bokšto ir vidaus įrenginių tiekimas Atvejo tyrimai dėl optimizuotų bokštų ir vidaus įrenginių cheminėse gamyklose

Distiliacijos efektyvumo didinimas naudojant pažangius bokšto vidaus elementus

Dažni kamštyniai tradiciniuose distiliacijos bokštuose

Senoviški distiliavimo bokštai eksploatacijos metu susiduria su įvairiomis problemomis, tokiomis kaip perkrovimas, skysčio užteršimas garais ir putų susidarymas, kurį dažniausiai sukelia pasenusios tarpinių plokščių konstrukcijos arba nusidėvėję pakavimo medžiagų elementai. Pagal praėjusiais metais atliktus tyrimus dėl medžiagų vientisumo, tokie neefektyvumai sumažina efektyvią garų-skysčio kontaktinio paviršiaus plotą nuo 15 % iki 30 %, lyginant su naujesnėmis sistemomis. Problema darosi rimtesnė senstant įrangai, nes senesnė infrastruktūra sukelia netolygų skysčio ir garų skirstymąsi per sistemą. Šis netolygus skirstymas sumažina atskyrimo tikslumą ir galiausiai reikalauja daugiau energijos, kad būtų pasiekiami tie patys rezultatai.

Kaip pažangūs kolonų vidaus elementai padidina atskyrimo efektyvumą

Naujesni vidiniai komponentai, tokie kaip struktūrinės pildymo medžiagos ir pažangios plokštės sistemos, ženkliai patobulino skirtingų fazės sąveiką įrenginiuose, išsprendžiant daugelį problemų, būdingų senesniems konstrukcijos sprendimams. Paimkime aukštos efektyvumo vožtuvų plokštes kaip vieną atvejį – jos sumažina slėgio kritimą nuo 40 iki 60 procentų, tačiau vis tiek užtikrina sklandų veikimą net tada, kai žaliavų sudėtis kasdien kinta. Cheminės perdirbimo įmonės dabar gali pasiekti angliavandenių grynumo standartus, artėjančius prie 99,5 %, kas viršija įprastas sieto plokštes apie 12–18 procentiniais punktais. Šių modernių komponentų sumanus formavimas taip pat reiškia, kad mažiau skysčio užsilaiko aplinkui, todėl visa sistema greičiau reaguoja, kai sąlygos keičiasi eksploatacijos metu.

Superfrac Plokštės, Pasiekiančios 92–100 % Plokščių Efektyvumą: Konstrukcija ir Poveikis

Superfrac padėklas pasižymi dvigubo srauto konstrukcija, kuri sujungia geriausias burbulių dangtelio ir sieto tipo padėklų technologijų savybes. Šie padėklai turi atskirus garų kanalus, kurie naudojant C3 skirstytuvų taikymuose pasiekia nuo 92 % iki beveik 100 % efektyvumo. Tai apie 25 procentiniais punktais geriau nei tai, ką paprastai pastebime su standartiniais padėklais, remiantis pramonės etalonais praėjusiais metais. Pagerėjęs našumas reiškia, kad gamykloms pavyksta padidinti etileno kolonos talpą apie 10–15 procentų nereikalaujant didesnių kolonų įrengimo, todėl šie padėklai yra labai patrauklūs esamų objektų modernizavimui. Taip pat verta paminėti dar vieną pranašumą: specialios dengimo dangos, taikomos nešvarumams prevencijai, sumažina techninių sustojimų dažnumą polimerinio lygio propileno gamyboje maždaug du trečdalius, palyginti su tradicinėmis sistemomis.

Šios naujovės pabrėžia optimizuoto cheminės pramonės įrangos tiekimas pagerinant distiliavimo našumą. Modernių vidaus komponentų naudojimas paprastai leidžia pasiekti grąžinamumo laikotarpį trumpesnį nei 18 mėnesių dėl kartu pasiektų energijos taupymo ir didesnio pralaidumo.

