Sissejuhatus: Õhuseparaatorite strateegiline positsioon naftakeemiatööstuses
Kaasaegses naftakeemiatööstuse ahelas on tööstuslikud gaasisüsteemid põhilise kommunaalsüsteemi põhikomponent. Õhueraldusüksus (ASU) vastutab õhu eraldamise eest võtmegaasideks, nagu kõrge-puhtusastmega hapnik ja lämmastik, ning see on oluline infrastruktuur pideva kemikaalide tootmise tagamiseks.
Uuringud näitavad, et{0}}suurte naftakeemiaettevõtete töös moodustavad hapniku-, vee- ja aurusüsteemid koos tootmise väärtusahela peamise toe ning hapnikuvarustus mõjutab otseselt mitme peamise keemilise reaktsiooni protsessi tõhusust ja stabiilsust.
Tööstusgaase stabiilselt väljastades võimaldab ASU keerukatel naftakeemiaprotsessidel töötada pidevalt, tõhusalt ja ohutult; seetõttu mõjutab selle töökindlus otseselt tehase üldist võimsust.
Õhueraldusüksuse (ASU) tööpõhimõte
ASU põhivarustust nimetatakse tavaliselt "Cold Boxiks" ja selle peamised funktsioonid on:
Õhu kokkusurumine ja puhastamine
Gaaside vedeldamine äärmiselt madalatel temperatuuridel
Gaaside eraldamine, kasutades keemispunktide erinevust
Krüogeense destilleerimise tehnoloogia abil on võimalik saada järgmist:
Gaasiline hapnik (GOX)
Lämmastik
Muud kõrvalsaadustegaasid
Dramaatilised temperatuurimuutused on õhu eraldamise saavutamise peamine füüsiline mehhanism.
Naftakeemiatööstuses peetakse krüogeenset õhueraldust ainsaks tehnoloogiliseks teeks, mis suudab samaaegselt rahuldada kõrge puhtuse ja suuremahulise tootmise nõudeid.
Tööstusgaasidele esitatavad põhinõuded naftakeemia töötlemisel
Naftakeemia tootmine hõlmab paljusid kõrgel{0}}temperatuuril, kõrgel-rõhul ja katalüütilisi reaktsioone. Need protsessid seavad tööstusgaasidele järgmised nõuded:
Pidev ja stabiilne tarne
Kõrged puhtusstandardid
Suur voolukiirus
Kõrge töökindlus
Eelkõige peetakse hapnikku paljudes keemilistes reaktsioonides peamiseks reagendiks, mitte lihtsaks abikeskkonnaks.
Töös juhitakse tähelepanu sellele, et hapnik on naftakeemia tootmises üks kriitilisemaid tootegaase ja seda kasutatakse laialdaselt erinevates keemilise sünteesi protsessides.
Õhueraldusseadmete peamine roll naftakeemia töötlemisel
4.1 Hapniku roll keemilistes oksüdatsioonireaktsioonides
Õhueraldusseadmetest saadavat kõrge puhtusastmega hapnikku{0}} kasutatakse laialdaselt oksüdatsioonireaktsioonides, näiteks:
Propüleeni oksüdeerimine propüleenoksiidiks
Lämmastikhappe tootmine
Etüleenoksiidi tootmine
Vinüülkloriidi tootmine ja muud keemilised toorained
Need reaktsioonid nõuavad tavaliselt hapniku kontsentratsiooni täpset kontrolli; vastasel juhul mõjutab see reaktsiooni selektiivsust ja saagist.
Stabiilne hapnikuvarustus võib oluliselt parandada reaktsiooni efektiivsust ja toote kvaliteeti.
4.2 Rafineerimis- ja krakkimisüksuse tootmistõhususe suurendamine
Rafineerimis- ja krakkimisseadmetes on hapnikul ülitähtis roll põlemis- ja reaktsioonikiiruste suurendamisel:
Kreekeri temperatuuri reguleerimise võimaluste parandamine
Suure{0}}oktaanarvuga komponentide töötlemise tõhususe suurendamine
Üldise üksuse võimsuse suurendamine
Uuringud näitavad, et hapnikuvarustus võib otseselt suurendada krakkimisseadmete töötlemisvõimsust, suurendades seeläbi rafineerimistehase toodangut.
4.3 Nafta- ja gaasivoo ning töötlemise tulemuslikkuse parandamine
Nafta ja gaasi töötlemisel kasutatakse hapnikku ka vedeliku omaduste parandamiseks, näiteks:
Toornafta viskoossuse vähendamine
Õli ja gaasi vooluomaduste optimeerimine
Transpordi tõhususe parandamine
See on eriti oluline raske õli või keeruliste lähteainete töötlemisel.
4.4 Reostuse ja kõrvalsaaduste tekke kontrollimine
Õhueraldusüksused osalevad kaudselt keskkonnakontrollis:
Väävli sadestumise moodustumise vähendamine
Põlemise täielikkuse parandamine
Saasteheitmete vähendamine
Hapniku suhte optimeerimisega saab rafineerimisel kõrvalsaaduste teket vähendada, parandades seadme töö puhtust.
ASU tähtsus kivisöe{0}}vedelaks{1}}(CTL) ja integreeritud naftakeemiaprotsessidele
Söe{0}}vedelikuks (CTL) protsessis peetakse õhueraldusseadet üheks võtmekomponendiks.
Põhjused on järgmised:
CTL-protsess sõltub suuresti hapnikuvarustusest.
Hapnik määrab otseselt süngaasi tootmise efektiivsuse.
Gaasivarustuse kõikumised võivad mõjutada kogu tootmisahelat.
Uuring toob selgelt välja, et külmkastiüksus on CTL-protsessis kriitiline seade ja selle stabiilne töö määrab otseselt tootmise järjepidevuse.
Pideva hapnikuvarustuse tähtsus üksuse stabiilse töö jaoks
Naftakeemiatehased on pideva tootmissüsteemiga. Hapnikuvarustuse katkemine põhjustab:
Seadme väljalülitamine
Suurenenud tootmiskaod
Suurenenud ohutusriskid
Seetõttu pole õhueraldusseade mitte ainult tootmisseade, vaid ka:
Põhiline garantiisüsteem naftakeemiatehaste stabiilseks tööks.
Juhtumiuuringus mainitakse, et hapnikuvajadus võib ulatuda üle 1,4 miljoni tonnini tunnis, mis näitab veelgi ASU põhipositsiooni tööstussüsteemis.
Järeldus: õhuseparaatorid on kaasaegsete naftakeemiatehaste "elu toetav süsteem".
Kokkuvõttes võib õhuseparaatorite rolli naftakeemia töötlemisel kokku võtta järgmiselt:
Reagendi tuuma (hapniku) varustamine
Keemilise reaktsiooni efektiivsuse parandamine
Rafineerimis- ja krakkimisvõime suurendamine
Nafta ja gaasi töötlemise jõudluse parandamine
Reostuse ja settimisprobleemide vähendamine
Söe{0}}nafta ja suuremahuliste keemiliste protsesside toetamine-
Kuna naftakeemiatööstus areneb suuremahuliste,{0}}pidevate ja suure-tõhusate toimingute suunas, on õhuseparaatorid muudetud abiseadmetest tootmissüsteemi põhituumikuks.
Võib öelda, et:
Ilma stabiilselt töötava õhuseparaatorita pole kaasaegses naftakeemiatööstuses pidevat tootmisvõimsust.
