химийн үйлдвэрийн туршилтын судалгааны тохиолдол: багана ба дотор үйлдвэрлэлийг үр дүнтэй болгох

Давхарга дээрх дэвсгэр технологийг ашиглан тардаг алтны үр дүнг сайжруулах

Энгийн тардаг алтны турбайнд гарч байдаг ердийн саатлын цэгүүд

Хуучин загварын дистилляцийн баганууд нь ажиллагааны туршид усны цацраг, хий шингэний хольц, эсвэл ихэвчлэн хуучин тавганд суурилсан дизайн эсвэл элэгдсэн дүүргэвчийн материал зэрэг шалтгаантай хөөсөлдөх зэрэг олон төрлийн асуудалд тулгардаг. Материалын бүтцийн талаарх саяхны судалгаа ёсоор, ийм төрлийн үр ашгийн дутагдал нь шинэ системтэй харьцуулахад уур-шингэний хоорондын хүрээлэнгийн үр ашгийг 15%-оос 30% хүртэл бууруулдаг. Эд анги настай тутам асуудал илүү хурдан даамжирдаг бөгөөд хуучин дэд бүтэц нь шингэн ба уур жигд тархаж урсахгүй байх мэдээжилтийг үүсгэдэг. Энэ жигд бус тархалт нь ялгах процессыг цааш хурц болгохгүй, ижил үр дүнг гаргахын тулд илүү их энергийг шаарддаг.

Дэвшилтэт баганы дотоод бүтэц яаж ялгах үйл явцын үр ашгийг сайжруулах вэ

Бүтэцтэй баглах материал, дэвжээн дээрх хөгжилтэй систем гэх мэт шинэ дотоодын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тоног төхөөрөмж доторх өөр өөр фазуудын харилцан үйлчлэлийн талаарх асуудлуудыг шийдвэрлэж, хуучин загварчлалын арга барилаас үүдэлтэй олон асуудлыг шийдвэрлэсэн. Өндөр үр өгөөжтэй хавхлайг жишээ болгон авбал энэ нь савангийн даралт буурах хэмжээг 40-60 хувийн хооронд бууруулдаг бөгөөд түлшний найрлага өдрөөс өдөрт өөрчлөгдөх үед ч гэсэн тогтвортой ажилладаг. Одоо химийн боловсруулах үйлдвэрүүд нь 99.5 хүртэлх цэвэршилтийн стандартад хүрч чадаж байгаа бөгөөд энэ нь ердийн шигшүүрийн хавхлагтай харьцуулахад 12-18 хувиар илүү. Эдгээр орчин үеийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ухаалгаар хийгдсэн хэлбэр нь шингэн бага хуримтлагдах боломжийг олгох тул бүх систем үйл ажиллагааны явцад нөхцөл байдлын өөрчлөлтөнд илүү хурдан хариу үзүүлдэг.

Суперфрак Хавхлагууд: Хавхлагын Үр Ашиглалт 92–100%: Загварчлал ба Нөлөө

Суперфрак тавцан нь бөмбөлөгт хувьсагч болон шигшүүрийн тавцангийн технологийн хамгийн сайн талуудыг нэгтгэсэн хоёр урсгалын загварыг агуулдаг. Эдгээр тавцнууд нь хийн тусдаа сувгийг агуулдаг бөгөөд C3 хуваагчийн хэрэглээнд 92%-оос бараг 100% хүртэлх үр дүнтэй ажилладаг. Энэ нь өнгөрсөн жилийн зарим салбарын стандарт үзүүлэлтээр ердийн тавцнуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 25 хувийн цэгээр илүү сайн үзүүлэлт юм. Хий гүйдлийн сайжруулсан үйл ажиллагаа нь цахилгаан багана байрлуулах шаардлагагүйгээр үйлдвэрийн этилен баганын багтаамжийг ойролцоогоор 10-с магадгүй 15 хувир хүртэл нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог тул одоо байгаа байгууламжуудыг шинэчлэхэд эдгээр тавцан маш ихээр татах хүч болдог. Мөн нэмэлтээр дурдах ёстой нэг давуу тал нь: полимерийн зэрэглэлийн пропилен үйлдвэрлэх үед харьцангуй системүүдтэй харьцуулахад тохиромжгүй зүйлсийг саатуулах зориулалтын далд хальс нь техникийн үйлчилгээний зогсолтын хугацааг ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг.

Эдгээр шинэчлэлтүүд нь сайжруулсан үйл ажиллагааны чухал үүргийг онцолдог химийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн хангалт дистилляци хийх чадавар сайжруулахад. Орчин үеийн дотоод системийг нэвтрүүлсэн төслүүд нь ихэвчлэн эрчим хүчний хэмнэлт болон нэмэгдсэн боловсруулалтын чадварын үр дүнд 18 сараас бага хугацаанд өөрийн өртгөө буцааж авдаг.

