Thiết bị tách khí KDON-32000/19000 là thiết bị kỹ thuật công cộng hỗ trợ chính cho dự án etylen glycol 200.000 tấn/năm. Thiết bị này chủ yếu cung cấp hydro thô cho các đơn vị khí hóa áp suất, đơn vị tổng hợp etylen glycol, thu hồi lưu huỳnh và xử lý nước thải, đồng thời cung cấp nitơ áp suất cao và thấp cho các đơn vị khác nhau của dự án etylen glycol để làm sạch và bịt kín ban đầu, đồng thời cung cấp khí cho đơn vị và khí thiết bị.
A. QUY TRÌNH KỸ THUẬT
Thiết bị tách khí KDON32000/19000 được thiết kế và sản xuất bởi Newdraft, áp dụng quy trình tinh chế hấp phụ phân tử áp suất thấp hoàn toàn, làm lạnh bằng cơ cấu giãn nở tuabin tăng áp khí, nén oxy sản phẩm bên trong, nén nitơ áp suất thấp bên ngoài và tuần hoàn tăng áp khí. Tháp dưới sử dụng tháp sàng hiệu suất cao, tháp trên sử dụng quy trình đóng gói có cấu trúc và chưng cất hoàn toàn sản xuất khí argon không chứa hydro.
Không khí thô được hút vào từ cửa vào, bụi bẩn và các tạp chất cơ học khác được loại bỏ bằng bộ lọc khí tự làm sạch. Không khí sau khi qua bộ lọc đi vào máy nén ly tâm, sau khi được máy nén nén, đi vào tháp giải nhiệt khí. Trong quá trình làm mát, nó cũng có thể làm sạch các tạp chất dễ hòa tan trong nước. Không khí sau khi ra khỏi tháp giải nhiệt đi vào bộ lọc rây phân tử để chuyển mạch. Cacbon dioxit, axetilen và độ ẩm trong không khí được hấp thụ. Bộ lọc rây phân tử được sử dụng ở hai chế độ chuyển mạch, một chế độ hoạt động trong khi chế độ còn lại là tái sinh. Chu kỳ làm việc của bộ lọc là khoảng 8 giờ, và mỗi bộ lọc được chuyển mạch 4 giờ một lần, và việc chuyển mạch tự động được điều khiển bằng chương trình có thể chỉnh sửa.
Không khí sau khi hấp phụ sàng phân tử được chia thành ba luồng: một luồng được chiết trực tiếp từ hấp phụ sàng phân tử làm khí cụ cho thiết bị tách khí, một luồng đi vào bộ trao đổi nhiệt dạng tấm cánh tản nhiệt áp suất thấp, được làm mát bằng amoniac và amoniac bị ô nhiễm hồi lưu, sau đó đi vào tháp dưới, một luồng đi đến bộ tăng áp khí và được chia thành hai luồng sau khi nén giai đoạn đầu của bộ tăng áp. Một luồng được chiết trực tiếp và sử dụng làm khí cụ hệ thống và khí thiết bị sau khi giảm áp suất, và luồng còn lại tiếp tục được tăng áp trong bộ tăng áp và được chia thành hai luồng sau khi được nén ở giai đoạn thứ hai. Một luồng được chiết và làm nguội đến nhiệt độ phòng và đi đến đầu tăng áp của bộ giãn nở tua bin để tăng áp suất thêm, sau đó được chiết qua bộ trao đổi nhiệt áp suất cao và đi vào bộ giãn nở để giãn nở và làm việc. Không khí ẩm đã giãn nở đi vào bộ tách khí-lỏng và không khí đã tách ra đi vào tháp dưới. Không khí lỏng được chiết xuất từ bộ tách khí-lỏng đi vào tháp