Повітророздільна установка KDON-32000/19000 є основною допоміжною інженерною установкою для проекту з виробництва етиленгліколю потужністю 200 000 тонн на рік. Вона в основному постачає неочищений водень для установки газифікації під тиском, установки синтезу етиленгліколю, установки рекуперації сірки та очищення стічних вод, а також постачає азот високого та низького тиску до різних установок проекту з виробництва етиленгліколю для продувки та герметизації під час запуску, а також забезпечує повітрям для установок та приладів.
А. ТЕХНІЧНИЙ ПРОЦЕС
Обладнання для розділення повітря KDON32000/19000 розроблене та виготовлене компанією Newdraft і використовує технологічну схему повного низькотискного молекулярного адсорбційного очищення, охолодження механізмом розширення турбіни повітряного підсилювача, внутрішнього стиснення продукту киснем, зовнішнього стиснення азотом низького тиску та циркуляції повітряного підсилювача. Нижня вежа використовує високоефективну вежу з ситовими пластинами, а верхня вежа використовує структуроване наповнення та повний процес дистиляції аргону без водню.
Неочищене повітря всмоктується з вхідного отвору, а пил та інші механічні домішки видаляються самоочисним повітряним фільтром. Повітря після фільтра потрапляє до відцентрового компресора, а після стиснення компресором – до повітряної градирні. Під час охолодження воно також очищає домішки, що легко розчиняються у воді. Повітря після виходу з градирні потрапляє до молекулярного ситового очищувача для перемикання. Вуглекислий газ, ацетилен та волога з повітря адсорбуються. Молекулярно-ситовий очищувач використовується у двох режимах перемикання, один з яких працює, а інший – регенерується. Робочий цикл очищувача становить близько 8 годин, один очищувач перемикається кожні 4 години, а автоматичне перемикання контролюється програмою, яку можна редагувати.
Повітря після молекулярно-ситового адсорбера розділяється на три потоки: один потік безпосередньо відсмоктується з молекулярно-ситового адсорбера як приладове повітря для обладнання для розділення повітря, один потік надходить у пластинчасто-ребристий теплообмінник низького тиску, охолоджується за допомогою зворотного потоку забрудненого аміаку та аміаку, а потім надходить у нижню башту, один потік надходить до повітряного підсилювача і після першого ступеня стиснення підсилювача розділяється на два потоки. Один потік безпосередньо відсмоктується та використовується як системне приладове повітря та повітря для пристроїв після зниження тиску, а інший потік продовжує стискатися в підсилювачі і розділяється на два потоки після стиснення на другому ступені. Один потік відсмоктується та охолоджується до кімнатної температури і надходить до підсилювального кінця детандера турбіни для подальшого підвищення тиску, а потім відсмоктується через теплообмінник високого тиску та надходить у детандер для розширення та роботи. Розширене вологе повітря надходить у газо-рідинний сепаратор, а відокремлене повітря надходить у нижню башту. Рідке повітря, що відбирається з газорідинного сепаратора, потрапляє до нижньої вежі як рефлюксна рідина рідкого повітря, а інший потік продовжує стискатися в бустері до кінцевого етапу стиснення, а потім охолоджується до кімнатної температури за допомогою охолоджувача та потрапляє до пластинчастого теплообмінника високого тиску для теплообміну з рідким киснем та рефлюксним забрудненим азотом. Ця частина повітря високого тиску скраплюється. Після того, як рідке повітря відбирається з нижньої частини теплообмінника, воно потрапляє до нижньої вежі після дроселювання. Після початкової дистиляції повітря в нижній вежі отримують збіднене рідке повітря, збагачене киснем рідке повітря, чистий рідкий азот та аміак високої чистоти. Збіднене рідке повітря, збагачене киснем рідке повітря та чистий рідкий азот переохолоджуються в охолоджувачі та дроселюються у верхню вежу для подальшої дистиляції. Рідкий кисень, отриманий у нижній частині верхньої вежі, стискається насосом рідкого кисню, а потім потрапляє до пластинчастого теплообмінника високого тиску для повторного нагрівання, а потім потрапляє в мережу кисневих трубопроводів. Рідкий азот, отриманий у верхній частині нижньої вежі, відбирається та потрапляє до резервуара для зберігання рідкого аміаку. Аміак високої чистоти, отриманий у верхній частині нижньої вежі, повторно нагрівається теплообмінником низького тиску та надходить до мережі аміачного трубопроводу. Азот низького тиску, отриманий з верхньої частини верхньої вежі, повторно нагрівається пластинчато-ребристим теплообмінником низького тиску, а потім виходить з холодильної камери, після чого стискається до 0,45 МПа азотним компресором та надходить до мережі аміачного трубопроводу. Певна кількість аргонової фракції витягується з середини верхньої вежі та подається до вежі для сирого ксенону. Ксенонова фракція переганяється в вежі для сирого аргону для отримання сирого рідкого аргону, який потім подається до середини вежі для очищеного аргону. Після перегонки в вежі для очищеного аргону, в нижній частині вежі отримують очищений рідкий ксенон. Брудний аміачний газ витягується з верхньої частини верхньої вежі, і після повторного нагрівання охолоджувачем, пластинчасто-ребристим теплообмінником низького тиску та пластинчасто-ребристим теплообмінником високого тиску та виходу з холодильної камери, він розділяється на дві частини: одна частина надходить до парового підігрівача системи очищення молекулярним ситом як газ регенерації молекулярного сита, а решта брудного азотного газу надходить до водяної градирні. Коли потрібно запустити систему резервного живлення рідким киснем, рідкий кисень у резервуарі для зберігання рідкого кисню перемикається у випарник рідкого кисню через регулювальний клапан, а потім після отримання кисню низького тиску надходить у мережу трубопроводів кисню; коли потрібно запустити систему резервного живлення рідким азотом, рідкий аміак у резервуарі для зберігання рідкого азоту перемикається у випарник рідкого кисню через регулювальний клапан, а потім стискається аміачним компресором для отримання азоту високого тиску та аміаку низького тиску, а потім надходить у мережу трубопроводів азоту.
