Luftseparasjonsenheten KDON-32000/19000 er den viktigste støttende offentlige ingeniørenheten for etylenglykolprosjektet på 200 000 tonn/år. Den forsyner hovedsakelig rå hydrogen til trykkforgassingsenheten, etylenglykolsynteseenheten, svovelgjenvinningsenheten og kloakkrensingen, og forsyner høy- og lavtrykksnitrogen til ulike enheter i etylenglykolprosjektet for oppstartsrensing og tetting, og forsyner også enhetsluft og instrumentluft.
A. TEKNISK PROSESS
KDON32000/19000 luftseparasjonsutstyr er designet og produsert av Newdraft, og bruker prosessflytskjemaet med full lavtrykks molekylær adsorpsjonsrensing, kjøling med luftforsterkerturbinens ekspansjonsmekanisme, intern kompresjon av produktets oksygen, ekstern kompresjon av lavtrykksnitrogen og luftforsterkerens sirkulasjon. Det nedre tårnet bruker et høyeffektivt silplatetårn, og det øvre tårnet bruker strukturert pakking og full destillasjon av hydrogenfri argonproduksjonsprosess.
Råluften suges inn fra innløpet, og støv og andre mekaniske urenheter fjernes av det selvrensende luftfilteret. Luften etter filteret går inn i sentrifugalkompressoren, og etter å ha blitt komprimert av kompressoren, går den inn i luftkjøletårnet. Under avkjøling kan den også rense urenheter som er lett løselige i vann. Etter at luften forlater kjøletårnet, går den inn i molekylsiktrenseren for kobling. Karbondioksid, acetylen og fuktighet i luften absorberes. Molekylsiktrenseren brukes i to koblingsmoduser, hvorav den ene er i drift mens den andre regenererer. Renseren har en arbeidssyklus på omtrent 8 timer, og én renser byttes hver 4. time, og den automatiske koblingen styres av det redigerbare programmet.
Luften etter molekylsil-adsorberen er delt inn i tre strømmer: én strøm ekstraheres direkte fra molekylsil-adsorberen som instrumentluft for luftseparasjonsutstyret, én strøm går inn i lavtrykks plate-finne varmeveksleren, avkjøles av refluksforurenset ammoniakk og ammoniakk, og går deretter inn i det nedre tårnet, én strøm går til luftforsterkeren, og deles inn i to strømmer etter første trinns komprimering av forsterkeren. Én strøm ekstraheres direkte og brukes som systeminstrumentluft og enhetsluft etter at trykket er redusert, og den andre strømmen fortsetter å være under trykk i forsterkeren og deles inn i to strømmer etter å ha blitt komprimert i andre trinn. Én strøm ekstraheres og avkjøles til romtemperatur og går til forsterkerenden av turbinekspanderen for ytterligere trykksetting, og deretter ekstraheres gjennom høytrykksvarmeveksleren og går inn i ekspanderen for ekspansjon og arbeid. Den ekspanderte fuktige luften går inn i gass-væskeseparatoren, og den separerte luften går inn i det nedre tårnet. Den flytende luften som trekkes ut fra gass-væskeseparatoren går inn i det nedre tårnet som flytende luft-tilbakeløpsvæske, og den andre strømmen fortsetter å bli trykksatt i boosteren til sluttkompresjonstrinnet, og deretter avkjøles den til romtemperatur av kjøleren og går inn i høytrykks plate-finne varmeveksleren for varmeutveksling med flytende oksygen og tilbakeløpsforurenset nitrogen. Denne delen av høytrykksluften blir flytendegjort til ... Etter at den flytende luften er trukket ut fra bunnen av varmeveksleren, går den inn i det nedre tårnet etter struping. Etter at luften først er destillert i det nedre