Industrielle Luftzerlegungsanlage für die chemische Industrie

Die industrielle Luftzerlegungsanlage für die chemische Industrie nutzt bewährte kryogene Destillationstechnologie zur effizienten Trennung von Sauerstoff, Stickstoff und Edelgasen aus der Luft und eignet sich für kontinuierliche Gasnachfrageszenarien wie große Chemieparks, integrierte Raffinations- und Chemiekomplexe, Kohlechemieanlagen und Ammoniaksyntheseanlagen. Die Einheit kann unter langfristigen Volllastbedingungen betrieben werden, um Sauerstoff, Stickstoff und Instrumentenluft mit stabiler Reinheit zu liefern und bietet so eine zuverlässige Grundlage für nachgeschaltete Oxidations-, Synthese-, Schutzatmosphären- und sicherheitsrelevante Inertisierungsprozesse.

Im Vergleich zu Flaschengasen und flüssigen Produkten, die von Tankwagen geliefert werden, produziert ein vor Ort installiertes kryogenes Luftzerlegungspaket Gas vor Ort, wodurch die Auswirkungen von Logistik- und Preisschwankungen auf die Produktion reduziert werden und Chemieunternehmen dabei helfen, den langfristigen Energieverbrauch und die Gesamtkonfiguration des Versorgungssystems zu optimieren.

Produktumfang und Konfiguration

Diese Serie kryogener Luftzerlegungsanlagen ist für mittlere und große Chemieanlagen konzipiert. Die typische Sauerstoffproduktionskapazität einer einzelnen -Einheit umfasst Folgendes:

• Sauerstoff: 1.000–40.000 Nm³/h (größer oder gleich 99,5 % O₂, erhältlich als gasförmiges oder flüssiges Produkt)
• Stickstoff: 1.000–50.000 Nm³/h (99,9–99,999 % N₂)
• Kryogene Flüssigkeiten: flüssiger Sauerstoff, flüssiger Stickstoff und flüssiges Argon, konfigurierbar in den erforderlichen Verhältnissen
• Betriebsart: Dauerbetrieb (typischerweise ausgelegt für 8.000 h/Jahr oder mehr)

Eine typische verpackte industrielle Luftzerlegungsanlage für die chemische Industrie umfasst im Allgemeinen:

• Luftkompressor und nachgeschaltetes Aufbereitungssystem (Vorkühleinheit, Luftfilter)
• Molekularsieb-Reinigungssystem (Entfernung von Feuchtigkeit, CO₂ und Kohlenwasserstoffverunreinigungen)
• Hauptwärmetauscher und kryogene Kühlbox (Destillationskolonnen mit hohem- und niedrigem-Druck, Flüssigkeits--Luft/Flüssigkeits--Stickstoffreservoirs)
• Flüssigkeitslagertanks und Pumpen-Skids (je nach Prozessanforderungen konfiguriert)
• Instrumentierungs- und Steuerungssystem (DCS/PLC, Analysatoren, Verriegelungen und Schutz)
• Versorgungsschnittstellen (Kühlwasser, Umlaufwasser, Stromversorgung, Instrumentenluft etc.)

Prinzip und Strukturbeschreibung

1. Verfahrensprinzip (Kryogene Destillation)

• Die Ansaugluft wird komprimiert und vorgekühlt und anschließend einem Molekularsieb-Reinigungssystem zugeführt, um Feuchtigkeit und CO₂ zu entfernen und so ein Einfrieren bei niedrigen Temperaturen zu verhindern.
• Die gereinigte Luft wird in einem Plattenwärmetauscher tief auf eine Temperatur nahe ihrem Verflüssigungspunkt abgekühlt.
• Nach der Expansion durch ein Drosselventil oder einen Turboexpander entsteht ein zwei{0}phasiges Gas-Flüssigkeits-Gemisch, das zur Stufenrektifikation in die Hochdruck- und Niederdrucksäulen eingespeist wird.
• Durch Ausnutzung der unterschiedlichen Siedepunkte von Sauerstoff, Stickstoff und Argon wird eine mehrstufige Gleichgewichtstrennung innerhalb der Säulen erreicht, wodurch hoch{1}reiner Sauerstoff, hoch{2}reiner Stickstoff und rohe/rektifizierte Argonprodukte erzeugt werden.