Ретрофит шийдлээр химийн боловсруулалтын башны чадаварыг нэмэгтсэн байдалд шилжүүлэх

Их боловсруулах чадвартай болгохын тулд нас барсан дистилляцийн суурин дээр ажиллах

2000 оны өмнө барьсан нийт аралдагуур байгууламжийн хагасаас илүү нь анхны тавиуртай хэсгийн загвар нь зохистой бус болсон, түүний тархалтын системүүд нь орчин үеийн шаардлагад нийцэхүйц хэмжээгээр тохируулагдаагүй тул ихээхэн нийлүүлэлтийн асуудалд тулгарч байна. Уул уурхайнууд эдгээр хуучин системийг шинэчилж, бүтцийн баглах материал ашиглан, хуучин хурц кап технологийн оронд шинэ хоёр чиглэлд урсах тавиур суурилуулбал, IntechOpen-ийн саяхны судалгаагаар даралт буурах хэмжээ нь ердийн тохиолдолд ойролцоогоор 20% байдаг. Жишээ нь, инженерүүд хуучин гурван замын хавхлагат тавиурыг 'anti-jetting' гэж нэрлэгддэг загварын тавиур болон хооллох системийг шинэчилсэн нэгэн полиэтилен үйлдвэрт ийнхүү тоног төхөөрөмжийг сайжруулсанаар бүтээлийг 40%-иар нэмэгдүүлж, ханыг задлах эсвэл бүтэн барилгыг дахин босгох шаардлагагүйгээр ерөнхий багтаамжийг маш ихээр нэмэгдүүлсэн.

Туршлага: Сплиттер багана шинэчилсэнээр этилен үйлдвэрлэлт 26%-иар нэмэгдсэн

Гольфын эргийн их хэмжээний этилен үйлдвэрт C2 сплиттерт үе шатлан тохиолддог усны халдвартай байдлыг зориудаар сайжруулалт хийж арилгасан:

• 32% өндөр уурны ачааллыг даах чадвартай долгион нэмэгдүүлсэн MVG тавцан суурилуулсан
• Давхаргын буцах хоолойг 18"-аас 24" диаметрт шилжүүлэн шинэчилсэн
• CFD-оор оновчтой болгосон орцын саваануудыг нэвтрүүлсэн

2023 оны 9.2 сая долларын төсөвтэй төслөөр жилийн энэргийн хэрэглээг ойролцоогоор 15 хувиар бууруулж, жилийн этилен үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлснээр борлуулалтаас ойролцоогоор 47 сая долларын нэмэлт орлого олсон. Энэ этилен хуваагчийн шинэчлэлтийн явцад гарсан зүйлийг харвал үйлдвэрийн сайжруулалт болон бүхэлдээ дахин барьж байгуулах хоорондын сонирхолтой ялгаа харагдаж байна. Компаниуд бүх босоо цамхагийг солихын оронд ашигладаг тоног төхөөрөмжийг шинэчилбэл мөнгөө илүү хурдан буцааж авдаг. Энэ төслийн хувьд хөрөнгө оруулалтын өгөөжийг зөвхөн 11 сарын дотор олж чадсан бол бүх цамхагийг солих нь эдийн засгийн хувьд тэнцэх хугацааг 3-4 жилд хүртэл үргэлжилдэг.

Олефин ба C4 хуваагчийн хэрэглээнд зориулсан дотоод шинэчлэлтийн захидал

Олефинийн үйлдвэрлэлийн салбар нь полимерийн хуримтлалын асуудал гэх мэт маш тодорхой асуудлуудтай тулгардаг. Жишээ нь жилд ойролцоогоор 450,0 мянган метрик тонн боловсруулах C4 сплиттерийг авч үзье. Үйлчлэгчид стандарт 304SS материалтай харьцуулахад бохирдлоос 80% бага өвчинтэй гадаргуугийн давхаргатай 317L нержис шингэн зэвэрдэггүй гангаар хийсэн таваг суурилуулах, урсгалын хооронд шингэнийг тараах систем болон уурны төмрийн ороомогтой оролтын шүүлтүүр хэрэгжүүлснээр гарцыг 18%-иар нэмэгдүүлсэн. Та ямар гэж бодож байна? Тэд бутадиений цэврийг гайхамшигтай 99,5% хэмжээнд хадгалж чадсан. Инженерүүдийн судалгаанаас үзэхэд ийм тусгайлан тохируулсан шинэчлэлтийн шийдэл нь тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг ердийн 25 жилийн үйлчилгээний хугацаанд 12-15 жилээр сунгаж, жилдэх 3,2-4,8 сая долларын хэмжээтэй засвар үйлчилгээний зардлыг хүчтэй бууруулдаг. Энэ нь банкны хэмжээг задлахгүйгээр үйл ажиллагаагаа үр дүнтэй болгохыг хүсч буй үйлдвэрийн менежертэдэд хөрөнгө оруулалтын өгөөжийг хангамжийн хувьд томоохон байдал болдог.

