Telefoon: 0086-15531448603
E-mail:elena@hznuzhuo.com
De KDON-32000/19000 luchtseparatie-eenheid is de belangrijkste ondersteunende openbare technische eenheid voor het ethyleenglycolproject met een capaciteit van 200.000 ton per jaar. Deze eenheid levert hoofdzakelijk ruwe waterstof aan de drukgasificatie-eenheid, de ethyleenglycolsynthese-eenheid, de zwavelterugwinning en de afvalwaterzuivering. Daarnaast levert de eenheid stikstof onder hoge en lage druk aan diverse onderdelen van het ethyleenglycolproject voor opstartspoeling en afdichting, en levert tevens perslucht voor de installaties en instrumenten.
A. TECHNISCH PROCES
De KDON32000/19000 luchtseparatie-installatie is ontworpen en geproduceerd door Newdraft en maakt gebruik van het volgende processtroomschema: volledige lagedruk moleculaire adsorptiezuivering, koeling met een luchtbooster turbine-expansiemechanisme, interne compressie van productzuurstof, externe compressie van lagedruk stikstof en luchtboostercirculatie. De onderste toren is een hoogrendements zeefplaattoren en de bovenste toren maakt gebruik van een gestructureerd pakkings- en een volledig destillatieproces voor de productie van waterstofvrij argon.
De lucht wordt via de inlaat aangezogen en het zelfreinigende luchtfilter verwijdert stof en andere mechanische onzuiverheden. Na het filter komt de lucht in de centrifugaalcompressor terecht, waar deze wordt gecomprimeerd en vervolgens in de koeltoren wordt geleid. Tijdens het koelen worden ook de in water oplosbare onzuiverheden verwijderd. De lucht die de koeltoren verlaat, komt in de moleculaire zeefzuiveraar terecht voor regeneratie. Koolstofdioxide, acetyleen en vocht in de lucht worden geadsorbeerd. De moleculaire zeefzuiveraar werkt in twee standen: een stand waarin de ene werkt en de andere in regeneratiemodus is. De werkcyclus van de zuiveraar is ongeveer 8 uur. Elke 4 uur wordt één zuiveraar omgeschakeld en de automatische omschakeling wordt aangestuurd door een programmeerbaar programma.
De lucht na de moleculaire zeefadsorber wordt verdeeld in drie stromen: één stroom wordt rechtstreeks uit de moleculaire zeefadsorber afgetapt als instrumentlucht voor de luchtscheidingsapparatuur, één stroom gaat naar de lagedruk-platenwarmtewisselaar, wordt gekoeld door de terugvloeiende vervuilde ammoniak en ammoniak, en komt vervolgens in de onderste toren terecht, één stroom gaat naar de luchtbooster en wordt na de eerste compressietrap in de booster in twee stromen verdeeld. Eén stroom wordt direct afgetapt en gebruikt als instrumentlucht en perslucht voor het systeem na drukverlaging, en de andere stroom wordt verder onder druk gezet in de booster en wordt na de tweede compressietrap in twee stromen verdeeld. Eén stroom wordt afgetapt en afgekoeld tot kamertemperatuur en gaat naar het boostereinde van de turbine-expander voor verdere drukverhoging, waarna deze via de hogedruk-warmtewisselaar in de expander terechtkomt voor expansie en verwerking. De geëxpandeerde vochtige lucht komt in de gas-vloeistofscheider terecht en de gescheiden lucht komt in de onderste toren terecht. De vloeibare lucht die uit de gas-vloeistofscheider wordt afgetapt, komt als vloeibare luchtreflux in de onderste toren terecht. De andere stroom wordt verder onder druk gezet in de booster voor de laatste compressiefase, waarna deze door de koeler tot kamertemperatuur wordt afgekoeld en in de hogedruk-platenwarmtewisselaar terechtkomt voor warmte-uitwisseling met vloeibare zuurstof en verontreinigde stikstof. Dit deel van de hogedruklucht wordt vloeibaar gemaakt. Nadat de vloeibare lucht aan de onderkant van de warmtewisselaar is afgetapt, komt deze na smooring