B. СИСТЕМА КЕРУВАННЯ
Відповідно до масштабу та характеристик процесу обладнання для розділення повітря застосовується розподілена система керування DCS у поєднанні з вибором передових міжнародних систем DCS, онлайн-аналізаторів регулювальних клапанів та інших компонентів вимірювання та керування. Окрім можливості виконувати керування процесом блоку розділення повітря, вона також може перевести всі регулювальні клапани в безпечне положення, коли блок зупиняється внаслідок аварії, а відповідні насоси переходять у стан захисного блокування для забезпечення безпеки блоку розділення повітря. Великі турбокомпресорні агрегати використовують системи керування ITCC (інтегровані системи керування турбокомпресорним агрегатом) для виконання функцій керування зупинкою при перевищенні швидкості, аварійного відключення та захисту від помпажів, а також можуть надсилати сигнали до системи керування DCS у вигляді апаратної проводки та зв'язку.
C. Основні точки моніторингу блоку розділення повітря
Аналіз чистоти кисню та азоту, що виходять з теплообмінника низького тиску, аналіз чистоти рідкого повітря нижньої башти, аналіз чистого рідкого азоту нижньої башти, аналіз чистоти газу, що виходить з верхньої башти, аналіз чистоти газу, що надходить у переохолоджувач, аналіз чистоти рідкого кисню у верхній башті, температура після клапана постійного потоку рідкого повітря рефлюксу сирої конденсації, індикація тиску та рівня рідини в газо-рідинному сепараторі дистиляційної башти, індикація температури брудного азоту, що виходить з теплообмінника високого тиску, аналіз чистоти повітря, що надходить у теплообмінник низького тиску, температура повітря, що виходить з теплообмінника високого тиску, температура та різниця температур брудного аміачного газу, що виходить з теплообмінника, аналіз газу в порту екстракції ксенонової фракції верхньої башти: все це призначено для збору даних під час запуску та нормальної роботи, що корисно для регулювання робочих умов блоку розділення повітря та забезпечення нормальної роботи обладнання для розділення повітря. Аналіз вмісту закису азоту та ацетилену в основному охолодженні та аналіз вмісту вологи в наддувному повітрі: щоб запобігти потраплянню повітря з вологою в систему дистиляції, що може спричинити затвердіння та блокування каналу теплообмінника, впливаючи на площу та ефективність теплообмінника, ацетилен вибухне після того, як накопичення в основному охолодженні перевищить певне значення. Потік газу ущільнення вала насоса рідкого кисню, аналіз тиску, температура підігрівача підшипника насоса рідкого кисню, температура газу лабіринтного ущільнення, температура рідкого повітря після розширення, тиск газу ущільнення детандера, потік, індикація перепаду тиску, тиск мастильної оливи, рівень масляного бака та температура задньої частини масляного охолоджувача, розширювальний кінець детандера турбіни, потік оливи на вході бустера, температура підшипника, індикація вібрації: все це для забезпечення безпечної та нормальної роботи детандера турбіни та насоса рідкого кисню, і, зрештою, для забезпечення нормальної роботи фракціонування повітря.
