A vegyipari feldolgozóiparban (CPI) az elválasztások többsége desztillációs oszlopokon keresztül történik.És amikor a folyamat többi része ezekre az oszlopokra támaszkodik, a hatékonyság hiánya, a szűk keresztmetszetek és a leállások problémát jelentenek.Annak érdekében, hogy a desztillációs folyamatokat – és az üzem többi részét – továbbra is zökkenőmentesen lehessen tartani, az oszlopok belső részeit finomítják és átdolgozzák, hogy optimalizálják az oszlopok hatékonyságát és megbízhatóságát.

„Legyen szó finomításról, vegyi feldolgozásról vagy műanyagok gyártásáról, a szerves vegyszerek közötti szétválasztás nagy része desztillációval történik.Ugyanakkor állandó nyomás nehezedik a vegyipari feldolgozókra, hogy költséghatékonyabbá tegyék folyamataikat” – mondja Izak Nieuwoudt, a Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com) műszaki igazgatója.„Mivel a desztillációs oszlopok hatalmas energiafogyasztók, és mivel az emberek nem akarnak sok időt tölteni a berendezések rögzítésével, a kolonnák hatékonyságának és megbízhatóságának növelése jelenleg az élen jár.”

A processzorok gyakran azt követően tapasztalják, hogy az energiafogyasztás sokkal magasabb, mint amire számítottak – mondja Antonio Garcia, az AMACS Process Tower Internals (Arlington, Tex; www.amacs.com) tömegtranszfer üzletfejlesztési menedzsere.„A jobb energiahatékonyság elérése érdekében meg kell vizsgálniuk a tömegátviteli teljesítmény javításának lehetőségeit” – mondja."Emellett a processzorok gyakran keresik a folyamat szűk keresztmetszetek megszüntetésének módját, hogy jobb elválasztási és kapacitásigényeket érjenek el, és a szennyeződés a szűk keresztmetszetek gyakori oka, ezért fontos olyan technológiák megtalálása is, amelyek segítenek ezeken a problémákon."

A szennyeződések vagy mechanikai problémák, például a vibráció vagy az oszlopokon belüli mechanizmusok szétválása miatti szűk keresztmetszetek és leállások nagyon költségessé válhatnak.„Nagyon drága minden alkalommal, amikor le kell állítani egy desztillációs oszlopot, mert ez gyakran az upstream és a downstream egységek leállását is eredményezi” – mondja Nieuwoudt."És ezek a nem tervezett leállások nagy veszteségeket okoznak naponta."

Emiatt az oszlopbelsők gyártói olyan termékeket fejlesztenek, amelyek célja a processzorok energiahatékonyságának és megbízhatóságának növelése.

A nagyobb hatékonyságra, kapacitásra és megbízhatóságra törekvő processzorok számára gyakran szükséges a hagyományos tálcák és csomagolások cseréje újabb, fejlett megoldásokra, ezért a gyártók folyamatosan igyekeznek javítani kínálatukat.

Például a Raschig GmbH (Ludwigshafen, Németország; www.raschig.com) nemrégiben kiadta a Raschig Super-Ring Plus-t, egy új, nagy teljesítményű véletlenszerű csomagolást, amely meghaladja az előző Raschig Ring teljesítményét.„A Raschig Super-Ring Plus optimalizált szerkezete lehetővé teszi a kapacitás további növelését állandó hatékonyság mellett” – mondja Micheal Schultes, a Raschig műszaki igazgatója.„A termék sok éves kutatáson alapuló tervezési fejlesztés eredménye.A cél az volt, hogy megőrizzük a Super-Ring minden előnyét, de javítsuk a kapacitást és csökkentsük a nyomásesést.”