dưới dưới dạng khí lỏng hồi lưu, và dòng còn lại tiếp tục được tăng áp trong bộ tăng áp đến giai đoạn nén cuối cùng, sau đó được làm mát đến nhiệt độ phòng bằng bộ làm mát và đi vào bộ trao đổi nhiệt dạng tấm-vây áp suất cao để trao đổi nhiệt với oxy lỏng và nitơ ô nhiễm hồi lưu. Phần không khí áp suất cao này được hóa lỏng thành. Sau khi không khí lỏng được chiết xuất từ đáy bộ trao đổi nhiệt, nó đi vào tháp dưới sau khi được tiết lưu. Sau khi không khí được chưng cất ban đầu trong tháp dưới, không khí lỏng nghèo, không khí lỏng giàu oxy, nitơ lỏng tinh khiết và amoniac có độ tinh khiết cao thu được. Không khí lỏng nghèo, không khí lỏng giàu oxy và nitơ lỏng tinh khiết được làm mát quá mức trong bộ làm mát và được tiết lưu vào tháp trên để chưng cất tiếp. Oxy lỏng thu được ở đáy tháp trên được nén bởi bơm oxy lỏng và sau đó đi vào bộ trao đổi nhiệt dạng tấm-vây áp suất cao để gia nhiệt lại, sau đó đi vào mạng lưới đường ống oxy. Nitơ lỏng thu được ở đỉnh tháp dưới được chiết xuất và đi vào bể chứa amoniac lỏng. Amoniac có độ tinh khiết cao thu được ở đỉnh tháp dưới được gia nhiệt lại bằng bộ trao đổi nhiệt áp suất thấp và đi vào mạng lưới đường ống amoniac. Nitơ áp suất thấp thu được từ phần trên của tháp trên được gia nhiệt lại bằng bộ trao đổi nhiệt dạng tấm áp suất thấp và sau đó thoát ra khỏi hộp lạnh, sau đó được nén đến 0,45MPa bằng máy nén nitơ và đi vào mạng lưới đường ống amoniac. Một lượng argon nhất định được chiết xuất từ giữa tháp trên và được đưa đến tháp xenon thô. Phần xenon được chưng cất trong tháp argon thô để thu được argon lỏng thô, sau đó được đưa đến giữa tháp argon tinh chế. Sau khi chưng cất trong tháp argon tinh chế, xenon lỏng tinh chế thu được ở đáy tháp. Khí amoniac bẩn được hút ra từ phần trên của tháp trên và sau khi được làm nóng lại bằng bộ làm mát, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm áp suất thấp và bộ trao đổi nhiệt dạng tấm áp suất cao và thoát ra khỏi hộp lạnh, nó được chia thành hai phần: một phần đi vào bộ gia nhiệt hơi nước của hệ thống lọc sàng phân tử dưới dạng khí tái sinh sàng phân tử và khí nitơ bẩn còn lại đi đến tháp giải nhiệt bằng nước. Khi cần khởi động hệ thống dự phòng oxy lỏng, oxy lỏng trong bể chứa oxy lỏng được chuyển vào máy hóa hơi oxy lỏng thông qua van điều chỉnh, sau đó đi vào mạng lưới đường ống oxy sau khi thu được oxy áp suất thấp; khi cần khởi động hệ thống dự phòng nitơ lỏng, amoniac lỏng trong bể chứa nitơ lỏng được chuyển vào máy hóa hơi oxy lỏng thông qua van điều chỉnh, sau đó được nén bởi máy nén amoniac để thu được nitơ áp suất cao và amoniac áp suất thấp, sau đó đi vào mạng lưới đường ống nitơ.
B. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Dựa trên đặc điểm quy mô và quy trình của thiết bị tách khí, hệ thống điều khiển phân tán DCS được áp dụng, kết hợp với việc lựa chọn các hệ thống DCS tiên tiến quốc tế, máy phân tích van điều khiển trực tuyến và các thành phần đo lường và điều khiển khác. Ngoài khả năng hoàn thiện quy trình điều khiển của cụm tách khí, hệ thống còn có thể đặt tất cả các van điều khiển ở vị trí an toàn khi cụm bị dừng đột ngột do tai nạn, đồng thời các bơm tương ứng sẽ chuyển sang trạng thái liên động an toàn để đảm bảo an toàn cho cụm tách khí. Các cụm máy nén tuabin lớn sử dụng hệ thống điều khiển ITCC (hệ thống điều khiển tích hợp cụm máy nén tuabin) để hoàn thiện chức năng điều khiển ngắt quá tốc, điều khiển ngắt khẩn cấp và điều khiển chống đột biến, đồng thời có thể gửi tín hiệu đến hệ thống điều khiển DCS dưới dạng kết nối cứng và truyền thông.
C. Các điểm giám sát chính của bộ phận tách khí
Phân tích độ tinh khiết của khí oxy và khí nitơ sản phẩm rời khỏi bộ trao đổi nhiệt áp suất thấp, phân tích độ tinh khiết của không khí lỏng tháp dưới, phân tích nitơ lỏng tinh khiết tháp dưới, phân tích độ tinh khiết của khí rời khỏi tháp trên, phân tích độ tinh khiết của khí đi vào bộ làm mát phụ, phân tích độ tinh khiết của oxy lỏng trong tháp trên, nhiệt độ sau van lưu lượng không đổi của không khí lỏng ngưng tụ thô, chỉ báo áp suất và mức chất lỏng của bộ tách khí-lỏng tháp chưng cất, chỉ báo nhiệt độ của khí nitơ bẩn rời khỏi bộ trao đổi nhiệt áp suất cao, phân tích độ tinh khiết của không khí đi vào bộ trao đổi nhiệt áp suất thấp, nhiệt độ không khí rời khỏi bộ trao đổi nhiệt áp suất cao, nhiệt độ và chênh lệch nhiệt độ của khí amoniac bẩn rời khỏi bộ trao đổi nhiệt, phân tích khí tại cổng chiết xuất phân đoạn xenon tháp trên: tất cả đều dùng để thu thập dữ liệu trong quá trình khởi động và vận hành bình thường, có lợi cho việc điều chỉnh các điều kiện vận hành của bộ phận tách khí và đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị tách khí. Phân tích hàm lượng nitơ oxit và axetilen trong quá trình làm mát chính và phân tích hàm lượng ẩm trong khí tăng áp: để ngăn không khí có độ ẩm xâm nhập vào hệ thống chưng cất, gây đông đặc và tắc nghẽn kênh trao đổi nhiệt, ảnh hưởng đến diện tích và hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt, axetilen sẽ phát nổ sau khi tích tụ trong quá trình làm mát chính vượt quá một giá trị nhất định. Lưu lượng khí phớt trục bơm oxy lỏng, phân tích áp suất, nhiệt độ bộ gia nhiệt ổ trục bơm oxy lỏng, nhiệt độ khí phớt mê cung, nhiệt độ không khí lỏng sau khi giãn nở, áp suất khí phớt giãn nở, lưu lượng, chỉ báo áp suất chênh lệch, áp suất dầu bôi trơn, mức thùng dầu và nhiệt độ phía sau bộ làm mát dầu, đầu giãn nở của tua bin, lưu lượng dầu đầu vào đầu tăng áp, nhiệt độ ổ trục, chỉ báo rung: tất cả để đảm bảo bộ giãn nở tua bin và bơm oxy lỏng hoạt động an toàn và bình thường, và cuối cùng là để đảm bảo hoạt động bình thường của quá trình phân đoạn không khí.