Тиск у магістралі молекулярного сита, аналіз потоку, температура повітря (брудного азоту) на вході та виході з молекулярного сита, індикація тиску, температура та потік газу регенерації молекулярного сита, індикація опору системи очищення, індикація різниці тисків на виході з молекулярного сита, температура на вході пари, сигналізація індикації тиску, сигналізація аналізу H20 на виході нагрівача регенераційного газу, сигналізація температури конденсату на виході, аналіз CO2 на виході повітря з молекулярного сита, індикація потоку нижньої башти впуску повітря та бустера: для забезпечення нормальної роботи системи адсорбції молекулярного сита та для забезпечення низького рівня вмісту CO2 та H20 у повітрі, що надходить у холодильну камеру. Індикація тиску приладового повітря: для забезпечення того, щоб приладове повітря для розділення повітря та приладове повітря, що подається в трубопровідну мережу, досягали 0,6 МПа (G) для забезпечення нормальної роботи виробництва.
D. Характеристики блоку розділення повітря
1. Характеристики процесу
Через високий тиск кисню в проекті етиленгліколю, обладнання для розділення повітря KDON32000/19000 використовує цикл подачі повітря, внутрішнє стиснення рідкого кисню та зовнішнє стиснення аміаку, тобто повітряний подавлювач + насос рідкого кисню + детандер турбіни подавлювача поєднуються з розумною організацією системи теплообмінника для заміни кисневого компресора процесу зовнішнього тиску. Зменшуються ризики для безпеки, спричинені використанням кисневих компресорів у процесі зовнішнього стиснення. Водночас велика кількість рідкого кисню, що видобувається основним охолодженням, може мінімізувати можливість накопичення вуглеводнів у рідкому кисні основного охолодження, забезпечуючи безпечну роботу обладнання для розділення повітря. Процес внутрішнього стиснення має нижчі інвестиційні витрати та більш розумну конфігурацію.
2. Характеристики обладнання для розділення повітря
Самоочисний повітряний фільтр оснащений системою автоматичного керування, яка може автоматично виконувати зворотне промивання та налаштовувати програму відповідно до розміру опору. Система попереднього охолодження використовує високоефективну та низькомоторну башту випадкового наповнення, а розподільник рідини використовує новий, ефективний та вдосконалений розподільник, який не тільки забезпечує повний контакт між водою та повітрям, але й забезпечує ефективність теплообміну. Зверху встановлено сітчастий демістер, щоб повітря, що виходить з башти повітряного охолодження, не містило воду. Система адсорбції молекулярним ситом використовує тривалий цикл та двошарове очищення. Система перемикання використовує технологію безударного керування перемиканням, а спеціальний паровий нагрівач використовується для запобігання витоку нагрівальної пари до сторони брудного азоту під час стадії регенерації.
Весь процес дистиляційної вежі використовує передові міжнародні програмні засоби моделювання ASPEN та HYSYS. Нижня вежа використовує високоефективну ситову вежу, а верхня вежа використовує звичайну насадку, що забезпечує швидкість екстракції пристрою та зменшує споживання енергії.
E. Обговорення процесу розвантаження та завантаження транспортних засобів з кондиціонером
1. Умови, які необхідно виконати перед початком розділення повітря:
Перед початком робіт організуйте та складіть план запуску, включаючи процес запуску та дії у разі надзвичайних ситуацій тощо. Усі операції під час процесу запуску повинні виконуватися на місці.
Очищення, промивання та випробування системи мастильної оливи завершено. Перед запуском насоса мастильної оливи необхідно додати ущільнювальний газ, щоб запобігти витоку оливи. Спочатку необхідно виконати самоциркуляційну фільтрацію резервуара мастильної оливи. Коли досягається певний ступінь чистоти, маслопровід підключається для промивання та фільтрації, але фільтрувальний папір додається перед входом у компресор і турбіну та постійно замінюється, щоб забезпечити чистоту оливи, що надходить в обладнання. Промивання та введення в експлуатацію системи циркуляційної води, системи очищення води та системи зливу повітряного розділення завершено. Перед встановленням збагачений киснем трубопровід повітряного розділення необхідно знежирити, протравити та пасивувати, а потім заповнити ущільнювальним газом. Трубопроводи, машини, електричні прилади та прилади (крім аналітичних приладів та вимірювальних приладів) обладнання для повітряного розділення встановлено та відкалібровано для відповідності вимогам.
Усі працюючі механічні водяні насоси, насоси рідкого кисню, повітряні компресори, бустери, турбінні детандери тощо мають умови для запуску, і деякі з них слід спочатку перевірити на одній машині.
Система молекулярного ситового перемикання відповідає умовам для запуску, і програма молекулярного перемикання підтверджена як здатна працювати нормально. Нагрівання та продувка паропроводу високого тиску завершені. Введена в експлуатацію резервна система приладового повітря, яка підтримує тиск приладового повітря вище 0,6 МПа (G).
