De KDON-32000/19000 luchtscheidingsinstallatie is de belangrijkste ondersteunende technische installatie voor het 200.000 ton/jaar ethyleenglycolproject. De installatie levert voornamelijk ruwe waterstof aan de drukvergassingsinstallatie, de ethyleenglycolsynthese-installatie, de zwavelterugwinning en de rioolwaterzuivering. Daarnaast levert de installatie stikstof onder hoge en lage druk aan verschillende installaties van het ethyleenglycolproject voor purge en afdichting bij de opstart, en levert tevens perslucht en instrumentlucht.
A.TECHNISCH PROCES
De KDON32000/19000 luchtscheidingsapparatuur is ontworpen en geproduceerd door Newdraft en maakt gebruik van het processtroomschema van volledige moleculaire adsorptiezuivering bij lage druk, koeling met een expansiemechanisme van de luchtboosterturbine, interne compressie van productzuurstof, externe compressie van stikstof bij lage druk en luchtboostercirculatie. De onderste toren is voorzien van een zeer efficiënte zeefplaattoren en de bovenste toren is voorzien van gestructureerde pakking en een volledig waterstofvrij argonproductieproces met distillatie.
De ruwe lucht wordt via de inlaat aangezogen en het stof en andere mechanische onzuiverheden worden verwijderd door het zelfreinigende luchtfilter. De lucht na het filter komt in de centrifugaalcompressor terecht en, na te zijn samengeperst door de compressor, komt deze in de luchtkoeltoren terecht. Tijdens het koelen worden ook de onzuiverheden die gemakkelijk in water oplosbaar zijn, verwijderd. De lucht die de koeltoren verlaat, komt in de moleculaire zeefreiniger terecht voor omschakeling. Koolstofdioxide, acetyleen en vocht uit de lucht worden geadsorbeerd. De moleculaire zeefreiniger kent twee omschakelmodi: één in werking en één in regeneratie. De werkcyclus van de reiniger is ongeveer 8 uur. Eén reiniger wordt elke 4 uur omgeschakeld. De automatische omschakeling wordt aangestuurd door het aanpasbare programma.
De lucht na de moleculaire zeefadsorber wordt verdeeld in drie stromen: één stroom wordt direct uit de moleculaire zeefadsorber onttrokken als instrumentlucht voor de luchtscheidingsapparatuur, één stroom komt de lagedruk platenvinwarmtewisselaar binnen, wordt gekoeld door de terugstromende, verontreinigde ammoniak en ammoniak en komt vervolgens de onderste toren binnen, één stroom gaat naar de luchtbooster en wordt na de eerste compressiefase van de booster in twee stromen verdeeld. Eén stroom wordt direct onttrokken en gebruikt als instrumentlucht voor het systeem en als apparaatlucht nadat de druk is verlaagd, en de andere stroom blijft onder druk staan in de booster en wordt na compressie in de tweede fase in twee stromen verdeeld. Eén stroom wordt onttrokken en gekoeld tot kamertemperatuur en gaat naar het boosting-einde van de turbine-expander voor verdere drukverhoging, en wordt vervolgens via de hogedrukwarmtewisselaar onttrokken en gaat de expander binnen voor expansie en werk. De geëxpandeerde, vochtige lucht komt de gas-vloeistofscheider binnen en de gescheiden lucht komt de onderste toren binnen. De vloeibare lucht die uit de gas-vloeistofscheider wordt onttrokken, komt de onderste toren binnen als refluxvloeistof. De andere stroom blijft onder druk staan in de booster tot de laatste compressietrap en wordt vervolgens door de koeler afgekoeld tot kamertemperatuur. Vervolgens komt de hogedruk-platenvinwarmtewisselaar in de warmtewisselaar terecht voor warmte-uitwisseling met vloeibare zuurstof en refluxverontreinigde stikstof. Dit deel van de hogedruk-lucht wordt vloeibaar gemaakt. Nadat de vloeibare lucht aan de onderkant van de warmtewisselaar is onttrokken, komt deze na smoring in de onderste toren terecht. Nadat de lucht eerst in