tårnet, oppnås mager flytende luft, oksygenrik flytende luft, rent flytende nitrogen og høyrens ammoniakk. Den magre flytende luften, den oksygenrike flytende luften og det rene flytende nitrogenet blir underkjølt i kjøleren og strupt inn i det øvre tårnet for videre destillasjon. Det flytende oksygenet som oppnås i bunnen av det øvre tårnet komprimeres av den flytende oksygenpumpen og går deretter inn i høytrykks plate-finne varmeveksleren for oppvarming, og går deretter inn i oksygenrørledningsnettet. Det flytende nitrogenet som oppnås i toppen av det nedre tårnet trekkes ut og går inn i lagringstanken for flytende ammoniakk. Den høyrene ammoniakken som oppnås på toppen av det nedre tårnet varmes opp igjen av lavtrykksvarmeveksleren og går inn i ammoniakkrørledningsnettet. Lavtrykksnitrogenet som oppnås fra den øvre delen av det øvre tårnet varmes opp igjen av lavtrykks plate-finne-varmeveksleren og forlater deretter den kalde boksen, og komprimeres deretter til 0,45 MPa av nitrogenkompressoren og går inn i ammoniakkrørledningsnettet. En viss mengde argonfraksjon ekstraheres fra midten av det øvre tårnet og sendes til det rå xenon-tårnet. Xenonfraksjonen destilleres i det rå argon-tårnet for å oppnå rå flytende argon, som deretter sendes til midten av det raffinerte argon-tårnet. Etter destillasjon i det raffinerte argon-tårnet oppnås raffinert flytende xenon på bunnen av tårnet. Den skitne ammoniakkgassen trekkes ut fra den øvre delen av det øvre tårnet, og etter å ha blitt varmet opp igjen av kjøleren, lavtrykks-platefinnevarmeveksleren og høytrykks-platefinnevarmeveksleren og forlatt kjøleboksen, er den delt i to deler: én del går inn i dampvarmeren til molekylsiktrensesystemet som molekylsiktregenereringsgass, og den gjenværende skitne nitrogengassen går til vannkjøletårnet. Når det flytende oksygenbackupsystemet må startes, kobles det flytende oksygenet i lagringstanken for flytende oksygen over i fordamperen for flytende oksygen gjennom reguleringsventilen, og går deretter inn i oksygenrørledningsnettet etter å ha oppnådd lavtrykksoksygen. Når det flytende nitrogenbackupsystemet må startes, kobles den flytende ammoniakken i lagringstanken for flytende nitrogen over i fordamperen for flytende oksygen gjennom reguleringsventilen, og komprimeres deretter av ammoniakkkompressoren for å oppnå høytrykksnitrogen og lavtrykksammoniakk, og går deretter inn i nitrogenrørledningsnettet.
B. KONTROLLSYSTEM
I henhold til skalaen og prosessegenskapene til luftseparasjonsutstyret, tas det distribuerte DCS-kontrollsystemet i bruk, kombinert med utvalget av internasjonalt avanserte DCS-systemer, online-analysatorer for kontrollventiler og andre måle- og kontrollkomponenter. I tillegg til å kunne fullføre prosesskontrollen av luftseparasjonsenheten, kan den også sette alle kontrollventiler i en sikker posisjon når enheten slås av i en ulykke, og de tilhørende pumpene går inn i en sikkerhetslåsetilstand for å sikre sikkerheten til luftseparasjonsenheten. Store turbinkompressorenheter bruker ITCC-kontrollsystemer (integrerte kontrollsystemer for turbinkompressorenheter) for å fullføre enhetens overhastighetskontroll, nødavstengningskontroll og anti-overspenningskontrollfunksjoner, og kan sende signaler til DCS-kontrollsystemet i form av fast kabling og kommunikasjon.