2. Прочищення трубопроводів блоку розділення повітря
Запустіть систему мастила та систему ущільнювального газу парової турбіни, повітряного компресора та насоса охолоджувальної води. Перед запуском повітряного компресора відкрийте вентиляційний клапан повітряного компресора та закрийте вхід повітря до градирні заглушкою. Після продувки вихідної труби повітряного компресора, досягнення тиску вихлопних газів номінального тиску вихлопних газів та досягнення цільового значення продувки трубопроводу, підключіть вхідну трубу градирні, запустіть систему попереднього охолодження повітря (перед продувкою не можна заповнювати набивку градирні; вхідний фланець молекулярного ситового адсорбера на впуску повітря має бути від'єднаний), зачекайте, поки цільовий показник не буде пройдено, запустіть систему очищення молекулярним ситом (перед продувкою не можна заповнювати адсорбент молекулярного сита; вхідний фланець холодної камери на впуску повітря має бути від'єднаний), зупиніть повітряний компресор, поки цільовий показник не буде пройдено, заповніть набивку градирні та адсорбент молекулярного сита, після чого перезапустіть фільтр, парову турбіну, повітряний компресор, систему попереднього охолодження повітря, систему адсорбції молекулярним ситом після заповнення, після регенерації, охолодження, підвищення тиску, адсорбції та зниження тиску, протягом щонайменше двох тижнів нормальної роботи. Після певного періоду нагрівання можна продути повітряні труби системи після адсорбера молекулярного сита та внутрішні труби фракційної вежі. Це включає теплообмінники високого тиску, теплообмінники низького тиску, повітряні підсилювачі, турбінні детандери та обладнання вежі, що належить до розділення повітря. Зверніть увагу на контроль потоку повітря, що надходить у систему очищення молекулярним ситом, щоб уникнути надмірного опору молекулярного сита, який пошкоджує шар подушного шару. Перед продувкою фракційної вежі всі повітряні труби, що надходять у холодний бокс фракційної вежі, повинні бути оснащені тимчасовими фільтрами, щоб запобігти потраплянню пилу, зварювального шлаку та інших домішок у теплообмінник та впливу на ефект теплообміну. Перед продувкою турбінного детандера та насоса рідкого кисню запустіть систему мастила та ущільнювального газу. Усі точки ущільнення газу обладнання для розділення повітря, включаючи сопло турбінного детандера, повинні бути закриті.
3. Охолодження та остаточне введення в експлуатацію блоку розділення повітря
Всі трубопроводи за межами холодильної коробки продуваються, а всі трубопроводи та обладнання в холодильній коробці нагріваються та продуваються для досягнення умов охолодження та підготовки до випробування на голе охолодження.
Коли починається охолодження дистиляційної вежі, повітря, що випускається повітряним компресором, не може повністю потрапити в неї. Надлишок стисненого повітря випускається в атмосферу через вентиляційний клапан, тим самим підтримуючи незмінним тиск нагнітання повітряного компресора. Зі зниженням температури кожної частини дистиляційної вежі кількість вдихуваного повітря поступово збільшується. У цей час частина рефлюксного газу в дистиляційній вежі направляється до водяного охолоджувального вузла. Процес охолодження слід проводити повільно та рівномірно, із середньою швидкістю охолодження 1 ~ 2℃/год, щоб забезпечити рівномірну температуру кожної частини. Під час процесу охолодження охолоджувальна здатність газового детандера повинна бути максимальною. Коли температура повітря на холодному кінці основного теплообмінника наближається до температури зрідження, етап охолодження завершується.
Стадія охолодження холодильної камери підтримується протягом певного періоду часу, перевіряються та ремонтуються різні витоки та інші незавершені деталі. Потім поступово зупиняйте машину, починайте завантажувати перловий пісок у холодильну камеру, поступово запускайте обладнання для розділення повітря після завантаження та знову перейдіть на стадію охолодження. Зверніть увагу, що коли обладнання для розділення повітря запускається, регенераційний газ молекулярного сита використовує повітря, очищене молекулярним ситом. Коли обладнання для розділення повітря запускається і регенераційного газу достатньо, використовується шлях потоку брудного аміаку. Під час процесу охолодження температура в холодильній камері поступово знижується. Систему заповнення аміаком холодильної камери слід вчасно відкривати, щоб запобігти негативному тиску в холодильній камері. Потім обладнання в холодильній камері додатково охолоджується, повітря починає розріджуватися, рідина починає з'являтися в нижній вежі, і починається процес дистиляції верхньої та нижньої веж. Потім повільно регулюйте клапани один за одним, щоб забезпечити нормальну роботу повітряного розділення.
Якщо ви хочете дізнатися більше інформації, будь ласка, зв'яжіться з нами вільно:
Контакт: Лян.Джі
Тел.: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
ВіЧат: 008618069835230
Час публікації: 24 квітня 2025 р.