În industriile de procese chimice (CPI), majoritatea separărilor se fac prin coloane de distilare.Și, când restul procesului se bazează pe acele coloane, ineficiențele, blocajele și opririle sunt problematice.Într-un efort de a menține procesele de distilare - și restul fabricii - în funcțiune, elementele interne ale coloanei sunt modificate și reluate pentru a ajuta la optimizarea eficienței și fiabilității coloanelor.

„Fie că este vorba de rafinare, procesare chimică sau producere de materiale plastice, cea mai mare parte a separării dintre substanțele chimice organice se face prin distilare.În același timp, există o presiune constantă pentru procesatorii chimici pentru a-și face procesele mai rentabile”, spune Izak Nieuwoudt, director tehnic la Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com).„Deoarece coloanele de distilare sunt un mare consumator de energie și pentru că oamenii nu doresc să petreacă mult timp fixând echipamente, creșterea eficienței și fiabilității coloanelor este în prim-plan în acest moment.”

Adesea, după ce un proces este în funcțiune, procesoarele constată că consumul de energie este mult mai mare decât se așteptau, spune Antonio Garcia, manager de dezvoltare a afacerilor de transfer în masă la AMACS Process Tower Internals (Arlington, Tex.; www.amacs.com).„Pentru a obține o eficiență energetică mai bună, ei trebuie să își exploreze opțiunile de îmbunătățire a performanței transferului de masă”, spune el.„În plus, procesoarele caută adesea modalități de a debloca procesul pentru a obține cerințe mai bune de separare și capacitate, iar murdărirea este o cauză comună a blocajelor, așa că găsirea de tehnologii care să ajute la aceste probleme este, de asemenea, importantă.”

Blocajele și timpii de nefuncționare cauzate de murdărie sau probleme mecanice, cum ar fi vibrațiile sau mecanismele din cadrul coloanelor care se desfac, pot deveni foarte costisitoare.„Este foarte costisitor de fiecare dată când trebuie să închideți o coloană de distilare, pentru că adesea duce la oprirea unităților din amonte și din aval”, spune Nieuwoudt.„Și, aceste opriri neplanificate duc la pierderi mari pe zi.”

Din acest motiv, producătorii de elemente interne de coloane dezvoltă produse concepute pentru a ajuta procesoarele în creșterea eficienței energetice și a fiabilității.

Înlocuirea tăvilor și ambalajelor convenționale cu soluții mai noi și avansate este adesea necesară pentru un procesor care caută o eficiență, capacitate și fiabilitate mai mari, astfel încât producătorii caută în mod constant să-și îmbunătățească ofertele.

De exemplu, Raschig GmbH (Ludwigshafen, Germania; www.raschig.com) a lansat recent Raschig Super-Ring Plus, o garnitură aleatoare nouă, de înaltă performanță, care depășește performanța precedentului Raschig Ring.„Structura optimizată a lui Raschig Super-Ring Plus permite o creștere suplimentară a capacității la eficiențe constante”, spune Micheal Schultes, director tehnic la Raschig.„Produsul este rezultatul dezvoltării designului bazat pe mulți ani de cercetare.Ținta a fost să rămână cu toate avantajele Super-Ring, dar să îmbunătățească capacitatea și să reducă căderea de presiune.”

Produsul rezultat minimizează căderea de presiune prin aranjarea benzilor sinusoidale plate într-o structură extrem de deschisă, maximizează capacitatea prin preferința de curgere a filmului pe aranjamentele continue cu benzi sinusoidale, crește eficiența prin minimizarea formațiunilor de picături în interiorul ambalajului și scade tendința de murdărire prin reducerea dezvoltării picăturilor și oferind un nivel scăzut. cadere de presiune.Sensibilitatea la murdare este, de asemenea, redusă prin generarea de pelicule lichide continue, umezind întregul element de ambalare.

De asemenea, AMACS a făcut cercetări pentru a-și îmbunătăți produsul SuperBlend.„Cercetările au arătat că prin înlocuirea ambalajului aleatoriu existent cu SuperBlend 2-PAC, eficiența turnului poate fi crescută cu 20% sau capacitatea cu 15%”, spune Moize Turkey, manager, inginerie de aplicații, la AMACS.Tehnologia SuperBlend 2-PAC este un amestec de dimensiuni de ambalaj de înaltă performanță plasate într-un singur pat.„Amestecăm două dimensiuni ale celei mai bune geometrii aleatorii ale metalului și, atunci când este combinat, amestecul patentat atinge beneficiile de eficiență ale dimensiunii mai mici de ambalaj, păstrând în același timp capacitatea și căderea de presiune a dimensiunii mai mari a ambalajului”, spune el.Patul amestecat este recomandat pentru absorbție și stripare, distilare chimică fină, fracționale de rafinărie și oportunități de modernizare în orice turn de transfer de masă sau de căldură limitat de ambalarea aleatorie convențională sau de a treia generație.