Az eredményül kapott termék minimálisra csökkenti a nyomásesést azáltal, hogy lapos szinuszos csíkokat extrém nyitott szerkezetbe rendez, maximalizálja a kapacitást a film áramlási preferenciája révén a folyamatos szinuszos szalagos elrendezéseknél, növeli a hatékonyságot azáltal, hogy minimalizálja a cseppképződést a csomagoláson belül, és csökkenti a szennyeződési hajlamot a cseppfejlődés csökkentésével és alacsony áramlást biztosítva. nyomásesés.A szennyeződési érzékenységet az is csökkenti, hogy folyamatos folyadékfilmeket hoznak létre, amelyek a teljes tömítőelemet nedvesítik.

Hasonlóképpen, az AMACS kutatásokat végzett SuperBlend termékének fejlesztése érdekében.„A kutatások kimutatták, hogy a meglévő véletlenszerű csomagolást SuperBlend 2-PAC-ünkre cserélve a torony hatékonysága 20%-kal, a kapacitás pedig 15%-kal növelhető” – mondja Moize Turkey, az AMACS alkalmazásmérnöki részlegének menedzsere.A SuperBlend 2-PAC technológia a nagy teljesítményű csomagolási méretek keveréke egyszemélyes ágyban.„Két méretet keverünk a legjobb véletlenszerű geometriájú fémből, és ha kombináljuk, a szabadalmaztatott keverék eléri a kisebb csomagolási méret hatékonysági előnyeit, miközben megtartja a nagyobb csomagolási méret kapacitását és nyomásesését” – mondja.A kevert ágyat abszorpcióra és sztrippelésre, finom vegyi desztillációra, finomítói frakcionálásra és utólagos felszerelésre ajánljuk bármely tömeg- vagy hőátadó toronyban, amelyet hagyományos vagy harmadik generációs véletlenszerű csomagolás korlátoz.

A belső elemek fejlesztése is folyamatban van, hogy segítsenek az olyan problémák megoldásában, mint a szennyeződés és a nehéz körülmények.

„A megbízhatóság rendkívül fontos a mindennapi megfontolások szempontjából.Nem számít, milyen jól teljesít egy eszköz, ha nem tud ellenállni a szennyeződési körülményeknek egy folyamat során, akkor nem lesz sikeres” – mondja Mark Pilling, a Sulzer USA technológiai menedzsere (Winterthur, Svájc; www.sulzer. com).„Sulzer rengeteg időt töltött az elmúlt öt évben a szennyeződésálló berendezések teljes sorozatának kifejlesztésével.”A tálcákban a vállalat VG AF és lerakódásgátló tálcákat, valamint a közelmúltban piacra dobott UFM AF szelepeket kínál, amelyek egyszerre nagy teljesítményűek a kapacitás és a hatékonyság tekintetében, valamint rendkívül szennyeződésállóak.A tömítések terén a cég piacra dobta a Mellagrid AF lerakódásgátló rácstömítéseket, amelyek alkalmasak erősen szennyeződéses tömítési alkalmazásokhoz, például vákuum toronymosó szakaszokhoz.

Pilling hozzáteszi, hogy a habosodási problémákra a Sulzer kétirányú megközelítésen dolgozik.„Miközben a habosítási alkalmazások kezelésére szolgáló berendezéseket és terveket fejlesztünk, ügyfeleinkkel együttműködve meghatározzuk a lehetséges habosító alkalmazásokat” – mondja.„Ha már tudod, hogy létezik habzás, megtervezheted.Azok az esetek okoznak problémákat, amikor az ügyfél habzik, és nem tud róla.Mindenféle habzást látunk, mint például a Marangoni, Ross habok és szemcsés habok, és együttműködünk az ügyfelekkel az ilyen helyzetek azonosításán.

Azokra az alkalmazásokra, ahol a szennyeződés és kokszosodás nagyon súlyos lehet, a Koch-Glitsch kifejlesztette a Proflux szigorúan használt rácstömítést, mondja Nieuwoudt (1. ábra).Az új, nagy teljesítményű, szigorúan igénybe vehető rácstömítés egyesíti a strukturált tömítés hatékonyságát a rácstömítés robusztusságával és szennyeződésállóságával.Erős hullámlemezekből álló szerelvény, amely nehéz méretű rudakra hegesztett.A hegesztett rúdszerelvény és a megnövelt anyagvastagságú hullámlemezek kombinációja robusztus kialakítást biztosít, amely ellenáll a torony felborulása vagy eróziója okozta sérüléseknek.A lapok közötti hézagok jobb szennyeződési ellenállást biztosítanak.„A tömítést már csaknem 100-szor telepítették nagyon súlyos szennyeződésekkel járó szolgáltatások során, és valóban jól működik a lecserélt termékekhez képest.A hosszabb élettartam és az alacsonyabb nyomásesés alacsonyabb üzemeltetési költségeket eredményez az ügyfelek számára” – mondja Nieuwoudt.