Galios modernizavimas cheminės apdorojimo kolonose per atnaujinimo sprendimus

Senėjančios distiliavimo infrastruktūros „debottlenecking“ procesas siekiant padidinti pralaidumą

Daugiau nei pusė visų distiliavimo kolonų, pastatytų iki 2000 metų, susiduria su rimtais našumo klausimais, nes jų pradiniai tarpinių plokščių projektai tapo pasenusi ir jų skirstymo sistemos tiesiog netinkamai suprojektuotos atsižvelgiant į šiuolaikinius poreikius. Kai gamyklų modernizuoja šias senas sistemas, naudodamos naujesnes struktūrines pakavimo medžiagas ir montuodamos tas modernias dvipražio srauto plokštes vietoj senoviškų burbuliukų technologijų, jie paprastai pasiekia apie 20 % slėgio kritimo sumažėjimą, kaip rodo naujausi tyrimai iš IntechOpen. Paimkime konkrečią polietileno gamybos gamyklą, kur inžinieriai pakeitė tradicinius penkių eilių vožtuvų tarpus priešpurslų konstrukcijomis, taip pat rekonstruodami tiekimo skirstymo sistemą. Rezultatas? Stulbinantis 40 % bendros galios padidėjimas, pasiektas tik įrangos modernizavimu, o ne griovimo ar statybų iš naujo.

Atvejo analizė: 26 % etileno gamybos padidėjimas perdirbant skirstytuvą

Vienas didžiausių Golfo pakrantės etileno завodų išsprendė chronišką užliejimą C2 skirstytuve taikydamas tikslinį modernizavimą:

• Įrengė bangomis stiprinamas MVG plokštes, gebančias išlaikyti 32 % didesnes garų apkrovas
• Patobulino perkaitintuvo grąžinimo vamzdyną iš 18 colių iki 24 colių skersmens
• Įdiegė CFD optimizuotus maitinimo įvadus

2023 m. projektas, kurio kaina siekė apie 9,2 milijono JAV dolerių, pavyko sumažinti energijos suvartojimą maždaug 15 procentų, tuo pačiu padidinus metinę etileno gamybą tiek, kad būtų papildomai uždirbta apie 47 milijonus JAV dolerių pardavimuose. Apžvelgus šio etileno skirstytuvo rekonstrukciją, atsiskleidžia įdomus aspektas, susijęs su gamyklų modernizavimu palyginti su visišku atstatymu. Kai įmonės renkasi atnaujinti esamą įrangą vietoj to, kad keistų visus bokštus, jų investicijos grįžta žymiai greičiau. Šiam konkrečiam projektui grąžinimo laikotarpis sudarė tik 11 mėnesių, tuo tarpu visų bokštų keitimas finansiškai atsipirktų tik po trijų–ketverių metų.

Individualūs vidaus patobulinimai olefinų ir C4 skirstytuvų taikymui

Olefinų gamybos sektorius susiduria su gana specifinėmis problemomis, ypač kai kalba eina apie polimerų kaupimąsi. Paimkime pavyzdžiui C4 skirstytuvą, perdirbantį apie 450 000 metrinių tonų per metus. Kai operatoriai įrengė paviršiumi padengtas 317L nerūdijančio plieno dėžes, kurių užsikimšimas mažėja apie 80 % lyginant su standartiniais 304SS medžiagų variantais, kartu diegdami skirtingų grioviukų skysčių pasiskirstymo sistemas ir garų ragų įleidimo purkštuvus, jų našumas padidėjo 18 %. Ir žinote ką? Jiems pavyko išlaikyti butadieno grynumą įspūdingame 99,5 % lygyje. Pagal inžinierių atliktus tyrimus, tokios pritaikytos modernizavimo schemos gali pratęsti įrangos tarnavimo laiką nuo 12 iki 15 papildomų metų. Taip pat žymiai sumažėja techninio aptarnavimo išlaidos – tarp 3,2 mln. JAV dolerių ir 4,8 mln. JAV dolerių kasmet per įprastinį 25 metų veiklos laikotarpį. Tai yra nemaža investicijų grąža gamyklų vadovams, kurie siekia optimizuoti savo veiklą neperkraudami biudžeto.