Áp suất chính của hệ thống gia nhiệt sàng phân tử, phân tích lưu lượng, nhiệt độ đầu vào và đầu ra của không khí sàng phân tử (nitơ bẩn), chỉ báo áp suất, nhiệt độ và lưu lượng khí tái sinh sàng phân tử, chỉ báo điện trở của hệ thống lọc, chỉ báo chênh lệch áp suất đầu ra sàng phân tử, nhiệt độ đầu vào hơi nước, báo động chỉ báo áp suất, báo động phân tích H20 của bộ gia nhiệt đầu ra khí tái sinh, báo động nhiệt độ đầu ra ngưng tụ, phân tích CO2 sàng phân tử đầu ra không khí, chỉ báo lưu lượng tháp dưới và tăng áp đầu vào không khí: để đảm bảo hoạt động chuyển mạch bình thường của hệ thống hấp phụ sàng phân tử và đảm bảo hàm lượng CO2 và H20 của không khí đi vào hộp lạnh ở mức thấp. Chỉ báo áp suất không khí của dụng cụ: để đảm bảo rằng không khí của dụng cụ để tách không khí và không khí của dụng cụ cung cấp cho mạng lưới đường ống đạt 0,6MPa (G) để đảm bảo hoạt động sản xuất bình thường.
D.Đặc điểm của bộ phận tách khí
1. Đặc điểm quy trình
Do áp suất oxy cao của dự án etylen glycol, thiết bị tách khí KDON32000/19000 áp dụng chu trình tăng áp khí, quy trình nén oxy lỏng bên trong và quy trình nén amoniac bên ngoài, tức là bộ tăng áp khí + bơm oxy lỏng + bộ giãn nở tuabin tăng áp được kết hợp với hệ thống trao đổi nhiệt hợp lý để thay thế máy nén oxy quy trình áp suất bên ngoài. Giảm thiểu nguy cơ an toàn do sử dụng máy nén oxy trong quy trình nén bên ngoài. Đồng thời, lượng lớn oxy lỏng được chiết xuất từ hệ thống làm mát chính có thể đảm bảo khả năng tích tụ hydrocarbon trong oxy lỏng làm mát chính được giảm thiểu, đảm bảo thiết bị tách khí hoạt động an toàn. Quy trình nén bên trong có chi phí đầu tư thấp hơn và cấu hình hợp lý hơn.
2. Đặc điểm của thiết bị tách khí
Bộ lọc khí tự làm sạch được trang bị hệ thống điều khiển tự động, có thể tự động xả ngược theo thời gian và có thể điều chỉnh chương trình theo kích thước điện trở. Hệ thống làm mát sơ bộ sử dụng tháp đóng gói ngẫu nhiên hiệu suất cao và điện trở thấp, và bộ phân phối chất lỏng sử dụng bộ phân phối mới, hiệu quả và tiên tiến, không chỉ đảm bảo tiếp xúc hoàn toàn giữa nước và không khí mà còn đảm bảo hiệu suất trao đổi nhiệt. Một bộ tách sương dạng lưới kim loại được đặt trên đỉnh để đảm bảo không khí ra khỏi tháp giải nhiệt không khí không mang theo nước. Hệ thống hấp phụ sàng phân tử áp dụng chu kỳ dài và thanh lọc hai lớp. Hệ thống chuyển mạch áp dụng công nghệ điều khiển chuyển mạch không va đập và một bộ gia nhiệt hơi nước đặc biệt được sử dụng để ngăn hơi nước gia nhiệt rò rỉ sang phía nitơ bẩn trong giai đoạn tái sinh.
Toàn bộ quy trình của hệ thống tháp chưng cất áp dụng tính toán mô phỏng phần mềm ASPEN và HYSYS tiên tiến quốc tế. Tháp dưới sử dụng tháp sàng hiệu suất cao, tháp trên sử dụng tháp đóng gói thông thường, đảm bảo tốc độ chiết xuất của thiết bị và giảm tiêu thụ năng lượng.
E. Thảo luận về quy trình xếp dỡ hàng hóa trên xe ô tô có điều hòa
1. Các điều kiện cần đáp ứng trước khi bắt đầu tách khí:
Trước khi khởi động, phải tổ chức và viết kế hoạch khởi động, bao gồm quy trình khởi động và xử lý sự cố khẩn cấp, v.v. Mọi hoạt động trong quá trình khởi động phải được thực hiện tại chỗ.