1. ábra A Proflux súlyos szolgáltatású rácstömítés egy nagy teljesítményű, súlyos szolgáltatású rácstömítés, amely egyesíti a strukturált tömítés hatékonyságát a Koch-Glitsch rácstömítés robusztusságával és szennyeződésállóságával

Ami a lepárlást illeti, gyakran vannak olyan kihívások is, amelyek egy folyamatra jellemzőek, amelyeket speciális intézkedésekkel kell kezelni.

„Van piac a személyre szabott megoldásoknak, amelyek az adott folyamatokhoz és az ügyfelek igényeihez vannak hangolva” – mondja Christian Geipel, az RVT Process Equipment (Steinwiesen, Németország; www.rvtpe.com) ügyvezető igazgatója.„Ez különösen érvényes a meglévő üzemek felújítására, amelyet az új igények kielégítésére alakítanak át.A kihívások változatosak, és olyan célkitűzéseket foglalnak magukban, mint a hosszabb és kiszámíthatóbb futási hossz szennyeződési alkalmazásoknál, nagyobb kapacitás és alacsonyabb nyomásesés vagy szélesebb működési tartomány a nagyobb rugalmasság érdekében.

Az egyedi igények kielégítésére az RVT kifejlesztett egy nagy kapacitású strukturált csomagolást, az SP-Line-t (2. ábra)."A módosított csatornageometriának köszönhetően kisebb nyomásesés és nagyobb kapacitás érhető el."Ezen túlmenően, nagyon alacsony folyadékterhelés esetén, ami egy másik alkalmazás-specifikus kihívás, ezek a tömítések kombinálhatók új típusú folyadékelosztókkal.„Egy továbbfejlesztett permetezőfúvóka-elosztót fejlesztettek ki, amely egyesíti a permetezőfúvókákat fröccsenő lapokkal, és sikeresen alkalmazzák olyan alkalmazásokban, mint a finomítói vákuumoszlopok” – mondja Geipel."Csökkenti a beszivárgást és ezáltal a szennyeződést az elosztó feletti csomagolórészekben anélkül, hogy feláldozná a folyadékelosztás minőségét az alatta lévő csomagolószakaszban."

2. ábra. Egy új, nagy kapacitású strukturált tömítés, az RVT SP-Line módosított csatornageometriát, alacsonyabb nyomásesést és nagyobb kapacitású RVT folyamatberendezést kínál

Egy másik új folyadékelosztó az RVT-től (3. ábra) egy vályús elosztó fröccsenő lapokkal, amely egyesíti az alacsony folyadékmennyiséget a nagyobb működési tartománnyal és a robusztus, szennyeződésálló kialakítással.

3. ábra: Nagyon kis folyadékterhelés esetén egy másik alkalmazás-specifikus kihívás, a tömítések kombinálhatók új típusú folyadékelosztókkal RVT Process Equipment