De asemenea, sunt dezvoltate îmbunătățiri ale componentelor interne pentru a ajuta la probleme precum murdăria și condițiile dificile.

„Fiabilitatea este extrem de importantă pentru considerentele de zi cu zi.Indiferent cât de bine funcționează un dispozitiv, dacă nu poate face față condițiilor de murdărie dintr-un proces, nu va avea succes”, spune Mark Pilling, manager de tehnologie SUA la Sulzer (Winterthur, Elveția; www.sulzer. com).„Sulzer a petrecut enorm de mult timp în ultimii cinci ani pentru a dezvolta o linie completă de echipamente rezistente la murdărie.”În tăvi, compania oferă tăvi VG AF și antifouling, iar recent a lansat valve UFM AF, care sunt atât de înaltă performanță pentru capacitate și eficiență, cât și extrem de rezistente la murdărie.În ambalaje, compania a lansat garnituri cu grilă antifouling Mellagrid AF, care sunt potrivite pentru aplicații de ambalare foarte murdară, cum ar fi secțiunile de spălare a turnului de vid.

Pilling adaugă că pentru problemele legate de spumare, Sulzer a lucrat la o abordare în două direcții.„În timp ce dezvoltăm echipamente și design pentru a gestiona aplicațiile de spumare, lucrăm și cu clienții noștri pentru a determina potențiale aplicații de spumare”, spune el.„Odată ce știi că există spumă, poți proiecta pentru ea.Sunt cazurile în care un client va avea o stare de spumare și nu știe despre aceasta care tind să creeze probleme.Vedem tot felul de spumă, cum ar fi spume Marangoni, Ross și spume cu particule și colaborăm cu clienții pentru a identifica astfel de situații.”

Și, pentru aplicațiile în care murdărirea și cocsarea pot fi foarte severe, Koch-Glitsch a dezvoltat împachetarea rețelei Proflux pentru servicii severe, spune Nieuwoudt (Figura 1).Noul ambalaj al grilei de înaltă performanță pentru servicii severe combină eficiența ambalajului structurat cu robustețea și rezistența la murdărie a ambalajului cu grilă.Este un ansamblu de foi ondulate robuste sudate pe tije de grosime mare.Combinația dintre ansamblul tijei sudate și foile ondulate cu grosimea sporită a materialului oferă un design robust, care rezistă deteriorării cauzate de răsturnările turnului sau de eroziune.Golurile dintre foi oferă o rezistență îmbunătățită la murdărie.„Ambalajul a fost instalat de aproape 100 de ori acum în serviciile de murdărie foarte severă și se descurcă foarte bine în comparație cu produsele pe care le înlocuiește.Durata de viață mai lungă și scăderea de presiune mai mică pe care o oferă duce la costuri de operare mai mici pentru client”, spune Nieuwoudt.

Figura 1. Ambalarea rețelei de serviciu sever Proflux este o ambalare a rețelei de înaltă performanță, care combină eficiența împachetarii structurate cu robustețea și rezistența la murdare a împachetarii rețelei Koch-Glitsch

Când vine vorba de distilare, există adesea și provocări specifice unui proces care trebuie abordate prin măsuri speciale.

„Există o piață pentru soluții personalizate care sunt adaptate procesului specific și nevoilor clienților”, spune Christian Geipel, director general, la RVT Process Equipment (Steinwiesen, Germania; www.rvtpe.com).„Acest lucru este valabil mai ales pentru renovările instalațiilor existente care sunt modificate pentru a îndeplini noile cerințe.Provocările sunt diverse și includ obiective cum ar fi lungimi de rulare mai lungi și mai previzibile pentru aplicațiile de murdărire, capacitate mai mare și cădere de presiune mai mică sau intervale de operare mai largi pentru mai multă flexibilitate.”

Pentru a răspunde nevoilor specifice, RVT a dezvoltat un ambalaj structurat de mare capacitate, SP-Line (Figura 2).„Datorită geometriei canalelor modificate, se obține o cădere de presiune mai mică și o capacitate mai mare.”În plus, pentru încărcături foarte mici de lichid, o altă provocare specifică aplicației, aceste garnituri pot fi combinate cu noi tipuri de distribuitoare de lichid.„Un distribuitor îmbunătățit de duze de pulverizare care combină duzele de pulverizare cu plăci de stropire a fost dezvoltat și este utilizat cu succes în aplicații precum coloanele de vid pentru rafinărie”, spune Geipel.„Reduce antrenarea și, prin urmare, murdărirea în secțiunile de ambalare de deasupra distribuitorului, fără a sacrifica calitatea distribuției lichidului în secțiunea de ambalare de mai jos.”