de onderste toren is gedestilleerd, worden arme vloeibare lucht, zuurstofrijke vloeibare lucht, zuivere vloeibare stikstof en ammoniak met hoge zuiverheid verkregen. De arme vloeibare lucht, zuurstofrijke vloeibare lucht en zuivere vloeibare stikstof worden in de koeler onderkoeld en gesmoord in de bovenste toren voor verdere destillatie. De vloeibare zuurstof die aan de onderkant van de bovenste toren wordt verkregen, wordt gecomprimeerd door de pomp voor vloeibare zuurstof en komt vervolgens in de hogedruk-platenvinwarmtewisselaar terecht voor herverwarming, waarna het zuurstofleidingnetwerk wordt bereikt. De vloeibare stikstof die bovenin de onderste toren wordt verkregen, wordt geëxtraheerd en komt in de opslagtank voor vloeibare ammoniak terecht. De hoogzuivere ammoniak die bovenin de onderste toren wordt verkregen, wordt opnieuw verwarmd door de lagedrukwarmtewisselaar en komt in het ammoniakleidingnetwerk terecht. De lagedrukstikstof die bovenin de bovenste toren wordt verkregen, wordt opnieuw verwarmd door de lagedrukplatenwarmtewisselaar en verlaat vervolgens de cold box. Vervolgens wordt deze door de stikstofcompressor gecomprimeerd tot 0,45 MPa en komt in het ammoniakleidingnetwerk terecht. Een bepaalde hoeveelheid argongractie wordt uit het midden van de bovenste toren geëxtraheerd en naar de toren voor ruw xenon gestuurd. De xenonfractie wordt in de toren voor ruw argon gedestilleerd om ruw vloeibaar argon te verkrijgen, dat vervolgens naar het midden van de toren voor geraffineerd argon wordt gestuurd. Na destillatie in de toren voor geraffineerd argon wordt onderin de toren geraffineerd vloeibaar xenon verkregen. Het vervuilde ammoniakgas wordt uit het bovenste deel van de bovenste toren afgezogen en, na te zijn opgewarmd door de koeler, de lagedruk-platenvin-warmtewisselaar en de hogedruk-platenvin-warmtewisselaar, en na het verlaten van de cold box, wordt het in twee delen verdeeld: het ene deel gaat als regeneratiegas naar de stoomverwarmer van het moleculaire zeefzuiveringssysteem, en het resterende vervuilde stikstofgas gaat naar de waterkoeltoren. Wanneer het back-upsysteem voor vloeibare zuurstof moet worden gestart, wordt de vloeibare zuurstof in de opslagtank voor vloeibare zuurstof via de regelklep naar de verdamper voor vloeibare zuurstof geschakeld en komt vervolgens in het zuurstofleidingnetwerk terecht na het verkrijgen van zuurstof onder lage druk. Wanneer het back-upsysteem voor vloeibare stikstof moet worden gestart, wordt de vloeibare ammoniak in de opslagtank voor vloeibare stikstof via de regelklep naar de verdamper voor vloeibare zuurstof geschakeld en vervolgens door de ammoniakcompressor samengeperst om stikstof onder hoge druk en ammoniak onder lage druk te verkrijgen, waarna het in het stikstofleidingnetwerk terechtkomt.
B.CONTROLESYSTEEM
Afhankelijk van de omvang en proceskenmerken van de luchtscheidingsapparatuur wordt het DCS-systeem met gedistribueerde besturing toegepast, gecombineerd met de selectie van internationaal geavanceerde DCS-systemen, online regelklepanalysatoren en andere meet- en regelcomponenten. Naast de procesbesturing van de luchtscheidingsunit kan het systeem ook alle regelkleppen in een veilige positie zetten wanneer de unit bij een ongeval wordt uitgeschakeld, en de bijbehorende pompen gaan in een veiligheidsvergrendelingsstand om de veiligheid van de luchtscheidingsunit te waarborgen. Grote turbinecompressoren maken gebruik van ITCC-regelsystemen (Turbine Compressor Unit Integrated Control Systems) om de overtoerentalbeveiliging, noodstopregeling en overspanningsbeveiliging van de unit te voltooien, en kunnen signalen naar het DCS-regelsysteem sturen in de vorm van vaste bedrading en communicatie.