Hasonlóképpen, a GTC Technology US, LLC (Houston; www.gtctech.com) új termékeket fejleszt, hogy segítse a feldolgozókat a desztillálóoszlopok teljesítményének javításában sajátos igényeik alapján.Az egyik legújabb fejlesztés a GT-OPTIM nagy teljesítményű tálcákat tartalmazza – mondja Brad Fleming, a GTC Process Equipment Technology részlegének vezérigazgatója.Több száz ipari létesítmény, valamint a Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) tesztjei bizonyították, hogy a nagy teljesítményű tálca jelentős hatékonyság- és kapacitásnövekedést ér el a hagyományos tálcákhoz képest.A keresztáramú tálcákat a végfelhasználó igényeihez igazították, hogy nagy hatékonyságot érjenek el a szabadalmaztatott és szabadalmaztatott eszközök kombinációjával, amelyek mindegyik tálcakialakítást alkotják.„Technológiák és funkciók gyűjteményét kínáljuk, amelyek konkrét célok elérése érdekében alkalmazhatók” – jegyzi meg Fleming.„Az egyik processzor célja a hatékonyság növelése, míg egy másik a kapacitás növelése, egy másik pedig a nyomásesés minimalizálása, a szennyeződések mérséklése vagy a futási idő meghosszabbítása.A berendezéstervezési arzenálunkban számos különféle fegyver található, így képesek vagyunk az ügyfél konkrét folyamatfejlesztésére irányuló célzott céljára összpontosítani.”

Eközben az AMACS egy másik gyakori lepárlási kihívással is foglalkozott, amellyel a kőolajfinomítók, petrolkémiai üzemek, gázüzemek és hasonló létesítmények szembesülnek.Gyakran előfordul, hogy egy függőleges kiütődob vagy szeparátor páraeltávolító berendezéssel nem távolítja el a szabad folyadékot a technológiai gázáramból.„Ahelyett, hogy megpróbálnánk kezelni vagy kijavítani a tüneteket, a kiváltó okot keressük, amely általában a kiütődobban lévő páramentesítő berendezéssel jár” – mondja az AMACS Garcia munkatársa.A probléma megoldására a vállalat kifejlesztette a Maxswirl Cyclone-t, egy nagy kapacitású, nagy hatékonyságú páramentesítő berendezést, amely centrifugális erőt használ a legkorszerűbb elválasztási teljesítmény érdekében.

A Maxswirl Cyclone csövek egy rögzített örvényelemből állnak, amely centrifugális erőt fejt ki a párával terhelt gőzre, hogy elválassza a magával ragadó folyadékot a gázáramtól.Ebben az axiális áramlású ciklonban a keletkező centrifugális erő kifelé nyomja a folyadékcseppeket, ahol ezek folyadékfilmet hoznak létre a ciklon belső falán.A folyadék áthalad a cső falán lévő réseken, és a ciklondoboz alján összegyűlik, és a gravitáció hatására kiürül.A száraz gáz a cikloncső közepén koncentrálódik, és a ciklonon keresztül távozik.

Mindeközben a DeDietrich (Mainz, Németország; www.dedietrich.com) arra összpontosít, hogy oszlopokat és belső elemeket biztosítson erősen korrozív folyamatokhoz akár 390 °F hőmérsékleten is – mondja Edgar Steffin, a DeDietrich marketingvezetője.„A DN1000-ig terjedő oszlopok QVF 3.3 boroszilikát üvegből vagy DeDietrich üveggel bélelt acélból készülnek.A nagyobb oszlopok DN2400-ig csak DeDietrich üveggel bélelt acélból készülnek.A korrózióálló anyagok 3.3 boroszilikát üvegből, SiC, PTFE vagy tantálból készülnek” (4. ábra).

4. ábra. A DeDietrich a 390°F-ig terjedő hőmérsékleten végzett, erősen korrozív folyamatok oszlopaira és belső elemeire összpontosít.A DN1000-ig terjedő oszlopok QVF 3.3 boroszilikát üvegből vagy DeDietrich üveggel bélelt acélból készülnek.A nagyobb oszlopok DN2400-ig csak DeDietrich üveggel bélelt acélból készülnek.A korrózióálló anyagok boroszilikát üveg 3.3, SiC, PTFE vagy tantál DeDietrich

Hozzáteszi, hogy a legtöbb, 300 °F feletti hőmérsékleten végzett folyamat megköveteli a PTFE elkerülését.A SiC nagyobb hőállósággal rendelkezik, és lehetővé teszi nagyobb elosztók és kollektorok tervezését, amelyek kevésbé érzékenyek a szilárd anyagokat tartalmazó vagy habosodásra, gázosodásra vagy lobbanásra hajlamos takarmányokra.