Energetinė efektyvumas ir eksploatacinių sąnaudų taupymas dėka optimizuotų vidaus komponentų

Šiuolaikinėms cheminėms gamykloms reikia suderinti augančias energijos kainas su nuolatine gamyba. Distiliavimo kolonų vidaus komponentų modernizavimas yra patvirtintas būdas pagerinti efektyvumą, sumažinant eksploatacines išlaidas ir aplinkos poveikį.

Atsukos santykio ir garo suvartojimo mažinimas naudojant aukštos efektyvumo padėklus

Pažangūs padėklų dizainai – tokie kaip dviejų krypčių srauto ir daugiavamzdžių konfigūracijos – sumažina hidraulinius gradientus, leidžiantys sumažinti atsukos santykį 15–30 % lyginant su įprastais skyliniais padėklais. Tai tiesiogiai sumažina perkaitinimo apkrovą ir garo suvartojimą. Kai kurie padėklų geometrijos variantai išlaiko atskyrimo efektyvumą net esant 60 % standartinio garo greičio, užtikrindami operacinį lankstumą mažesnio paklausos laikotarpiais.

Našumo duomenys: 20 % sumažėjęs garo suvartojimas po modernizavimo

2023 m. C4 skirstytuvo modernizavimas parodė matomus patobulinimus:

Metrinė	Prieš modernizavimą	Po modernizavimo
Džiugos suvartojimas	38,2 t/val	30,5 t/val
Grįžtamojo srauto santykis	3.8:1	3.1:1
1,2 mln. USD modernizacija atsipirko per 14 mėnesių dėl sutaupyto energijos kainos, parodant, kaip inovacijos srityje cheminės pramonės įrangos tiekimas užtikrina greitą grąžą distiliacijos procesuose.

Kapitalo investicijų ir ilgalaikių energijos sąnaudų balansavimas

Nors pažangūs vidiniai komponentai turi 25–40 % didesnę pradinę kainą, jų 8–15 % efektyvumo padidėjimas sukuria kaupiamuosius pranašumus. Ciklo analizė olefinų įrenginiams rodo, kad optimizuotos plokštės per penkerius metus sumažina bendrąsias savininkystės išlaidas (TCO) 18–22 %, o dėl mažesnio užterštumo remonto intervalai pailginami 30–50 %.

Simuliavimo modelių vaidmuo kolonų darbo sąlygų optimizavime

Šiuolaikiniai skaitmeninės skysčių dinamikos (CFD) modeliai numato padėklo našumą su 3 % tikslumu per visą reguliavimo diapazoną. Inžinieriai naudoja šiuos įrankius, kad skaitmeniškai ištirtų daugiau nei 50 vidinių konfigūracijų, nustatydami optimalias sąrankas, kurios atitinka grynumo reikalavimus ir kartu sumažina energijos suvartojimą. Operatoriai, naudojantys modeliavimą, praneša, kad optimizavimo ciklai yra 40 % greitesni lyginant su tradiciniais bandymų ir klaidų metodais.

Problemos šalinimas ir specializuoti sprendimai sudėtingiems cheminėms procedūroms

Skirstomųjų kolonų vidaus susidėvėjimo ir užterštumo diagnozavimas

Užterštumas ir vidaus elementų nusidėvėjimas sukelia 42 % neplanuotų sustojimų cheminiuose distiliavimo sistemose (IChemE 2023). Kompleksiniai diagnostikos metodai sujungia lazerinį skenavimą padėklų deformacijoms vertinti su CFD modeliavimu siekiant aptikti:

• Slėgio kritimą, viršijantį 15 % nuo projektinių verčių
• Korozijos židinius C4 skirstytuvo tiekimo zonose
• Polimerų užkimšimus olefinų bokšto nuosėdų nuleidimo vamzdžiuose

Realiojo laiko gama spindulių skenavimas pasirodė labai veiksmingas, 2022 metų etileno gamyklos tyrimas parodė 89 % tikslumą prognozuojant reikiamą techninės priežiūros laiką.

