čine dizajn svake ladice."Možemo pružiti zbirku tehnologija i značajki koje se mogu koristiti za rješavanje specifičnih ciljeva", napominje Fleming.“Cilj jednog procesora može biti povećanje učinkovitosti, dok drugi želi povećati kapacitet, a treći želi minimizirati pad tlaka, ublažiti onečišćenje ili produljiti vrijeme rada.Imamo mnogo različitih oružja u našem arsenalu dizajna opreme, tako da smo u mogućnosti usredotočiti se na ciljane ciljeve kupca za njihovo specifično poboljšanje procesa.”

U međuvremenu, AMACS se pozabavio još jednim uobičajenim izazovom destilacije s kojim se suočavaju rafinerije nafte, petrokemijska postrojenja, plinska postrojenja i slična postrojenja.Često, vertikalni izbočni bubanj ili separator s instaliranom opremom za uklanjanje magle ne uspijeva ukloniti slobodnu tekućinu iz struje procesnog plina."Umjesto da pokušavamo riješiti ili popraviti simptome, tražimo glavni uzrok, koji obično uključuje opremu za uklanjanje magle u bubnju za izbacivanje", kaže Garcia iz AMACS-a.Kako bi riješila problem, tvrtka je razvila Maxswirl Cyclone, visokoučinkoviti uređaj za eliminaciju magle velikog kapaciteta koji koristi centrifugalne sile za pružanje najsuvremenijih performansi odvajanja.

Cijevi Maxswirl Cyclone sastoje se od fiksnog vrtložnog elementa koji primjenjuje centrifugalnu silu na paru punu maglice kako bi odvojio uvučenu tekućinu od protoka plina.U ovom ciklonu s aksijalnim protokom rezultirajuća centrifugalna sila gura kapljice tekućine prema van, gdje one stvaraju tekući film na unutarnjoj stijenci ciklona.Tekućina prolazi kroz proreze u stijenci cijevi i skuplja se na dnu ciklonske kutije i odvodi gravitacijom.Suhi plin se koncentrira u središtu cijevi ciklona i izlazi kroz ciklon.

U međuvremenu, DeDietrich (Mainz, Njemačka; www.dedietrich.com) usmjerava napore na pružanje stupova i unutarnjih dijelova za visoko korozivne procese na temperaturama do 390°F, kaže Edgar Steffin, voditelj marketinga tvrtke DeDietrich.„Stupovi do DN1000 izrađeni su od QVF borosilikatnog stakla 3.3 ili DeDietrich čelika obloženog staklom.Veći stupovi do DN2400 izrađeni su samo od DeDietrich čelika obloženog staklom.Materijali otporni na koroziju izrađeni su od borosilikatnog stakla 3.3, SiC, PTFE ili tantala” (Slika 4).

Slika 4. DeDietrich se fokusira na stupove i unutarnje dijelove za visoko korozivne procese na temperaturama do 390°F.Stupovi do DN1000 izrađeni su od QVF borosilikatnog stakla 3.3 ili DeDietrich čelika obloženog staklom.Veći stupovi do DN2400 izrađeni su samo od DeDietrich čelika obloženog staklom.Materijali otporni na koroziju izrađeni su od borosilikatnog stakla 3.3, SiC, PTFE ili tantal DeDietrich

Dodaje da većina procesa na povišenim temperaturama iznad 300°F zahtijeva izbjegavanje PTFE-a.SiC ima višu otpornost na temperaturu i dopušta dizajn većih razdjelnika i kolektora koji su manje osjetljivi na dovode koji sadrže krute tvari ili one koji imaju tendenciju pjeniti se, otplinjavati ili treperiti.

Tvrtkino Durapack strukturirano pakiranje od borosilikatnog stakla 3.3 prikladno je za staklene 3.3 otporne na koroziju ili čelične stupove obložene staklom, jer ima istu otpornost na koroziju kao stakleni stup i zadržava svoju toplinsku stabilnost na višim temperaturama u usporedbi s polimerima.Borosilikatno staklo 3.3 je neporozno, što značajno smanjuje eroziju i koroziju u usporedbi s ekvivalentnim keramičkim pakiranjem.

A tornjevi koji imaju bočni rez, ali su toplinski neučinkoviti, kaže Fleming iz GTC-a, mogu biti dobri kandidati za tehnologiju stupova s ​​pregradnim zidom.„Mnoge destilacijske kolone imaju gornji i donji proizvod, kao i bočni proizvod, ali s time dolazi puno toplinske neučinkovitosti.Tehnologija stupova s ​​pregradnim zidom — gdje obnavljate tradicionalni stup — jedan je od načina za povećanje kapaciteta uz istovremeno smanjenje potrošnje energije ili smanjenje prinosa nečistoća proizvoda,” kaže (Slika 5).

Slika 5. Tornjevi koji imaju bočni rez, ali su toplinski neučinkoviti, mogu biti dobri kandidati za tehnologiju stupova pregradnih zidova GTC Technologies

Stup s pregradnim zidom odvaja višekomponentno napajanje u tri ili više pročišćenih tokova unutar jednog tornja, eliminirajući potrebu za drugim stupcem.Dizajn koristi okomiti zid za podjelu sredine stupa u dva dijela.Napajanje se šalje na jednu stranu kolone, koja se naziva sekcija predfrakcioniranja.Tamo lake komponente putuju uz kolonu, gdje se pročišćavaju, dok teške komponente putuju niz kolonu.Protok tekućine s vrha kolone i protok pare s dna usmjeravaju se na svoje strane pregradne stijenke.

Sa suprotne strane stijenke, sporedni produkt se uklanja iz područja gdje su komponente srednjeg vrenja najviše koncentrirane.Ovaj raspored je sposoban proizvesti mnogo čišći srednji proizvod od konvencionalne kolone sa bočnim izvlačenjem istog opterećenja, i pri većem protoku.

„Pretvorba u stup s pregradnim zidom istražuje se kada gledate na značajna poboljšanja koja inače ne biste mogli učiniti unutar ograničenja tradicionalnog tornja, ali ako se možete prebaciti na tehnologiju pregradnog zida, vidjet ćete značajno smanjenje u potrošnji energije", kaže on."Općenito, postoji smanjenje ukupne potrošnje energije od 25 do 30% za određeni protok, dramatično poboljšani prinos i čistoća proizvoda, a često i povećanje protoka."

Dodaje da također postoji mogućnost korištenja stupa pregradnog zida kako bi se zamijenio tradicionalni niz od dva tornja.“Možete koristiti stupove pregradnih zidova za izvođenje iste operacije i proizvodnju istih proizvoda, ali to radite u jednom fizičkom tornju u usporedbi sa shemom s dva tornja.U osnovnom području, značajno smanjenje kapitalnih izdataka može se postići tehnologijom stupova s ​​pregradnim zidom.”

Ova publikacija sadrži tekst, grafiku, slike i drugi sadržaj (zajednički "Sadržaj") koji je samo u informativne svrhe.Neki članci sadrže samo osobne preporuke autora.OSLANJANJE NA BILO KOJE INFORMACIJE NAVEDENE U OVOJ PUBLIKACIJI JE ISKLJUČIVO NA VLASTITU ODGOVORNOST.© 2019 Access Intelligence, LLC – Sva prava pridržana.