C. Belangrijkste controlepunten van de luchtscheidingseenheid
Zuiverheidsanalyse van productzuurstof en stikstofgas dat de lagedruk warmtewisselaar verlaat, zuiverheidsanalyse van vloeibare lucht in de onderste toren, analyse van zuivere vloeibare stikstof in de onderste toren, zuiverheidsanalyse van gas dat de bovenste toren verlaat, zuiverheidsanalyse van gas dat de subkoeler binnenkomt, zuiverheidsanalyse van vloeibare zuurstof in de bovenste toren, temperatuur na constante stroomklep voor terugvloeiende vloeibare lucht van ruwe condensor, indicatie van druk en vloeistofniveau van gas-vloeistofscheider van de destillatietoren, temperatuurindicatie van vuil stikstofgas dat de hogedruk warmtewisselaar verlaat, zuiverheidsanalyse van lucht die de lagedruk warmtewisselaar binnenkomt, luchttemperatuur die de hogedruk warmtewisselaar verlaat, temperatuur en temperatuurverschil van vuil ammoniakgas dat de warmtewisselaar verlaat, gasanalyse bij de xenonfractie-extractiepoort in de bovenste toren: dit alles dient voor het verzamelen van gegevens tijdens het opstarten en de normale werking, wat nuttig is voor het aanpassen van de bedrijfsomstandigheden van de luchtscheidingseenheid en het garanderen van de normale werking van luchtscheidingsapparatuur. Analyse van het gehalte aan lachgas en acetyleen in de hoofdkoeling en analyse van het vochtgehalte in de boosterlucht: om te voorkomen dat vochtige lucht het destillatiesysteem binnendringt, wat stolling en verstopping van het warmtewisselaarkanaal veroorzaakt en het warmtewisselaaroppervlak en de efficiëntie beïnvloedt, zal acetyleen exploderen zodra de accumulatie in de hoofdkoeling een bepaalde waarde overschrijdt. Gasstroom van de asafdichting van de vloeibare zuurstofpomp, drukanalyse, temperatuur van de lagerverwarmer van de vloeibare zuurstofpomp, gastemperatuur van de labyrintafdichting, temperatuur van de vloeibare lucht na expansie, gasdruk van de expanderafdichting, stroming, drukverschilindicatie, smeeroliedruk, olietankniveau en temperatuur van de achterste oliekoeler, expansie-uiteinde van de turbine-expander, olie-inlaatstroom van de booster, lagertemperatuur, trillingsindicatie: dit alles om de veilige en normale werking van de turbine-expander en de vloeibare zuurstofpomp te garanderen, en uiteindelijk de normale werking van de luchtfractionering.
Hoofddruk verwarming moleculaire zeef, stromingsanalyse, inlaat- en uitlaattemperaturen van moleculaire zeeflucht (vuile stikstof), drukindicatie, temperatuur en stroming van moleculaire zeefregeneratiegas, weerstandsindicatie van zuiveringssysteem, drukverschilindicatie uitlaat moleculaire zeef, stoominlaattemperatuur, drukindicatiealarm, H2O-analysealarm regeneratiegasuitlaatverwarmer, condensaatuitlaattemperatuuralarm, CO2-analyse moleculaire zeefluchtuitlaat, stromingsindicatie onderste toren luchtinlaat en booster: om de normale schakelwerking van het moleculaire zeefadsorptiesysteem te garanderen en te garanderen dat het CO2- en H2O-gehalte van de lucht die de coldbox binnenkomt laag is. Indicatie instrumentluchtdruk: om te garanderen dat de instrumentlucht voor luchtscheiding en de instrumentlucht die naar het leidingnetwerk wordt gevoerd 0,6 MPa (G) bereiken om de normale productie te garanderen.
D. Kenmerken van de luchtscheidingsunit
1. Proceskenmerken
Vanwege de hoge zuurstofdruk van het ethyleenglycolproject maakt de KDON32000/19000 luchtscheidingsapparatuur gebruik van een luchtversterkingscyclus, interne compressie van vloeibare zuurstof en externe compressie van ammoniak. Dit houdt in dat de luchtbooster + vloeibare zuurstofpomp + boosterturbine-expander wordt gecombineerd met een verstandige organisatie van het warmtewisselaarsysteem ter vervanging van de zuurstofcompressor voor het externe drukproces. De veiligheidsrisico's die worden veroorzaakt door het gebruik van zuurstofcompressoren in het externe compressieproces worden verminderd. Tegelijkertijd zorgt de grote hoeveelheid vloeibare zuurstof die door de hoofdkoeling wordt onttrokken ervoor dat de kans op koolwaterstofaccumulatie in de vloeibare zuurstof van de hoofdkoeling wordt geminimaliseerd, wat een veilige werking van de luchtscheidingsapparatuur garandeert. Het interne compressieproces heeft lagere investeringskosten en een verstandigere configuratie.