Hoàn tất việc vệ sinh, xả và vận hành thử hệ thống dầu bôi trơn. Trước khi khởi động bơm dầu bôi trơn, phải bổ sung khí bịt kín để tránh rò rỉ dầu. Đầu tiên, phải tiến hành lọc tự tuần hoàn thùng dầu bôi trơn. Khi đạt đến độ sạch nhất định, đường ống dẫn dầu được kết nối để xả và lọc, nhưng giấy lọc được thêm vào trước khi vào máy nén và tua bin và được thay thế liên tục để đảm bảo độ sạch của dầu vào thiết bị. Hoàn tất việc xả và đưa hệ thống nước tuần hoàn, hệ thống làm sạch nước và hệ thống xả của bộ tách khí vào hoạt động. Trước khi lắp đặt, đường ống giàu oxy của bộ tách khí cần được tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ và thụ động hóa, sau đó nạp khí bịt kín. Các đường ống, máy móc, thiết bị điện và dụng cụ (trừ dụng cụ phân tích và dụng cụ đo lường) của thiết bị tách khí đã được lắp đặt và hiệu chuẩn để đủ điều kiện.
Tất cả các máy bơm nước cơ học, máy bơm oxy lỏng, máy nén khí, máy tăng áp, máy giãn nở tua bin, v.v. đều phải có điều kiện để khởi động và một số máy phải được thử nghiệm trên một máy duy nhất trước.
Hệ thống chuyển mạch sàng phân tử đã đủ điều kiện khởi động, chương trình chuyển mạch phân tử đã được xác nhận có thể hoạt động bình thường. Việc gia nhiệt và làm sạch đường ống hơi áp suất cao đã hoàn tất. Hệ thống khí dự phòng đã được đưa vào sử dụng, duy trì áp suất khí thiết bị trên 0,6MPa(G).
2. Làm sạch đường ống của bộ phận tách khí
Khởi động hệ thống dầu bôi trơn và hệ thống khí làm kín của tua bin hơi, máy nén khí và bơm nước làm mát. Trước khi khởi động máy nén khí, mở van xả của máy nén khí và bịt kín cửa hút gió của tháp giải nhiệt bằng tấm chắn. Sau khi ống thoát khí của máy nén khí được xả, áp suất khí thải đạt áp suất khí thải định mức và mục tiêu xả đường ống đạt yêu cầu, kết nối ống vào tháp giải nhiệt không khí, khởi động hệ thống làm mát không khí trước (trước khi xả, không được nạp vật liệu đệm tháp giải nhiệt không khí; mặt bích đầu vào của bộ hấp thụ sàng phân tử đầu vào không khí bị ngắt kết nối), đợi cho đến khi mục tiêu đạt yêu cầu, khởi động hệ thống làm sạch sàng phân tử (trước khi xả, không được nạp vật liệu hấp thụ sàng phân tử; mặt bích đầu vào hộp lạnh đầu vào không khí phải bị ngắt kết nối), dừng máy nén khí cho đến khi mục tiêu đạt yêu cầu, nạp vật liệu đệm tháp giải nhiệt không khí và vật liệu hấp thụ sàng phân tử, sau đó khởi động lại bộ lọc, tua bin hơi, máy nén khí, hệ thống làm mát không khí trước, hệ thống hấp thụ sàng phân tử sau khi nạp đầy, ít nhất hai tuần hoạt động bình thường sau khi tái sinh, làm mát, tăng áp suất, hấp thụ và giảm áp suất. Sau một thời gian gia nhiệt, các đường ống dẫn khí của hệ thống sau bộ hấp thụ sàng phân tử và các đường ống bên trong của tháp phân đoạn có thể được thổi bay. Bao gồm bộ trao đổi nhiệt áp suất cao, bộ trao đổi nhiệt áp suất thấp, bộ tăng áp khí, bộ giãn nở tuabin và thiết bị tháp thuộc bộ phận tách khí. Cần chú ý kiểm soát luồng khí đi vào hệ thống lọc sàng phân tử để tránh sức cản sàng phân tử quá mức làm hỏng lớp nền. Trước khi thổi tháp phân đoạn, tất cả các đường ống dẫn khí vào hộp lạnh tháp phân đoạn phải được trang bị bộ lọc tạm thời để ngăn bụi, xỉ hàn và các tạp chất khác xâm nhập vào bộ trao đổi nhiệt và ảnh hưởng đến hiệu quả trao đổi nhiệt. Khởi động hệ thống dầu bôi trơn và khí làm kín trước khi thổi bộ giãn nở tuabin và bơm oxy lỏng. Tất cả các điểm làm kín khí của thiết bị tách khí, bao gồm cả vòi phun của bộ giãn nở tuabin, phải được đóng kín.
