Impianto di ossigeno

Panoramica

Industrial Purity Nitrogen Plant combina la compressione dell'aria, la purificazione ad adsorbimento e la distillazione criogenica. Producono azoto fino al 99,999% di purezza.

I sistemi di generazione di azoto sono sicuri, affidabili e di facile utilizzo e manutenzione. Sono disponibili diverse opzioni, a seconda delle esigenze del cliente. Ad esempio, possono includere un evaporatore di riserva e un dispositivo di stoccaggio per migliorare la disponibilità e l'affidabilità, o un dispositivo di cogenerazione di liquido per integrare il dispositivo di stoccaggio di liquido di riserva. Allo stesso modo, il sistema di generazione di azoto può ottimizzare le spese in conto capitale (capex) e le spese operative (OPEX) in base alle esigenze del cliente. Queste apparecchiature sono completamente imballate per una rapida installazione.

1. Impianto di ossigeno

2. Induzione ASU: l'apparecchiatura di separazione dell'aria separa l'aria dall'atmosfera nei suoi componenti principali, solitamente azoto e ossigeno, e talvolta argon e altri gas rari e inerti.

3. Processo di produzione:

Per ottenere basse temperature di distillazione, l'unità di separazione dell'aria richiede un ciclo di refrigerazione che opera attraverso l'effetto Joule-Thomson e l'apparecchiatura di raffreddamento deve essere mantenuta all'interno di un involucro isolante (spesso indicato come "scatola fredda"). Il raffreddamento del gas richiede una grande quantità di energia per far funzionare questo ciclo di refrigerazione ed è fornito dal compressore d'aria. Le moderne ASU utilizzano turbine di espansione per il raffreddamento; l'uscita dell'espansore aiuta a guidare il compressore d'aria, che aumenta l'efficienza. Il processo include i seguenti passaggi principali

Una specie di. Prima di essere compressa, l'aria viene prefiltrata per rimuovere la polvere.

B. L'aria viene compressa e la pressione finale di mandata è determinata dalla velocità di recupero del prodotto e dallo stato del fluido (gas o liquido). Gli intervalli di pressione tipici sono compresi tra 5 e 10 bar relativi. Il flusso d'aria può anche essere compresso a diverse pressioni per aumentare l'efficienza dell'ASU. Durante il processo di compressione, l'acqua si condensa nel radiatore interstadio.

C. L'aria di processo viene generalmente fatta passare attraverso un letto di setacci molecolari per rimuovere eventuali residui di vapore acqueo e anidride carbonica, che possono congelare e intasare le apparecchiature criogeniche. I setacci molecolari sono generalmente progettati per rimuovere qualsiasi idrocarburo gassoso dall'aria, in quanto questi possono essere un problema nelle successive distillazioni dell'aria, portando potenzialmente a esplosioni. Il letto del setaccio molecolare deve essere rigenerato. Questo viene fatto installando più unità funzionanti in modalità alternata e utilizzando il gas di scarico della coproduzione a secco per desorbire l'acqua.

D. L'aria di processo passa attraverso uno scambiatore di calore integrato (solitamente uno scambiatore di calore a piastre) e viene raffreddata contro un flusso di prodotto (e rifiuti) a bassa temperatura. Parte dell'aria si liquefa per formare un liquido ricco di ossigeno. Il gas rimanente viene arricchito di azoto e distillato in azoto quasi puro (tipicamente < 1 ppm) in una colonna di distillazione ad alta pressione (HP). Il condensatore di questa colonna necessita di refrigerazione, che si ottiene espandendo ulteriormente il flusso più ricco di ossigeno attraverso una valvola o attraverso un espansore (compressore inverso).

e. In alternativa, quando l'ASU produce ossigeno puro, il condensatore può essere raffreddato scambiando calore con un ribollitore in una colonna di distillazione a bassa pressione (LP) (operante a 1.2-1.3 bar assoluti). Per ridurre al minimo i costi di compressione, il condensatore/ribollitore combinato della colonna HP/LP deve funzionare con una differenza di temperatura di soli 1-2 gradi Kelvin, richiedendo uno scambiatore di calore in alluminio saldobrasato a piastre. La purezza tipica dell'ossigeno varia dal 97,5% al ​​99,5% e influisce sul massimo recupero di ossigeno. La refrigerazione necessaria per produrre prodotti liquidi è ottenuta tramite l'effetto JT nell'espansore, che immette aria compressa direttamente nella colonna a bassa pressione. Pertanto, una parte dell'aria non viene separata e deve lasciare la parte superiore della colonna a bassa pressione come flusso di scarico.

F. Poiché il punto di ebollizione dell'argon (87,3 K in condizioni standard) è compreso tra l'ossigeno (90,2 K) e l'azoto (77,4 K), l'argon si accumula nella parte inferiore della colonna a bassa pressione. Durante la produzione di argon, un'estrazione laterale di vapore viene prelevata dalla colonna a bassa pressione, dove la concentrazione di argon è massima. Viene inviato a un'altra colonna per rettificare l'argon alla purezza desiderata, da dove il liquido viene riportato nella stessa posizione nella colonna LP. La purezza dell'argon al di sotto di 1 ppm può essere raggiunta utilizzando una moderna baderna strutturata con una caduta di pressione molto bassa. Sebbene l'argon sia presente nell'alimentazione a meno dell'1 percento, la colonna di argon ad aria richiede molta energia a causa dell'elevato rapporto di riflusso (circa 30) richiesto nella colonna di argon. Il raffreddamento della colonna di argon può essere fornito da liquido ricco espanso a freddo o azoto liquido.

G. Infine, il prodotto ottenuto in forma gassosa viene riscaldato a temperatura ambiente nell'aria in entrata. Ciò richiede un'integrazione termica attentamente progettata, che deve tenere conto della robustezza ai disturbi (a causa della commutazione dei letti di setacci molecolari). Durante l'avvio potrebbe essere necessario anche un ulteriore raffreddamento esterno.

Etichetta sexy: impianto di ossigeno