Planta de separació de gas d'aire ASU Planta d'oxigen mèdic

Visió general

La planta de nitrogen de puresa industrial combina compressió d'aire, purificació per adsorció i destil·lació criogènica. Produeixen nitrogen fins a un 99,999 per cent de puresa.

Els sistemes de generació de nitrogen són segurs, fiables i fàcils d'operar i mantenir. Hi ha diverses opcions disponibles, depenent de les necessitats del client. Per exemple, poden incloure un evaporador en espera i un dispositiu d'emmagatzematge per millorar la disponibilitat i la fiabilitat, o un dispositiu de cogeneració líquida per complementar el dispositiu d'emmagatzematge de líquids en espera. De la mateixa manera, el sistema de generació de nitrogen pot optimitzar les despeses de capital (capex) i les despeses d'explotació (OPEX) segons els requisits del client. Aquests equips estan totalment empaquetats per a una instal·lació ràpida.

1. Planta d'Oxigen

2. Inducció ASU: l'equip de separació d'aire separa l'aire de l'atmosfera en els seus components principals, normalment nitrogen i oxigen, i de vegades argó i altres gasos rars i inerts.

3. Procés de producció:

Per aconseguir temperatures de destil·lació baixes, la unitat de separació d'aire requereix un cicle de refrigeració que funciona mitjançant l'efecte Joule-Thomson, i l'equip de refrigeració s'ha de mantenir dins d'un recinte aïllant (sovint anomenada "caixa freda"). La refrigeració del gas requereix una gran quantitat d'energia per fer funcionar aquest cicle de refrigeració i la proporciona el compressor d'aire. Les ASU modernes utilitzen turbines d'expansió per a la refrigeració; la sortida de l'expansor ajuda a impulsar el compressor d'aire, la qual cosa augmenta l'eficiència. El procés inclou els següents passos principals

Un tipus de. Abans de ser comprimit, l'aire es filtra prèviament per eliminar la pols.

b. L'aire es comprimeix i la pressió final de lliurament ve determinada per la velocitat de recuperació del producte i l'estat del fluid (gas o líquid). Els rangs de pressió típics estan entre 5 i 10 bar manomètric. El flux d'aire també es pot comprimir a diferents pressions per augmentar l'eficiència de l'ASU. Durant el procés de compressió, l'aigua es condensa al refrigerador interetapa.

C. L'aire de procés normalment es fa passar a través d'un llit de tamís molecular per eliminar qualsevol residu de vapor d'aigua i diòxid de carboni, que pot congelar i obstruir l'equip criogènic. Els tamisos moleculars estan dissenyats generalment per eliminar qualsevol hidrocarburs gasós de l'aire, ja que aquests poden ser un problema en les destil·lacions posteriors de l'aire, que poden provocar explosions. El llit del tamís molecular s'ha de regenerar. Això es fa instal·lant múltiples unitats que funcionen en mode alternatiu i utilitzant gasos residuals de coproducció seca per desorbir l'aigua.

d. L'aire de procés passa a través d'un intercanviador de calor integrat (normalment un intercanviador de calor de placa-aleta) i es refreda contra un corrent de producte (i residus) a baixa temperatura. Part de l'aire es liqua formant un líquid ric en oxigen. El gas restant s'enriqueix amb nitrogen i es destil·la a nitrogen gairebé pur (normalment < 1="" ppm)="" en="" una="" columna="" de="" destil·lació="" d'alta="" pressió="" (hp).="" el="" condensador="" d'aquesta="" columna="" requereix="" refrigeració,="" que="" s'obté="" expandint="" encara="" més="" el="" corrent="" més="" ric="" en="" oxigen="" a="" través="" d'una="" vàlvula="" o="" mitjançant="" un="" expansor="" (compressor="">

e. Alternativament, quan l'ASU produeix oxigen pur, el condensador es pot refredar intercanviant calor amb un reboiler en una columna de destil·lació de baixa pressió (LP) (que funciona a 1,2-1,3 bar absolut). Per minimitzar els costos de compressió, el condensador/reboiler combinat de la columna HP/LP ha de funcionar amb una diferència de temperatura de només 1-2 graus Kelvin, requerint un intercanviador de calor d'alumini soldat amb aletes de plaques. La puresa típica de l'oxigen oscil·la entre el 97,5% i el 99,5% i afecta la recuperació màxima d'oxigen. La refrigeració necessària per produir productes líquids s'obté mitjançant l'efecte JT de l'expansor, que alimenta l'aire comprimit directament a la columna de baixa pressió. Per tant, una part de l'aire no està separada i ha de sortir de la part superior de la columna de baixa pressió com a corrent de residus.

F. Com que el punt d'ebullició de l'argó (87,3 K en condicions estàndard) està entre l'oxigen (90,2 K) i el nitrogen (77,4 K), l'argó s'acumula a la part inferior de la columna de baixa pressió. Quan es produeix argó, s'extreu un dibuix lateral del vapor de la columna de baixa pressió, on la concentració d'argó és més alta. S'envia a una altra columna per rectificar l'argó a la puresa desitjada, des d'on es torna el líquid al mateix lloc de la columna LP. La puresa de l'argó per sota d'1 ppm es pot aconseguir mitjançant un embalatge estructurat modern amb una caiguda de pressió molt baixa. Tot i que l'argó està present a l'alimentació a menys de l'1 per cent, la columna d'argó d'aire requereix molta energia a causa de l'alta proporció de reflux (uns 30) requerida a la columna d'argó. El refredament de la columna d'argó es pot proporcionar mitjançant nitrogen líquid o líquid ric expandit en fred.

G. Finalment, el producte produït en forma gasosa s'escalfa a temperatura ambient a l'aire d'entrada. Això requereix una integració tèrmica acuradament dissenyada, que ha de tenir en compte la robustesa davant les pertorbacions (a causa del canvi de llits de tamís moleculars). També pot ser necessari un refredament extern addicional durant l'engegada.