Оновчтой доторхийн системээр энергийн үр ашиг, үйлчилгээний зардлыг бууруулах

Орчин үеийн химийн үйлдвэрүүд нь өсөн нэмэгдэж буй энерги зарцуулалт, тогтмол гарцыг зохицуулах шаардлагатай. Дистилляцийн багана доторхийн системийг шинэчлэх нь үр ашигтай ажиллагааг сайжруулах, үйлчилгээний зардлыг болон орчин үзүүрийн нөлөөллийг бууруулах нотолгоотой арга юм.

Өндөр үр ашигтай тавцангуудыг ашиглан буцааж боловсруулах харьцаа, уурны хэрэглээг бууруулах

Хос урсгал, олон туннельтэй зэрэг шинэ үеийн тавцангууд гидравлик градиентийг багасгаж, хэвийн цан тавцангуудтай харьцуулахад буцааж боловсруулах харьцааг 15–30% бууруулах боломжийг олгодог. Энэ нь шатаахуйн ачаалал, уурны хэрэглээг шууд бууруулна. Зарим тавцангууд стандарт хийн хурдны 60%-д ч гэсэн салгах үр ашгийг хадгалж чаддаг тул эрэлт багатай үед үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг хангана.

Ажиллагааны өгөгдөл: Шинэчлэлтийн дараа уурын хэрэглээ 20% буурсан

2023 онд C4 хуваагчийг шинэчилснээр хэмжигдэх үр дүн гарсан:

Тооноор	Шинэчлэхийн өмнө	Шинэчлэхийн дараа
Уурын хэрэглээ	38.2 тонн/цаг	30.5 тонн/цаг
Буцааж боловсруулах харьцаа	3.8:1	3.1:1
$1.2 сая ам.долларын шинэчлэлтийг энергийн зардлыг хэмнэснээр 14 сарын дотор буцаан олсон бөгөөд инноваци нь химийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн хангалт дистилляци үйл ажиллагаанд хурдан өгөөж авах боломжийг олгоно гэдгийг харуулж байна.

Капиталын хөрөнгө оруулалтыг урт хугацааны энергийн хэмнэлттэй тэнцвэржүүлэх

Дэвшилтэт дотоод систем нь анхны өртөгийг 25–40% өсгөх хандлагатай ч гэсэн тэдгээрийн 8–15%-ийн үр ашгийн давуу тал нь давхар давуу талыг бий болгодог. Олефин үйлдвэрийн амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь хуванцар самбайнуудыг зохицуулах нь таван жилийн турш эзэмших нийт зардлыг (TCO) 18–22% бууруулдаг, цэвэрлэх үеийн интервал 30–50% хүртэл сунадагийг харуулсан.

Симуляцийн загварын үүрэг багана хийлийн ажиллагааны нөхцлийг оновчтой болгоход

Өнөөгийн тооцооллын шингэний динамик (CFD) загварууд нь эргэлтийн хязгаар дэх тавиурны ажиллагааг 3% нарийвчлалтай урьдчилан таамаглаж чаддаг. Инженерүүд эдгээр хэрэгслүүдийг ашиглан цэвэршилтийн зорилтод хүрэх, энерги хэмнэх зорилгоор оновчтой байдлыг тодорхойлохын тулд 50-с дээш дотоод байгууламжуудыг тоон хэлбэрээр үнэлдэг. Загварчлалыг ашигладаг үйлчлүүлэгчид илрүүлсэнээр уламжлалт туршилт ба алдааны арга замаас 40% илүү хурдан сайжруулалт хийдэг.

Хэцүү химийн процессын гэм шидийг оношлох болон тусгай шийдлүүд

Хуваагч баганы дотоод гэмтлийг оношлох, бохирдохыг илрүүлэх

Бохирдох болон дотоод гэмтэл нь химийн найрлагын системд төлөвлөгөөгүй зогсолтын 42%-г үүсгэдэг (IChemE 2023). Интеграцлагдсан оношлогооны арга зам нь тавиурны деформацийг үнэлэх лазерын сканерийг CFD загварчлалтай хослуулж, дараах зүйлийг илрүүлдэг:

• Загварын утгаас 15%-иас дээш их даралт буурах
• C4 хуваагчийн оролтын бүсэд коррозийн халуун цэгүүд
• Олефин баганы доод урсгалын хоолойд полимерийн саатал

Бодит цагт гамма сканерийн арга нь маш үр дүнтэй бөгөөд 2022 оны этилен үйлдвэрийн судалгаанд засвар үйлчилгээ шаардагдах хугацааг урьдчилан тодорхойлох 89% нарийвчлалыг харуулсан.