Figura 2. O garnitură structurată nouă, de mare capacitate, SP-Line de la RVT, oferă o geometrie a canalului modificată, o cădere de presiune mai mică și un echipament de proces RVT de capacitate mai mare

Un alt nou distribuitor de lichid de la RVT (Figura 3) este un distribuitor de tip jgheab cu plăci de stropire care combină debite scăzute de lichid cu o gamă de operare mai mare și un design robust, rezistent la murdărie.

Figura 3. Pentru încărcături foarte mici de lichid, o altă provocare specifică aplicației, garniturile pot fi combinate cu noi tipuri de distribuitoare de lichide RVT Process Equipment

În mod similar, GTC Technology US, LLC (Houston; www.gtctech.com) dezvoltă noi produse pentru a ajuta procesatorii să îmbunătățească performanța coloanelor de distilare în funcție de nevoile lor specifice.Una dintre cele mai recente evoluții include tăvile de înaltă performanță GT-OPTIM, spune Brad Fleming, director general al diviziei de tehnologie a echipamentelor de proces a GTC.Sute de instalații industriale plus teste la Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) au demonstrat că tava de înaltă performanță realizează o eficiență semnificativă și o îmbunătățire a capacității față de tăvile convenționale.Tăvile cu flux încrucișat sunt personalizate pentru nevoile utilizatorului final pentru a obține o eficiență ridicată printr-o combinație de dispozitive brevetate și brevetate care alcătuiesc fiecare design de tăvi.„Putem oferi o colecție de tehnologii și caracteristici care pot fi utilizate pentru a atinge obiective specifice”, notează Fleming.„Obiectivul unui procesor ar putea fi creșterea eficienței, în timp ce altul dorește să mărească capacitatea, iar altul dorește să minimizeze căderea de presiune, să atenueze murdăria sau să prelungească timpul de funcționare.Avem multe arme diferite în arsenalul nostru de proiectare a echipamentelor, așa că ne putem concentra pe obiectivul vizat de client pentru îmbunătățirea procesului specific al acestora.”

Între timp, AMACS a abordat o altă provocare comună de distilare cu care se confruntă rafinăriile de petrol, uzinele petrochimice, fabricile de gaz și instalațiile similare.Adesea, un tambur vertical sau un separator cu echipament de eliminare a aburii instalat nu reușește să elimine lichidul liber dintr-un flux de gaz de proces.„În loc să încercăm să rezolvăm sau să reparăm simptomele, căutăm cauza principală, care de obicei implică echipamentul de eliminare a aburii din tamburul knockout”, spune Garcia de la AMACS.Pentru a rezolva problema, compania a dezvoltat Maxswirl Cyclone, un dispozitiv de eliminare a aburii de mare capacitate și eficiență, care utilizează forțe centrifuge pentru a oferi performanțe de separare de ultimă generație.

Tuburile Maxswirl Cyclone constau dintr-un element turbitor fix, care aplică forță centrifugă asupra vaporilor încărcați cu ceață pentru a separa lichidul antrenat de fluxul de gaz.În acest ciclon cu flux axial, forța centrifugă rezultată împinge picăturile de lichid în exterior, unde creează o peliculă de lichid pe peretele interior al ciclonului.Lichidul trece prin fante din peretele tubului și este colectat în partea de jos a cutiei de ciclon și drenat prin gravitație.Gazul uscat se concentrează în centrul tubului ciclonului și iese prin ciclon.

Între timp, DeDietrich (Mainz, Germania; www.dedietrich.com) își concentrează eforturile pe furnizarea de coloane și elemente interne pentru procese extrem de corozive la temperaturi de până la 390°F, spune Edgar Steffin, șeful de marketing al DeDietrich.„Coloanele de până la DN1000 sunt fabricate din sticlă borosilicată QVF 3.3 sau oțel căptușit cu sticlă DeDietrich.Coloanele mai mari de până la DN2400 sunt fabricate numai din oțel căptușit cu sticlă DeDietrich.Materialele rezistente la coroziune sunt realizate din sticlă borosilicată 3.3, SiC, PTFE sau Tantal” (Figura 4).