Atvejo analizė: metanolio gamyklos užsikimšimo sprendimas naudojant apnašų prevencijos technologiją

Pietų Azijos metanolio gamintojas dažnai susidurdavo su sumažėjusia išvestimi dėl aminų druskų nusėdimo valymo kolonoje. Įdiegus apnašų prevencijos technologiją, pasiekti tokie rezultatai:

Metrinė	Prieš modernizavimą	Po modernizavimo
Eksplotacijos trukmė	58 dienos	182 dienos
Kolonos ΔP	1,8 bar	1,1 bar
Metanolio grynumas	99.2%	99.7%

Sprendimas apjungė:

1. Ultralygius apsinešimo neleidžiančius denginius (Ra ≤ 0,8 μm)
2. Skystį skirstančius įrenginius su 30° purškimo kampais, kad būtų išvengta sienelių perpylimo
3. Savaime valomus padėklo vožtuvus, kurie veikimo metu išmeta daleles

Šis įsikišimas sumažino metinį prastovą 1 440 valandų ir padidino našumą 19 %.

Individualios vidaus konfigūracijos formaldehido ir sunkiomis sąlygomis veikiantiems reaktoriams

Formaldehido sintezė reikalauja korozijai atsparių medžiagų ir kontroliuojamo masės perdavimo. Naujausių montažų ypatybės:

• Garų perkėlimo sistemos, prevencijuojančios vietinį perkaitimą
• Hibridiniai pildymo-elementų ir padėklų išdėstymai, maksimaliai padidinantys atskyrimo efektyvumą
• Kriogeninės adaptacijos etileno oksido distiliavimo kolonoms, veikiančioms -80°C temperatūroje

Chloro-šarma procesuose cirkonio dėkle esantys burbuliukų dangteliai, veikiami drėgnų chloro garų, tarnauja aštuonis kartus ilgiau nei standartinis 316SS, žymiai sumažinant pakeitimo dažnumą ir saugos rizikas.

DUK

Kokios yra įprastų distiliavimo kolonų problemos?

Įprastos distiliavimo kolonos dažnai susiduria su tokiomis problemomis kaip užliejimas, nešimas, putotumas ir netolygus skysčių pasiskirstymas, dėl kurių sumažėja efektyvumas ir didėja energijos suvartojimas.

Kaip pažangūs kolonų viduriai padidina distiliacijos efektyvumą?

Pažangūs kolonų viduriai, tokie kaip struktūriniai pakavimo medžiagų tipai ir aukšto efektyvumo padėklai, žymiai pagerina fazinius sąveikavimus ir sumažina slėgio nuostolius, dėl ko pagerėja atskyrimo efektyvumas ir mažėja energijos suvartojimas.

Kokias naudą teikia Superfrac padėklai?

Superfrac padėklai turi dvigubo srauto konstrukciją, kuri užtikrina didesnį efektyvumą ir pralaidumą be būtinybės didinti kolonų matmenis, todėl jie puikiai tinka esamų įrenginių modernizavimui.

Kaip individualūs vidaus patobulinimai veikia etileno gamybą?

Individualūs patobulinimai gali išspręsti specifines problemas, pvz., perkrovimą, padidinant našumą ir grynumo lygmenis, dėl ko didėja gamybos pajėgumai ir mažėja techninio aptarnavimo sąnaudos.

Kokia simuliacijos reikšmė distiliacinių procesų optimizavime?

Simuliavimo modeliai, tokie kaip skaitmeninė skysčių dinamika (CFD), leidžia tiksliai prognozuoti ir optimizuoti padėklo našumą, dėl ko pagerėja gamyklos veikimo greitis ir efektyvumas.