2. Hauptstrukturkomponenten

• Luftkompressionsabschnitt: Sorgt für einen stabilen Einlassluftdruck, typischerweise im Bereich von 0,55–0,75 MPa (Überdruck).
• Luftvorkühlungs- und -reinigungsabschnitt: Eine Kaltwassereinheit oder ein Kühlwassersystem mit geschlossenem{1}Kreislauf-kombiniert mit Molekularsieb-Adsorberbehältern zur Entfeuchtung, CO₂-Entfernung und Kohlenwasserstoffentfernung.
• Kryo-Kühlbox: Enthält den Hauptwärmetauscher, Hoch-{0}}- und Nieder{{1}-Druckdestillationskolonnen, Flüssigkeits-{2}Luft-/Flüssigkeits--Stickstoffreservoirs, Reboiler/Kondensatoren und andere wichtige Geräte; es ist der Kern der gesamten Einheit.
• Flüssigkeitsspeicher- und Pumpsystem: Konfiguriert mit Lagertanks für flüssigen Sauerstoff, flüssigen Stickstoff und flüssiges Argon sowie Kryopumpen nach Bedarf.
• Steuerungs- und Sicherheitssystem: DCS/PLC, Sauerstoffanalysatoren, Taupunktmessgeräte, Sicherheitsverriegelungssysteme und Notabschaltsysteme.

Typische Produktspezifikationen und Temperaturbereich

1. Typische Produktreinheit und Durchflussrate

Hinweis: Die oben genannten Bereiche sind typische Auslegungsbereiche und können je nach dem spezifischen Last- und Gasverbrauchsprofil der Chemieanlage angepasst werden.

2. Typischer Energieverbrauch und technische Parameter

Technische Merkmale und technische Highlights

• Verwendet Platten-{0}Rippenwärmetauscher und einen Doppelsäulen-Destillationsprozess und sorgt so für eine hohe Wärmeübertragungseffizienz bei relativ kompakter Stellfläche.
• Das Molekularsieb-Reinigungssystem entfernt gleichzeitig Feuchtigkeit, CO₂ und einen Teil der Kohlenwasserstoffe, um einen langfristig sicheren Betrieb der Coldbox zu gewährleisten.
• Kann in Luftkompressoren mit variabler Drehzahl, Verdunstungskühlung und Kälteenergierückgewinnung integriert werden, um den spezifischen Stromverbrauch für die Sauerstoff- und Stickstoffproduktion zu reduzieren.
• Unterstützt mehrere Produktkombinationen, einschließlich reinem Sauerstoff, angereichertem Sauerstoff, Stickstoff und kryogenen Flüssigkeiten, sodass Chemiefabriken ihre Versorgungseinrichtungen flexibel konfigurieren können.
• Wichtige Kontrollpunkte (obere/untere Säulenanalyse, Reinheit, Durchflussrate, Taupunkt usw.) werden alle online überwacht und durch Verriegelungen geschützt.

Industrielle Anwendungen

In der Chemie- und Raffinerieindustrie sorgen kryogene Luftzerlegungsanlagen hauptsächlich für die kontinuierliche Gasversorgung folgender Prozesse:

• Ammoniak-/Harnstoffanlagen: Bereitstellung von Sauerstoff für die Synthesegasoxidation und inertem Stickstoff als Schutzgas.
• Ethylen, Aromaten und nachgelagerte Feinchemikalien: Wird für Oxidationsreaktionen, Abgasbehandlung und sicherheitsrelevante Inertisierung verwendet.
• Kohle-Chemie- und Kohlevergasungsprojekte: Bereitstellung großer Sauerstoffmengen für die stufenweise Luftverbrennung, Vergaser und nachgeschaltete Verarbeitungseinheiten.
• Raffinerien und Hydrotreating-Einheiten: Wird in Abgasbehandlungs-, Schwefelrückgewinnungs- und Stickstoffüberlagerungssystemen zum Explosionsschutz verwendet.

Auswahlunterstützung und Engineering-Dienstleistungen von Shenger Gas

Bei der Planung oder Modernisierung von Versorgungssystemen für Chemieanlagen erfordert die Auswahl einer geeigneten industriellen Luftzerlegungsanlage für die chemische Industrie für ein bestimmtes Projekt eine umfassende Berücksichtigung mehrerer Faktoren, darunter Anlagengröße, Sauerstoff-Stickstoff-Produktverhältnis, Lastschwankungen, lokale Stromtarife sowie Betriebs- und Wartungsstrategie.

Shenger Gas ist seit langem auf Industriegase und Luftzerlegungssysteme spezialisiert. Basierend auf den Gasverbrauchsprofilen von Chemieparks und einzelnen Prozesseinheiten können wir beim Optionsvergleich, der Bestätigung technischer Parameter, der Bewertung des Energieverbrauchs- und technischen Layoutempfehlungen behilflich sein und Eigentümern integrierte Lösungen bieten, die das Design von Prozesspaketen, die Lieferung kompletter Geräte, Installation und Inbetriebnahme sowie Schulungs- und Wartungsunterstützung umfassen.

Für weitere Informationen zur Konfiguration und Anwendung von kryogenen Luftzerlegungsanlagen in der chemischen Industrie wenden Sie sich bitte an das technische Team von Shenger Gas.

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