3. Làm mát trần và đưa vào vận hành cuối cùng của bộ phận tách khí
Tất cả các đường ống bên ngoài hộp lạnh đều được thổi sạch, và tất cả các đường ống và thiết bị trong hộp lạnh đều được làm nóng và thổi sạch để đáp ứng các điều kiện làm mát và chuẩn bị cho thử nghiệm làm mát trần.
Khi quá trình làm mát tháp chưng cất bắt đầu, không khí do máy nén khí thải ra không thể đi vào tháp chưng cất hoàn toàn. Khí nén dư thừa được thải ra khí quyển thông qua van thông hơi, do đó giữ cho áp suất xả của máy nén khí không đổi. Khi nhiệt độ của từng bộ phận trong tháp chưng cất giảm dần, lượng không khí hít vào sẽ tăng dần. Lúc này, một phần khí hồi lưu trong tháp chưng cất được đưa đến tháp giải nhiệt nước. Quá trình làm mát nên được thực hiện chậm và đều, với tốc độ làm mát trung bình từ 1 ~ 2℃/h để đảm bảo nhiệt độ đồng đều của từng bộ phận. Trong quá trình làm mát, công suất làm mát của bộ giãn nở khí nên được giữ ở mức tối đa. Khi không khí ở đầu lạnh của bộ trao đổi nhiệt chính gần với nhiệt độ hóa lỏng, giai đoạn làm mát kết thúc.
Giai đoạn làm mát của hộp lạnh được duy trì trong một khoảng thời gian và các rò rỉ khác nhau và các bộ phận chưa hoàn thiện khác được kiểm tra và sửa chữa. Sau đó, dừng máy từng bước, bắt đầu nạp cát ngọc trai vào hộp lạnh, khởi động thiết bị tách khí từng bước sau khi nạp và vào lại giai đoạn làm mát. Lưu ý rằng khi thiết bị tách khí được khởi động, khí tái sinh của sàng phân tử sử dụng không khí được làm sạch bởi sàng phân tử. Khi thiết bị tách khí được khởi động và có đủ khí tái sinh, đường dẫn dòng amoniac bẩn được sử dụng. Trong quá trình làm mát, nhiệt độ trong hộp lạnh giảm dần. Hệ thống nạp amoniac hộp lạnh phải được mở kịp thời để ngăn áp suất âm trong hộp lạnh. Sau đó, thiết bị trong hộp lạnh được làm mát thêm, không khí bắt đầu hóa lỏng, chất lỏng bắt đầu xuất hiện ở tháp dưới và quá trình chưng cất của tháp trên và tháp dưới bắt đầu được thiết lập. Sau đó, từ từ điều chỉnh từng van một để quá trình tách khí diễn ra bình thường.
Nếu bạn muốn biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi:
Liên hệ: Lyan.Ji
Điện thoại: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
Whatsapp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Thời gian đăng: 24-04-2025