C. Hovedovervåkingspunkter for luftseparasjonsenhet
Renhetsanalyse av produkt oksygen og nitrogengass som forlater lavtrykksvarmeveksleren, renhetsanalyse av flytende luft i det nedre tårnet, analyse av rent flytende nitrogen i det nedre tårnet, renhetsanalyse av gass som forlater det øvre tårnet, renhetsanalyse av gass som kommer inn i underkjøleren, renhetsanalyse av flytende oksygen i det øvre tårnet, temperatur etter rå kondensator refluks flytende luft konstant strømningsventil, trykk- og væskenivåindikasjon av destillasjonstårnets gass-væske separator, temperaturindikasjon av skitten nitrogengass som forlater høytrykksvarmeveksleren, renhetsanalyse av luft som kommer inn i lavtrykksvarmeveksleren, lufttemperatur som forlater høytrykksvarmeveksleren, temperatur og temperaturforskjell for skitten ammoniakkgass som forlater varmeveksleren, gassanalyse ved det øvre tårnets xenonfraksjonsekstraksjonsport: alle disse er for å samle inn data under oppstart og normal drift, noe som er gunstig for å justere driftsforholdene til luftseparasjonsenheten og sikre normal drift av luftseparasjonsutstyret. Analyse av lystgass og acetyleninnhold i hovedkjølingen, og analyse av fuktighetsinnhold i forsterkningsluften: for å forhindre at luft med fuktighet kommer inn i destillasjonssystemet, noe som forårsaker størkning og blokkering av varmevekslerkanalen, noe som påvirker varmevekslerens areal og effektivitet, vil acetylen eksplodere etter at akkumuleringen i hovedkjølingen overstiger en viss verdi. Flytende oksygenpumpe akseltetning gasstrøm, trykkanalyse, flytende oksygenpumpe lagervarmertemperatur, labyrinttetningsgasstemperatur, flytende lufttemperatur etter ekspansjon, ekspandertetningsgasstrykk, strømning, differansetrykkindikasjon, smøreoljetrykk, oljetanknivå og oljekjølerens bakre temperatur, turbinekspanderens ekspansjonsende, boosterende oljeinntaksstrømning, lagertemperatur, vibrasjonsindikasjon: alt for å sikre sikker og normal drift av turbinekspanderen og flytende oksygenpumpen, og til slutt for å sikre normal drift av luftfraksjoneringen.
Hovedtrykk for oppvarming av molekylsil, strømningsanalyse, inn- og utløpstemperaturer for molekylsilluft (skittent nitrogen), trykkindikasjon, temperatur og strømning for regenereringsgass for molekylsil, motstandsindikasjon for rensesystem, trykkforskjellsindikasjon for utløpstrykk for molekylsil, innløpstemperatur for damp, trykkindikasjonsalarm, H20-analysealarm for regenereringsgassutløpsvarmer, temperaturalarm for kondensatutløp, CO2-analyse for luftutløp for molekylsil, strømningsindikasjon for nedre luftinntakstårn og booster: for å sikre normal koblingsdrift av adsorpsjonssystemet for molekylsil og for å sikre at CO2- og H20-innholdet i luften som kommer inn i kjøleboksen er på et lavt nivå. Instrumentlufttrykkindikasjon: for å sikre at instrumentluften for luftseparasjon og instrumentluften som tilføres rørledningsnettet når 0,6 MPa (G) for å sikre normal produksjonsdrift.
D. Egenskaper for luftseparasjonsenhet
1. Prosessegenskaper
På grunn av det høye oksygentrykket i etylenglykolprosjektet, bruker KDON32000/19000 luftseparasjonsutstyr luftforsterkningsyklus, intern kompresjon av flytende oksygen og ekstern ammoniakkkompresjonsprosess, det vil si at luftforsterkeren + flytende oksygenpumpen + boosterturbinekspanderen kombineres med en rimelig organisering av varmevekslersystemet for å erstatte den eksterne trykkprosessens oksygenkompressor. Sikkerhetsfarene forårsaket av bruk av oksygenkompressorer i den eksterne kompresjonsprosessen reduseres. Samtidig kan den store mengden flytende oksygen som ekstraheres av hovedkjølingen sikre at muligheten for hydrokarbonopphopning i hovedkjølingens flytende oksygen minimeres for å sikre sikker drift av luftseparasjonsutstyret. Den interne kompresjonsprosessen har lavere investeringskostnader og en mer rimelig konfigurasjon.