in de onderste toren terecht. Na de eerste destillatie in de onderste toren worden magere vloeibare lucht, zuurstofrijke vloeibare lucht, zuivere vloeibare stikstof en ammoniak van hoge zuiverheid verkregen. De magere vloeibare lucht, zuurstofrijke vloeibare lucht en zuivere vloeibare stikstof worden in de koeler onderkoeld en via smooring naar de bovenste toren geleid voor verdere destillatie. De vloeibare zuurstof die aan de onderkant van de bovenste toren wordt verkregen, wordt gecomprimeerd door de vloeibare zuurstofpomp en komt vervolgens in de hogedruk-platenwarmtewisselaar terecht voor herverwarming, waarna deze in het zuurstofleidingnet wordt gepompt. De vloeibare stikstof die bovenin de onderste toren wordt gewonnen, wordt afgetapt en in de opslagtank voor vloeibare ammoniak terechtgekomen. De hoogzuivere ammoniak die bovenin de onderste toren wordt gewonnen, wordt opnieuw verwarmd door de lagedruk-warmtewisselaar en in het ammoniakleidingnetwerk gepompt. De lagedrukstikstof die bovenin de bovenste toren wordt gewonnen, wordt opnieuw verwarmd door de lagedruk-platenwarmtewisselaar en verlaat vervolgens de koelbox. Daar wordt de stikstof door de stikstofcompressor gecomprimeerd tot 0,45 MPa en in het ammoniakleidingnetwerk gepompt. Een bepaalde hoeveelheid argonfractie wordt in het midden van de bovenste toren gewonnen en naar de ruwe-xenontoren geleid. De xenonfractie wordt in de ruwe-argontoren gedestilleerd om ruwe vloeibare argon te verkrijgen, die vervolgens naar het midden van de geraffineerde-argontoren wordt gepompt. Na destillatie in de geraffineerde-argontoren wordt onderin de toren geraffineerde vloeibare xenon verkregen. Het vervuilde ammoniakgas wordt uit het bovenste deel van de bovenste toren afgezogen en na herverwarming door de koeler, de lagedruk-platenwarmtewisselaar en de hogedruk-platenwarmtewisselaar, en na het verlaten van de koudebox, in tweeën gesplitst: een deel gaat naar de stoomverwarmer van het moleculaire zeefzuiveringssysteem als regeneratiegas voor de moleculaire zeef, en het resterende vervuilde stikstofgas gaat naar de waterkoeltoren. Wanneer het vloeibare zuurstof-backupsysteem moet worden opgestart, wordt de vloeibare zuurstof in de vloeibare zuurstofopslagtank via de regelklep naar de vloeibare zuurstofverdamper geleid en vervolgens, na het verkrijgen van lagedrukzuurstof, het zuurstofleidingnet in gepompt; wanneer het vloeibare stikstof-backupsysteem moet worden opgestart, wordt de vloeibare ammoniak in de vloeibare stikstofopslagtank via de regelklep naar de vloeibare zuurstofverdamper geleid en vervolgens door de ammoniakcompressor gecomprimeerd om hogedrukstikstof en lagedrukammoniak te verkrijgen, die vervolgens het stikstofleidingnet in worden gepompt.
B. BESTURINGSSYSTEEM
Op basis van de schaal en proceseigenschappen van de luchtseparatie-installatie wordt gekozen voor een gedistribueerd DCS-besturingssysteem, in combinatie met internationaal geavanceerde DCS-systemen, online regelklepanalysatoren en andere meet- en regelcomponenten. Dit systeem zorgt niet alleen voor de procesbesturing van de luchtseparatie-installatie, maar zet ook alle regelkleppen in een veilige stand wanneer de installatie bij een storing uitvalt. De bijbehorende pompen worden dan in een veiligheidsvergrendelingsmodus gezet om de veiligheid van de installatie te waarborgen. Grote turbinecompressorinstallaties maken gebruik van ITCC-besturingssystemen (geïntegreerde besturingssystemen voor turbinecompressorinstallaties) voor de overtoerentalbeveiliging, noodstop en overspanningsbeveiliging. Signalen kunnen via bekabeling en communicatie naar het DCS-besturingssysteem worden verzonden.