A cég Durapack strukturált boroszilikát üvegben 3.3-as csomagolása korrózióálló üveg 3.3-as vagy üvegbetétes acéloszlopokhoz alkalmas, mivel az üvegoszlopéval megegyező korrózióállóságú, és a polimerekhez képest magasabb hőmérsékleten is megőrzi hőstabilitását.A 3.3 boroszilikát üveg nem porózus, ami lényegesen csökkenti az eróziót és a korróziót az egyenértékű kerámia tömítéshez képest.

A GTC Fleming szerint az oldalvágással rendelkező, de termikusan nem hatékony tornyok jó jelöltek lehetnek az elválasztófalú oszloptechnológiában.„Sok desztillálóoszlopnak van felső és alsó terméke, valamint oldalsó húzóterméke, de ez sok termikus hatástalansággal jár.Az osztófalas oszloptechnológia – ahol a hagyományos oszlopot felújítja – az egyik módja a kapacitás növelésének, miközben csökkenti az energiafogyasztást vagy csökkenti a termékek hozamszennyezettségét” – mondja (5. ábra).

5. ábra. Az oldalvágásos, de termikusan nem hatékony tornyok jó jelöltek lehetnek az elválasztófal oszloptechnológiában GTC Technologies

Az osztófalú oszlop egyetlen tornyon belül három vagy több tisztított áramra választja szét a többkomponensű betáplálást, így nincs szükség második oszlopra.A kialakítás függőleges falat használ, hogy az oszlop közepét két részre osztja.A takarmányt az oszlop egyik oldalára küldik, amelyet előfrakcionálási szakasznak neveznek.Ott a könnyű komponensek felfelé haladnak az oszlopon, ahol megtisztulnak, míg a nehéz komponensek lefelé haladnak az oszlopon.Az oszlop tetejéről a folyadékáramot és az alulról a gőzáramot a válaszfal megfelelő oldalára vezetik.

A fal ellentétes oldaláról az oldalsó terméket eltávolítják arról a területről, ahol a közepes forráspontú komponensek a leginkább koncentrálódnak.Ez az elrendezés sokkal tisztább középterméket képes előállítani, mint egy azonos teljesítményű hagyományos oldalhúzó oszlop, nagyobb áramlási sebességgel.

„Az osztófalú oszlopmá való átalakítást akkor vizsgáljuk meg, amikor olyan jelentős fejlesztéseket szeretnénk végrehajtani, amelyeket másként nem tudnánk megvalósítani egy hagyományos torony korlátai között, de ha át tudjuk alakítani az elválasztófalas technológiát, akkor jelentős csökkenést tapasztalunk. az energiafogyasztás terén” – mondja.„Általában 25-30%-kal csökken a teljes energiafogyasztás egy adott áteresztőképesség mellett, drámaian javul a hozam és a termékek tisztasága, és gyakran nő az áteresztőképesség is.”

Hozzáteszi, hogy lehetőség van arra is, hogy a hagyományos kéttornyos szekvenciát válaszfalas oszlop helyettesítse.„Használhatja az osztófalú oszlopokat ugyanazon művelet végrehajtására és ugyanazon termékek előállítására, de ezt egyetlen fizikai toronyban teszi a kéttornyos rendszerhez képest.Az alulról építkező területen az elválasztófal oszlopos technológiával jelentős tőkekiadás-csökkentés érhető el.”

Ez a kiadvány szöveget, grafikát, képeket és egyéb tartalmat (együttesen „Tartalom”) tartalmaz, amelyek csak tájékoztató jellegűek.Egyes cikkek csak a szerző személyes ajánlásait tartalmazzák.A JELEN KÖZLEMÉNYBEN ÁLLÍTOTT INFORMÁCIÓBAN HASZNÁLHAT, KIZÁRÓLAG SAJÁT FELELŐSSÉGEDRE.© 2019 Access Intelligence, LLC – Minden jog fenntartva.