2. Kjennetegn ved luftseparasjonsutstyr
Det selvrensende luftfilteret er utstyrt med et automatisk kontrollsystem som automatisk kan justere tilbakespylingen og justere programmet i henhold til motstandsstørrelsen. Forkjølingssystemet bruker et tilfeldig pakningstårn med høy effektivitet og lav motstand, og væskefordeleren bruker en ny, effektiv og avansert fordeler som ikke bare sikrer full kontakt mellom vann og luft, men også varmevekslingsytelsen. En duggfjerner av trådnett er plassert på toppen for å sikre at luften som kommer ut av luftkjøletårnet ikke fører med seg vann. Molekylsil-adsorpsjonssystemet bruker langsyklus- og dobbeltlagsrensing. Brytersystemet bruker slagfri bryterkontrollteknologi, og en spesiell dampvarmer brukes for å forhindre at varmedampen lekker til den skitne nitrogensiden under regenereringsfasen.
Hele prosessen i destillasjonstårnsystemet bruker internasjonalt avansert ASPEN- og HYSYS-programvaresimuleringsberegning. Det nedre tårnet bruker et høyeffektivt silplatetårn, og det øvre tårnet bruker et vanlig pakningstårn for å sikre enhetens ekstraksjonshastighet og redusere energiforbruket.
E. Diskusjon om prosessen med lossing og lasting av klimaanleggskjøretøy
1. Vilkår som må oppfylles før luftseparasjonen starter:
Før oppstart, organiser og skriv en oppstartsplan, inkludert oppstartsprosessen og håndtering av nødulykker osv. Alle operasjoner under oppstartsprosessen må utføres på stedet.
Rengjøring, spyling og testdrift av smøreoljesystemet er fullført. Før oppstart av smøreoljepumpen må tetningsgass tilsettes for å forhindre oljelekkasje. Først må selvsirkulerende filtrering av smøreoljetanken utføres. Når en viss grad av renhet er oppnådd, kobles oljerørledningen til for spyling og filtrering, men filterpapir tilsettes før det går inn i kompressoren og turbinen, og det byttes kontinuerlig ut for å sikre at oljen som kommer inn i utstyret er ren. Spyling og igangkjøring av sirkulasjonsvannsystemet, vannrensesystemet og dreneringssystemet til luftseparasjonen er fullført. Før installasjon må den oksygenanrikede rørledningen til luftseparasjonen avfettes, beises og passiveres, og deretter fylles med tetningsgass. Rørledninger, maskineri, elektrisk utstyr og instrumenter (unntatt analyseinstrumenter og måleinstrumenter) til luftseparasjonsutstyret er installert og kalibrert for å være kvalifisert.
Alle mekaniske vannpumper, flytende oksygenpumper, luftkompressorer, boostere, turbinekspandere osv. i drift har startbetingelser, og noen bør testes på én maskin først.
Molekylsilbrytersystemet har betingelsene for oppstart, og det er bekreftet at det molekylære bryterprogrammet kan fungere normalt. Oppvarming og rensing av høytrykksdamprørledningen er fullført. Standby-instrumentluftsystemet er tatt i bruk, og holder instrumentlufttrykket over 0,6 MPa (G).