C. Belangrijkste meetpunten van de luchtscheidingseenheid
Zuiverheidsanalyse van zuurstof- 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 de constante-stroomklep voor vloeibare lucht in de ruwe condensor, druk- en vloeistofniveau-indicatie van de gas-vloeistofscheider in de destillatietoren, temperatuurindicatie van vervuild stikstofgas dat de hogedruk-warmtewisselaar verlaat, zuiverheidsanalyse van lucht die de lagedruk-warmtewisselaar binnenkomt, luchttemperatuur die de hogedruk-warmtewisselaar verlaat, temperatuur en temperatuurverschil van vervuild ammoniakgas dat de warmtewisselaar verlaat, gasanalyse bij de xenonfractie-extractiepoort van de bovenste toren: al deze gegevens worden verzameld tijdens de opstart en normale werking, wat nuttig is voor het afstellen van de bedrijfsomstandigheden van de luchtseparatie-eenheid en het waarborgen van de normale werking van de luchtseparatieapparatuur. Analyse van het stikstofoxide- en acetyleengehalte in de hoofdkoeling, en analyse van het vochtgehalte in de boosterlucht: om te voorkomen dat vochtige lucht het distillatiesysteem binnendringt, waardoor stolling en verstopping van de warmtewisselaarkanalen ontstaat en het warmtewisselaaroppervlak en de efficiëntie worden beïnvloed, zal acetyleen exploderen wanneer de accumulatie in de hoofdkoeling een bepaalde waarde overschrijdt. Analyse van de gasstroom en -druk in de asafdichting van de vloeibare zuurstofpomp, temperatuur van de lagerverwarming van de vloeibare zuurstofpomp, temperatuur van het labyrintafdichtingsgas, temperatuur van de vloeibare lucht na expansie, druk, stroom en drukverschil van het expanderafdichtingsgas, smeeroliedruk, olietankniveau en temperatuur aan de achterzijde van de oliekoeler, temperatuur van het expansie-uiteinde van de turbine-expander, olietoevoer naar de booster, lagertemperatuur en trillingsindicatie: dit alles om de veilige en normale werking van de turbine-expander en de vloeibare zuurstofpomp te garanderen, en uiteindelijk om de normale werking van de luchtfractionering te waarborgen.
Analyse van de hoofddruk en debiet van de verwarming met moleculaire zeef, in- en uitlaattemperaturen van de lucht (vervuilde stikstof) voor de moleculaire zeef, drukindicatie, temperatuur en debiet van het regeneratiegas voor de moleculaire zeef, weerstandsindicatie van het zuiveringssysteem, indicatie van het drukverschil aan de uitlaat van de moleculaire zeef, temperatuur van de stoominlaat, alarm voor de drukindicatie, alarm voor de H2O-analyse van de regeneratiegasuitlaat van de verwarmer, alarm voor de temperatuur van het condensaat aan de uitlaat, CO2-analyse van de luchtuitlaat van de moleculaire zeef, indicatie van het debiet van de luchtinlaat van de onderste toren en de booster: om de normale werking van het adsorptiesysteem met moleculaire zeef te garanderen en om ervoor te zorgen dat het CO2- en H2O-gehalte van de lucht die de koelbox binnenkomt laag is. Indicatie van de instrumentluchtdruk: om ervoor te zorgen dat de instrumentlucht voor luchtscheiding en de instrumentlucht die aan het leidingnetwerk wordt toegevoerd een druk van 0,6 MPa (G) bereiken om de normale werking van de productie te garanderen.
D. Kenmerken van de luchtscheidingseenheid
1. Proceskenmerken
Vanwege de hoge zuurstofdruk in het ethyleenglycolproject maakt de KDON32000/19000 luchtseparatie-installatie gebruik van een luchtboostercyclus, interne compressie met vloeibare zuurstof en externe compressie met ammoniak. Dit houdt in dat de luchtbooster, de vloeibare zuurstofpomp en de boosterturbine-expander, in combinatie met een slim warmtewisselaarsysteem, de externe drukcompressor voor zuurstof vervangen. Hierdoor worden de veiligheidsrisico's die gepaard gaan met het gebruik van zuurstofcompressoren in het externe compressieproces verminderd. Tegelijkertijd zorgt de grote hoeveelheid vloeibare zuurstof die via de hoofdkoeling wordt afgezogen ervoor dat de kans op koolwaterstofophoping in de vloeibare zuurstof van de hoofdkoeling tot een minimum wordt beperkt, wat de veilige werking van de luchtseparatie-installatie garandeert. Het interne compressieproces heeft lagere investeringskosten en een efficiëntere configuratie.