2. Kenmerken van luchtscheidingsapparatuur
Het zelfreinigende luchtfilter is uitgerust met een automatisch besturingssysteem dat de backflush automatisch timet en het programma aanpast aan de weerstand. Het voorkoelsysteem maakt gebruik van een zeer efficiënte toren met willekeurige vulling en lage weerstand, en de vloeistofverdeler is voorzien van een nieuwe, efficiënte en geavanceerde verdeler, die niet alleen zorgt voor volledig contact tussen water en lucht, maar ook de warmtewisseling optimaliseert. Bovenop is een gaasdemister geplaatst om te voorkomen dat de lucht uit de luchtkoeltoren water meeneemt. Het adsorptiesysteem met moleculaire zeef maakt gebruik van een lange cyclus en een dubbellaags bedreiniging. Het schakelsysteem maakt gebruik van schokvrije schakelbesturingstechnologie en een speciale stoomverwarmer voorkomt dat de verwarmingsstoom tijdens de regeneratiefase naar de vervuilde stikstofzijde lekt.
Het gehele proces van het destillatietorensysteem maakt gebruik van internationaal geavanceerde ASPEN- en HYSYS-softwaresimulatieberekeningen. De onderste toren is voorzien van een zeer efficiënte zeefplaattoren en de bovenste toren is voorzien van een standaard vultoren om de extractiesnelheid van het apparaat te garanderen en het energieverbruik te verlagen.
E. Bespreking van het proces van lossen en laden van voertuigen met airconditioning
1. Voorwaarden waaraan moet worden voldaan voordat met de luchtafscheiding wordt begonnen:
Voordat u begint, moet u een opstartplan opstellen en schrijven. Hierin staan onder andere de opstartprocedure, de afhandeling van noodgevallen en dergelijke beschreven. Alle handelingen tijdens het opstartproces moeten op locatie worden uitgevoerd.
Het reinigen, spoelen en testen van het smeeroliesysteem is voltooid. Voordat de smeeroliepomp wordt gestart, moet er afdichtingsgas worden toegevoegd om olielekkage te voorkomen. Eerst moet de zelfcirculerende filtratie van de smeerolietank worden uitgevoerd. Wanneer een bepaalde mate van reinheid is bereikt, wordt de olieleiding aangesloten voor spoelen en filteren. Filterpapier wordt toegevoegd vóór de compressor en turbine en wordt voortdurend vervangen om de reinheid van de olie die de apparatuur binnenkomt te garanderen. Het spoelen en in bedrijf stellen van het circulatiewatersysteem, het waterreinigingssysteem en het afvoersysteem van de luchtafscheiding is voltooid. Vóór de installatie moet de zuurstofverrijkte leiding van de luchtafscheiding worden ontvet, gebeitst en gepassiveerd en vervolgens worden gevuld met afdichtingsgas. De leidingen, machines, elektrische apparatuur en instrumenten (met uitzondering van analyse-instrumenten en meetinstrumenten) van de luchtafscheidingsapparatuur zijn geïnstalleerd en gekalibreerd om te worden gekwalificeerd.
Alle werkende mechanische waterpompen, vloeibare zuurstofpompen, luchtcompressoren, boosters, turbine-expanders en dergelijke beschikken over de juiste startvoorwaarden. Sommige moeten daarom eerst op één machine worden getest.
Het moleculaire zeefschakelsysteem voldoet aan de startvoorwaarden en het moleculaire schakelprogramma functioneert naar behoren. Het verwarmen en spoelen van de hogedrukstoomleiding is voltooid. Het standby-instrumentluchtsysteem is in gebruik genomen en handhaaft de instrumentluchtdruk boven 0,6 MPa(G).