2. Rensing av rørledninger for luftseparasjonsenhet
Start smøreoljesystemet og tetningsgassystemet til dampturbinen, luftkompressoren og kjølevannspumpen. Før du starter luftkompressoren, åpne luftventilen på luftkompressoren og tett luftinntaket til luftkjøletårnet med en blindplate. Etter at luftkompressorens utløpsrør er renset, eksostrykket når det nominelle eksostrykket og rørledningens rensemål er kvalifisert, koble til luftkjøletårnets innløpsrør, start luftforkjølingssystemet (før renselse må ikke luftkjøletårnets pakning fylles; luftinntakets molekylsil-adsorberinnløpsflens er frakoblet), vent til målet er kvalifisert, start molekylsilrensesystemet (før renselse må ikke molekylsil-adsorberens adsorbent fylles; luftinntakets kaldboksinnløpsflens må frakobles), stopp luftkompressoren til målet er kvalifisert, fyll luftkjøletårnets pakning og molekylsil-adsorberens adsorbent, og start filteret, dampturbinen, luftkompressoren, luftforkjølingssystemet og molekylsil-adsorbersystemet på nytt etter fylling, minst to ukers normal drift etter regenerering, kjøling, trykkøkning, adsorpsjon og trykkreduksjon. Etter en periode med oppvarming kan luftrørene i systemet etter molekylsil-adsorberen og de indre rørene i fraksjoneringstårnet blåses av. Dette inkluderer høytrykksvarmevekslere, lavtrykksvarmevekslere, luftboostere, turbinekspandere og tårnutstyr som tilhører luftseparasjon. Vær oppmerksom på å kontrollere luftstrømmen som kommer inn i molekylsilrensesystemet for å unngå overdreven molekylsilmotstand som skader sjiktet. Før fraksjoneringstårnet blåses, må alle luftrør som kommer inn i fraksjoneringstårnets kjøleboks utstyres med midlertidige filtre for å forhindre at støv, sveiseslagg og andre urenheter kommer inn i varmeveksleren og påvirker varmevekslingseffekten. Start smøreolje- og tetningsgasssystemet før du blåser turbinekspanderen og flytende oksygenpumpen. Alle gasstettingspunkter på luftseparasjonsutstyret, inkludert dysen på turbinekspanderen, må lukkes.
3. Bare kjøling og endelig igangkjøring av luftseparasjonsenhet
Alle rørledninger utenfor kjøleboksen blåses av, og alle rørledninger og utstyr i kjøleboksen varmes opp og blåses av for å oppfylle kjøleforholdene og forberedes til barkjølingstest.
Når avkjølingen av destillasjonstårnet begynner, kan ikke luften som slippes ut av luftkompressoren komme helt inn i destillasjonstårnet. Overskuddstrykkluft slippes ut i atmosfæren gjennom lufteventilen, og dermed holdes luftkompressorens utløpstrykk uendret. Etter hvert som temperaturen i hver del av destillasjonstårnet gradvis synker, vil mengden luft som inhaleres gradvis øke. På dette tidspunktet sendes en del av tilbakeløpsgassen i destillasjonstårnet til vannkjøletårnet. Kjøleprosessen bør utføres sakte og jevnt, med en gjennomsnittlig kjølehastighet på 1 ~ 2 ℃/t for å sikre jevn temperatur i hver del. Under kjøleprosessen bør kjølekapasiteten til gassekspanderen holdes på maksimalt nivå. Når luften i den kalde enden av hovedvarmeveksleren er nær flytendegjøringstemperaturen, avsluttes kjøletrinnet.
Kjølestadiet i kjøleboksen opprettholdes en periode, og diverse lekkasjer og andre uferdige deler kontrolleres og repareres. Deretter stoppes maskinen trinn for trinn, perlesand begynn å laste inn i kjøleboksen, luftseparasjonsutstyret startes trinn for trinn etter lasting, og kjølestadiet går tilbake. Merk at når luftseparasjonsutstyret startes, bruker regenereringsgassen i molekylsilen luften som er renset av molekylsilen. Når luftseparasjonsutstyret startes og det er nok regenereringsgass, brukes den skitne ammoniakkstrømningsbanen. Under kjøleprosessen synker temperaturen i kjøleboksen gradvis. Ammoniakkfyllingssystemet i kjøleboksen bør åpnes i tide for å forhindre negativt trykk i kjøleboksen. Deretter kjøles utstyret i kjøleboksen ytterligere ned, luften begynner å bli flytende, væske begynner å dukke opp i det nedre tårnet, og destillasjonsprosessen i det øvre og nedre tårnet begynner å etableres. Juster deretter ventilene sakte én etter én for å få luftseparasjonen til å gå normalt.
Hvis du vil vite mer informasjon, kan du gjerne kontakte oss:
Kontakt: Lyan.Ji
Tlf: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Publisert: 24. april 2025