2. Kenmerken van luchtseparatieapparatuur
Het zelfreinigende luchtfilter is uitgerust met een automatisch besturingssysteem dat automatisch de terugspoeling kan timen en het programma kan aanpassen aan de weerstandswaarde. Het voorkoelsysteem maakt gebruik van een zeer efficiënte en weerstandsarme, willekeurig gepakte koeltoren, en de vloeistofverdeler is een nieuwe, efficiënte en geavanceerde verdeler die niet alleen zorgt voor volledig contact tussen water en lucht, maar ook voor optimale warmteoverdracht. Bovenaan is een draadgaas-demister geplaatst om te voorkomen dat de lucht die de koeltoren verlaat, water bevat. Het adsorptiesysteem met moleculaire zeven maakt gebruik van een lange cyclus en een dubbellaags filterbed. Het schakelsysteem maakt gebruik van schokvrije schakeltechnologie en een speciale stoomverwarmer voorkomt dat verwarmingsstoom tijdens de regeneratiefase naar de vervuilde stikstofzijde lekt.
Het gehele proces van het destillatietorensysteem maakt gebruik van internationaal geavanceerde ASPEN- en HYSYS-software voor simulatieberekeningen. De onderste toren is voorzien van een zeer efficiënte zeefplaattoren en de bovenste toren van een reguliere pakkingtoren om de extractiesnelheid van het apparaat te garanderen en het energieverbruik te verlagen.
E. Bespreking van het proces van het lossen en laden van voertuigen met airconditioning
1. Voorwaarden waaraan moet worden voldaan voordat met de luchtscheiding kan worden begonnen:
Voordat u begint, dient u een opstartplan op te stellen en uit te schrijven, inclusief het opstartproces en de afhandeling van noodsituaties, enz. Alle werkzaamheden tijdens het opstartproces moeten ter plaatse worden uitgevoerd.
Het reinigen, doorspoelen en testen van het smeeroliesysteem is voltooid. Voordat de smeeroliepomp wordt gestart, moet afdichtingsgas worden toegevoegd om olielekkage te voorkomen. Eerst moet de zelfcirculerende filtratie van de smeerolietank worden uitgevoerd. Wanneer een bepaalde reinheidsgraad is bereikt, wordt de olieleiding aangesloten voor doorspoelen en filteren. Er wordt echter filterpapier toegevoegd vóórdat de olie de compressor en turbine binnenkomt en dit wordt constant vervangen om de reinheid van de olie die de apparatuur binnenkomt te garanderen. Het doorspoelen en inbedrijfstellen van het circulatiesysteem, het waterreinigingssysteem en het afvoersysteem van de luchtseparatie is voltooid. Vóór de installatie moet de zuurstofverrijkte leiding van de luchtseparatie worden ontvet, gebeitst en gepassiveerd, en vervolgens gevuld met afdichtingsgas. De leidingen, machines, elektrische installaties en instrumenten (met uitzondering van analyse- en meetinstrumenten) van de luchtseparatie-installatie zijn geïnstalleerd en gekalibreerd en voldoen aan de kwalificatie-eisen.
Alle werkende mechanische waterpompen, vloeibare zuurstofpompen, luchtcompressoren, boosters, turbine-expanders, enz. hebben de juiste opstartvoorwaarden, en sommige moeten eerst op een enkele machine worden getest.
Het moleculaire zeefschakelsysteem voldoet aan de opstartvoorwaarden en het moleculaire schakelprogramma is naar behoren functionerend bevonden. Het verwarmen en spoelen van de hogedrukstoomleiding is voltooid. Het reserve-instrumentluchtsysteem is in gebruik genomen en handhaaft de instrumentluchtdruk boven 0,6 MPa (G).