Figura 4. DeDietrich se concentrează pe coloane și elemente interne pentru procese foarte corozive la temperaturi de până la 390°F.Coloanele de până la DN1000 sunt fabricate din sticlă borosilicată QVF 3.3 sau oțel căptușit cu sticlă DeDietrich.Coloanele mai mari de până la DN2400 sunt fabricate numai din oțel căptușit cu sticlă DeDietrich.Materialele rezistente la coroziune sunt fabricate din sticla borosilicata 3.3, SiC, PTFE sau tantal DeDietrich

El adaugă că majoritatea proceselor la temperaturi ridicate peste 300°F necesită evitarea PTFE.SiC are o rezistență mai mare la temperatură și permite proiectarea distribuitoarelor și colectoarelor mai mari, care sunt mai puțin sensibile pentru furajele care conțin solide sau cele care au tendința de a spuma, degazează sau dezvăluie.

Ambalajul structurat Durapack al companiei din sticlă borosilicată 3.3 este potrivit pentru sticlă rezistentă la coroziune 3.3 sau coloane din oțel căptușit cu sticlă, deoarece are aceeași rezistență la coroziune ca și coloana de sticlă și își păstrează stabilitatea termică la temperaturi mai ridicate în comparație cu polimerii.Sticla borosilicată 3.3 este neporoasă, ceea ce reduce substanțial eroziunea și coroziunea în comparație cu ambalajele ceramice echivalente.

Și, turnurile care au o tăietură laterală, dar sunt ineficiente din punct de vedere termic, spune Fleming de la GTC, pot fi candidați buni pentru tehnologia coloanelor despărțitoare.„Multe coloane de distilare au un produs de sus și de jos, precum și un produs de tragere laterală, dar cu aceasta vine o mulțime de ineficiență termică.Tehnologia coloanei cu perete despărțitor – în care reînnoiți coloana tradițională – este o modalitate de a crește capacitatea, reducând în același timp consumul de energie sau reducerea impurităților de producție a produselor”, spune el (Figura 5).

Figura 5. Turnurile care au o tăietură laterală, dar sunt ineficiente din punct de vedere termic, pot fi candidați buni pentru tehnologia coloanelor despărțitoare GTC Technologies

Coloana cu perete despărțitor separă alimentarea cu mai multe componente în trei sau mai multe fluxuri purificate într-un singur turn, eliminând necesitatea unei a doua coloane.Designul folosește un perete vertical pentru a împărți mijlocul coloanei în două secțiuni.Alimentarea este trimisă într-o parte a coloanei, numită secțiunea de pre-fracționare.Acolo, componentele ușoare călătoresc în sus pe coloană, unde sunt purificate, în timp ce componentele grele călătoresc pe coloană.Fluxul de lichid din partea superioară a coloanei și fluxul de vapori din partea de jos sunt direcționate către părțile lor respective ale peretelui despărțitor.

Din partea opusă a peretelui, produsul lateral este îndepărtat din zona în care componentele cu fierbere mijlocie sunt cele mai concentrate.Acest aranjament este capabil să producă un produs de mijloc mult mai pur decât o coloană convențională cu tragere laterală de aceeași sarcină și la un debit mai mare.

„Conversia la o coloană cu perete despărțitor este investigată atunci când căutați să faceți îmbunătățiri semnificative pe care altfel nu le-ați putea face în limitele unui turn tradițional, dar dacă puteți trece la tehnologia peretelui despărțitor, veți observa o scădere semnificativă. în consumul de energie”, spune el.„În general, există o reducere cu 25 până la 30% a consumului total de energie pentru un anumit debit, randament și puritate a produselor îmbunătățite dramatic și adesea o creștere a producției.”

El adaugă că există, de asemenea, posibilitatea de a folosi o coloană cu perete despărțitor pentru a înlocui o secvență tradițională cu două turnuri.„Puteți folosi coloane cu pereți despărțitori pentru a efectua aceeași operațiune și pentru a produce aceleași produse, dar o faceți într-un singur turn fizic în comparație cu o schemă cu două turnuri.Pe tărâmul de bază, o reducere substanțială a cheltuielilor de capital poate fi realizată cu tehnologia coloanelor despărțitoare.”

Această publicație conține text, grafică, imagini și alt conținut (colectiv „Conținut”), care au doar scop informativ.Anumite articole conțin doar recomandările personale ale autorului.BAZAREA ÎN ORICE INFORMAȚII FURNIZATE ÎN ACEASTĂ PUBLICAȚIE ESTE NUMAI PE PROPRIUL RISC.© 2019 Access Intelligence, LLC – Toate drepturile rezervate.