2. Reiniging van de leidingen van de luchtafscheidingsunit
Start het smeeroliesysteem en het afdichtingsgassysteem van de stoomturbine, luchtcompressor en koelwaterpomp. Open vóór het starten van de luchtcompressor de ontluchtingsklep van de luchtcompressor en sluit de luchtinlaat van de luchtkoeltoren af met een afsluitplaat. Nadat de uitlaatpijp van de luchtcompressor is gespoeld, de uitlaatdruk de nominale uitlaatdruk bereikt en het doel van de pijpleidingspoeling is gekwalificeerd, sluit u de inlaatpijp van de luchtkoeltoren aan, start u het luchtvoorkoelsysteem (vóór het spoelen mag de pakking van de luchtkoeltoren niet worden gevuld; de inlaatflens van de luchtinlaat van de moleculaire zeefadsorber is losgekoppeld), wacht u tot het doel is gekwalificeerd, start u het zuiveringssysteem voor moleculaire zeef (vóór het spoelen mag het adsorbens van de moleculaire zeefadsorber niet worden gevuld; de inlaatflens van de koude box voor de luchtinlaat moet worden losgekoppeld), stopt u de luchtcompressor totdat het doel is gekwalificeerd, vult u de pakking van de luchtkoeltoren en het adsorbens van de moleculaire zeefadsorber en start u het filter, de stoomturbine, de luchtcompressor, het luchtvoorkoelsysteem en het adsorptiesysteem voor moleculaire zeef opnieuw op na het vullen, ten minste twee weken normale werking na regeneratie, koeling, drukverhoging, adsorptie en drukverlaging. Na een verwarmingsperiode kunnen de luchtleidingen van het systeem na de moleculaire zeefadsorber en de interne leidingen van de fractioneringstoren worden afgeblazen. Dit omvat hogedrukwarmtewisselaars, lagedrukwarmtewisselaars, luchtboosters, turbine-expanders en torenapparatuur voor luchtscheiding. Zorg ervoor dat de luchtstroom die het moleculaire zeefzuiveringssysteem binnenkomt, goed wordt geregeld om overmatige moleculaire zeefweerstand te voorkomen die de bedlaag beschadigt. Voordat de fractioneringstoren wordt geblazen, moeten alle luchtleidingen die de cold box van de fractioneringstoren binnenkomen, worden voorzien van tijdelijke filters om te voorkomen dat stof, lasslakken en andere onzuiverheden de warmtewisselaar binnendringen en het warmtewisselingseffect beïnvloeden. Start het smeerolie- en afdichtingsgassysteem voordat de turbine-expander en de vloeibare zuurstofpomp worden geblazen. Alle gasafdichtingspunten van de luchtscheidingsapparatuur, inclusief de nozzle van de turbine-expander, moeten worden gesloten.
3. Kale koeling en definitieve inbedrijfstelling van de luchtscheidingsunit
Alle leidingen buiten de koude box worden doorgeblazen en alle leidingen en apparatuur in de koude box worden verwarmd en doorgeblazen om aan de koelomstandigheden te voldoen en zich voor te bereiden op een kale koeltest.
Wanneer de koeling van de destillatietoren begint, kan de door de luchtcompressor afgevoerde lucht de destillatietoren niet volledig binnendringen. De overtollige perslucht wordt via de ontluchtingsklep in de atmosfeer afgevoerd, waardoor de persdruk van de luchtcompressor ongewijzigd blijft. Naarmate de temperatuur van elk onderdeel van de destillatietoren geleidelijk afneemt, zal de hoeveelheid ingeademde lucht geleidelijk toenemen. Op dit moment wordt een deel van het terugstromende gas in de destillatietoren naar de waterkoeltoren gestuurd. Het koelproces moet langzaam en gelijkmatig verlopen, met een gemiddelde koelsnelheid van 1 ~ 2 °C/u om een gelijkmatige temperatuur van elk onderdeel te garanderen. Tijdens het koelproces moet de koelcapaciteit van de gasexpander maximaal worden gehouden. Wanneer de lucht aan het koude uiteinde van de hoofdwarmtewisselaar de liquefactietemperatuur nadert, eindigt de koelfase.
De koelfase van de cold box wordt gedurende een bepaalde tijd gehandhaafd en diverse lekken en andere onafgewerkte onderdelen worden gecontroleerd en gerepareerd. Vervolgens wordt de machine stapsgewijs gestopt, wordt het parelzand in de cold box geladen, wordt de luchtscheidingsapparatuur na het laden stapsgewijs gestart en wordt de koelfase hervat. Wanneer de luchtscheidingsapparatuur wordt gestart, gebruikt het regeneratiegas van de moleculaire zeef de door de moleculaire zeef gezuiverde lucht. Wanneer de luchtscheidingsapparatuur wordt gestart en er voldoende regeneratiegas beschikbaar is, wordt het stroompad van de vervuilde ammoniak gebruikt. Tijdens het koelproces daalt de temperatuur in de cold box geleidelijk. Het ammoniakvulsysteem van de cold box moet tijdig worden geopend om negatieve druk in de cold box te voorkomen. Vervolgens wordt de apparatuur in de cold box verder afgekoeld, begint de lucht vloeibaar te worden, begint er vloeistof in de onderste toren te verschijnen en begint het destillatieproces van de bovenste en onderste toren op gang te komen. Stel vervolgens de kleppen langzaam één voor één bij om de luchtscheiding normaal te laten verlopen.
Wilt u meer informatie, neem dan gerust contact met ons op:
Contactpersoon: Lyan.Ji
Telefoon: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Plaatsingstijd: 24-04-2025