Туршлагын жишээ: Хортой бодис шингээх технологийг ашиглан метанол үйлдвэрийн бохирдлыг арилгах

Өмнөд Азийн нэг метанолын үйлдвэрт цэвэрлэх багана дахь амин давсны хуримтлалын улмаас гарцын чанад байнга буурах явдал тохиолдож байв. Хортой бодис шингээх технологийг суурилуулсны дараа гарсан үр дүнгүүд бол:

Тооноор	Шинэчлэхийн өмнө	Шинэчлэхийн дараа
Ажиллах хугацаа	58 хоног	182 хоног
Баганы ΔP	1.8 бар	1.1 бар
Метанолын цэвэрлэгээ	99.2%	99.7%

Шийдэл нь дараах зүйлсийг хослуулсан байна:

1. Тунгалаг гадаргуугийн анти-бохирдуулах бүрхүү (Ra ≤ 0.8 μm)
2. Хананы урсгалыг саатуулахын тулд 30° шүрших өнцөгтэй шингэний түгээгчид
3. Ажиллагааны явцад жижиг хэсгүүдийг шидэж байгаа өөрийгөө цэвэрлэх таваг вентиль

Энэ арга хэмжээ нь жилийн туршид 1,440 цагийн зогсолтыг бууруулж, гарцыг 19%-иар нэмэгдүүлсэн.

Формальдегид болон хүнд нөхцөлд ажиллах реакторуудын өөрчлөлтийн дотоод байгууламж

Формальдегидийн нийлэгшүүлэлт нь коррозидод тэсвэртэй материал болон масс шилжилтийг хянах шаардлагатай. Сүүлийн үеийн суурилуулалтанд дараах зүйлс орсон байдаг:

• Орон нутгийн хэт халах үзэгдлийг саатуулахын тулд уур хуваарилалтын систем
• Салгах үр дүнтэй байдлыг хамгийн их байлгах зорилготой багцах ба тавагтай байгууламжийн хольцууд
• -80°C температурт ажилладаг этилен оксидын шүүлтүүрүүдийн хүйтэн технологийн тохируулга

Хлор-щелочийн процессоор циркони бүрхүүлтэй агаарын савнууд нь чийгтэй хлорын уурд 316SS стандарттай харьцуулахад 8 дахин илүү үргэлжилсэн үйлчилгээний хугацаатай байдаг тул солих давтамж болон аюулгүй байдлын эрсдэлийг эрс бууруулдаг.

Түгээмэл асуулт

Энгийн дистилляцийн цамхагт ямар асуудлууд гардаг вэ?

Энгийн дистилляцийн цамхагт ихэвчлэн усны түвшин хэтрэх, шингэн холих, эсгийх, тархалт тэнцвэргүй байх зэрэг асуудал гардаг бөгөөд үүний улмаас үр ашгийн байдал буурч, энерги их хэрэглэдэг.

Дэвшилтэт колоны дотоод хэсгүүд дистилляцийн үр ашгийг хэрхэн сайжруулах вэ?

Бүтцийн бөмбөг материал, өндөр үр ашгийн тавцан зэрэг дэвшилтэт колоны дотоод хэсгүүд фазын харилцан үйлчлэлийг эрс сайжруулж, даралтын алдагдлыг бууруулдаг тул тусгаарлагч үйл явцын үр ашгийг нэмэгдүүлж, энергийн хэрэглээг бууруулдаг.

Superfrac тавцан юу гэсэн давуу талуудтай вэ?

Superfrac тавцан нь хоёр чиглэлд урсах загварын онцлогтой бөгөөд илүү их багтаамж, үр ашгийг томруулах шаардлагагүйгээр хангамжийн байгууламжуудыг шинэчлэхэд тохиромжтой.

Захидалт дотоод шинэчлэлт нь этилений үйлдвэрлэлд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Захидалт шинэчлэлтүүд нь усны түвшин хэтрэх зэрэг тодорхой асуудлуудыг шийдвэрлэж, боловсруулалтын хурд ба цэврийг сайжруулах замаар үйлдвэрлэлийн чадавхийг нэмэгдүүлж, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг.

Азотлог процессийг оновчтой болгоход имитацийн загварчлал ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Тооцоолон бодох урсгалын динамик (CFD) зэрэг имитацийн загварууд нь тавиурны ажиллагааг нарийвчлан урьдчилан таамаглах, үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгох бөгөөд үйлдвэрийн үйл ажиллагааг илүү хурдан, үр дүнтэй болгодог.