2. Ontluchten van de leidingen van de luchtseparatie-eenheid
Start het smeeroliesysteem en het afdichtingsgassysteem van de stoomturbine, de luchtcompressor en de koelwaterpomp. Open vóór het starten van de luchtcompressor de ontluchtingsklep van de luchtcompressor en sluit de luchtinlaat van de koeltoren af met een blindplaat. Nadat de uitlaatleiding van de luchtcompressor is gespoeld, de uitlaatdruk de nominale uitlaatdruk heeft bereikt en de spoeling van de leiding is geslaagd, sluit u de inlaatleiding van de luchtkoeltoren aan en start u het luchtvoorkoelsysteem (vóór het spoelen mag de pakking van de luchtkoeltoren niet gevuld zijn; de inlaatflens van de moleculaire zeefadsorber moet losgekoppeld zijn). Wacht tot de gewenste druk is bereikt en start vervolgens het moleculaire zeefzuiveringssysteem (vóór het spoelen mag het adsorptiemiddel van de moleculaire zeefadsorber niet gevuld zijn; de inlaatflens van de koudebox moet losgekoppeld zijn). Zet de luchtcompressor uit totdat de gewenste druk is bereikt, vul de pakking van de luchtkoeltoren en het adsorptiemiddel van de moleculaire zeefadsorber en herstart het filter, de stoomturbine, de luchtcompressor, het luchtvoorkoelsysteem en het moleculaire zeedadsorptiesysteem na het vullen. Na regeneratie, koeling, drukverhoging, adsorptie en drukverlaging duurt het minimaal twee weken normaal bedrijf. Na een periode van opwarming kunnen de luchtleidingen van het systeem na de moleculaire zeedadsorber en de interne leidingen van de fractioneringstoren worden doorgeblazen. Dit omvat hogedruk- en lagedruk-warmtewisselaars, luchtboosters, turbine-expanders en torenapparatuur die bij luchtscheiding horen. Let goed op de luchtstroom die het moleculaire zeefzuiveringssysteem binnenkomt om overmatige weerstand van de moleculaire zeef te voorkomen, wat de bedlaag kan beschadigen. Voordat de fractioneringstoren wordt ingeblazen, moeten alle luchtleidingen die de koude box van de fractioneringstoren binnenkomen, worden voorzien van tijdelijke filters om te voorkomen dat stof, lasslakken en andere onzuiverheden de warmtewisselaar binnendringen en het warmteoverdrachtseffect beïnvloeden. Start het smeerolie- en afdichtingsgassysteem voordat de turbine-expander en de vloeibare zuurstofpomp worden ingeblazen. Alle gasafdichtingspunten van de luchtscheidingsapparatuur, inclusief de nozzle van de turbine-expander, moeten gesloten zijn.
3. Koeling zonder koelmiddel en definitieve inbedrijfstelling van de luchtseparatie-eenheid
Alle leidingen buiten de koelbox worden doorgeblazen en alle leidingen en apparatuur in de koelbox worden verwarmd en doorgeblazen om aan de koelomstandigheden te voldoen en zich voor te bereiden op de koeltest.
Wanneer de koeling van de destillatietoren begint, kan de door de luchtcompressor afgevoerde lucht niet volledig in de destillatietoren terechtkomen. De overtollige perslucht wordt via de ontluchtingsklep naar de atmosfeer afgevoerd, waardoor de persdruk van de luchtcompressor constant blijft. Naarmate de temperatuur in elk deel van de destillatietoren geleidelijk daalt, neemt de hoeveelheid aangezogen lucht geleidelijk toe. Op dit moment wordt een deel van het refluxgas in de destillatietoren naar de waterkoeltoren geleid. Het koelproces moet langzaam en gelijkmatig verlopen, met een gemiddelde koelsnelheid van 1 à 2 °C/u, om een uniforme temperatuur in elk deel te garanderen. Tijdens het koelproces moet de koelcapaciteit van de gasexpander op maximaal worden gehouden. Wanneer de lucht aan het koude uiteinde van de hoofdwarmtewisselaar de liquefactietemperatuur bijna heeft bereikt, eindigt de koelfase.
De koelfase van de koelbox wordt gedurende een bepaalde tijd gehandhaafd, waarbij diverse lekken en andere onafgewerkte onderdelen worden gecontroleerd en gerepareerd. Vervolgens wordt de machine stapsgewijs gestopt, waarna het parelzand in de koelbox wordt geladen. Na het laden wordt de luchtseparatie-installatie stapsgewijs gestart en de koelfase wordt hervat. Let op: bij het opstarten van de luchtseparatie-installatie wordt het regeneratiegas van de moleculaire zeef gebruikt, dat is gezuiverd door de moleculaire zeef. Wanneer de luchtseparatie-installatie is gestart en er voldoende regeneratiegas is, wordt de toevoerleiding voor vervuilde ammoniak gebruikt. Tijdens het koelproces daalt de temperatuur in de koelbox geleidelijk. Het ammoniakvulsysteem van de koelbox moet tijdig worden geopend om onderdruk in de koelbox te voorkomen. Vervolgens koelt de apparatuur in de koelbox verder af, begint de lucht te condenseren, verschijnt er vloeistof in de onderste toren en begint het distillatieproces in de bovenste en onderste torens. Tot slot worden de kleppen één voor één langzaam afgesteld om de luchtseparatie normaal te laten verlopen.
Wilt u meer informatie? Neem dan gerust contact met ons op.
Contactpersoon: Lyan.Ji
Tel: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Geplaatst op: 24 april 2025
