ارزش چندوجهی واحدهای جداسازی هوا در تولید پتروشیمی

تولید پتروشیمی شامل مراحل متعددی می‌شود-از جمله پردازش مواد خام، واکنش‌های کاتالیزوری، جداسازی و پالایش، و ذخیره‌سازی و حمل و نقل ایمن- که تامین گاز به‌عنوان یک رشته حیاتی در کل جریان کار عمل می‌کند. واحدهای جداسازی هوا (ASU) از فرآیندهایی مانند جداسازی برودتی یا جذب نوسانی فشار (PSA) برای جداسازی اجزای{3} با خلوص بالا-مانند اکسیژن، نیتروژن و آرگون- از هوای جو استفاده می‌کنند و در نتیجه انواع گازهای ضروری کارخانه‌های پتروشیمی را تامین می‌کنند.

 

اول از همه، ASU ها به عنوان منبع حیاتی-اکسیژن با خلوص بالا عمل می کنند. اکسیژن در فرآیندهای مختلف، از جمله ترک خوردگی کاتالیزوری، واکنش های اکسیداسیون، تبدیل زغال سنگ به-مایع و تولید اتیلن ضروری است. به عنوان مثال، ارائه اکسیژن با خلوص بالا (بیش از یا برابر با 99.5٪) در طول فرآیند ترک خوردگی اتیلن می‌تواند سرعت ترک خوردگی را تسریع کند، زمان واکنش را کوتاه کند و تولید محصولات جانبی را به حداقل برساند. طبق داده‌های صنعت، استفاده از اکسیژن با خلوص بالا می‌تواند بازده اتیلن را بین 5 تا 10 درصد افزایش دهد و در عین حال هزینه‌های مصرف انرژی را کاهش دهد. ASU ها دارای انعطاف پذیری برای تنظیم خروجی اکسیژن و سطوح خلوص مطابق با الزامات خاص فرآیندهای مختلف تولید هستند و در نتیجه بارهای تولیدی نوسان را تطبیق می دهند.

 

ثانیا، نقش حیاتی نیتروژن در تضمین ایمنی را نمی توان دست کم گرفت. با توجه به اینکه بسیاری از محصولات پتروشیمی مواد بسیار قابل اشتعال یا انفجاری هستند، گازهای بی اثر در طول تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل برای جابجایی اکسیژن و کاهش خطر انفجار مورد نیاز است. نیتروژن با خلوص بالا (بیشتر یا برابر با 99.9٪) اغلب برای پاکسازی و خنثی کردن راکتورها، مخازن ذخیره سازی و خطوط لوله استفاده می شود. در طول تعمیر و نگهداری کارخانه یا تغییر مواد، پاکسازی نیتروژن می تواند به طور موثر سطح اکسیژن را به زیر 3٪ کاهش دهد و در نتیجه پتانسیل آتش سوزی و انفجار را از بین ببرد. مجتمع‌های پتروشیمی در مقیاس بزرگ معمولاً دارای سیستم‌های تامین نیتروژن متمرکز هستند که ASUها به عنوان جزء اصلی تضمین کننده قابلیت اطمینان این سیستم‌ها هستند.

 

علاوه بر این، ASUها قادر به بازیابی و تامین گازهای کمیاب-مانند آرگون، نئون و زنون- هستند که درآمد بیشتری برای شرکت‌های پتروشیمی ایجاد می‌کند. آرگون به طور گسترده ای به عنوان یک گاز محافظ در جوشکاری فلزات و برای کالیبراسیون ابزارهای تحلیلی دقیق استفاده می شود. در همین حال، نئون و زنون ارزش افزوده بالایی در کاربردهای تخصصی مانند نورپردازی و فناوری لیزر دارند. برای شرکت هایی که به دنبال تنوع بخشیدن به سبد محصولات خود و افزایش بازده اقتصادی هستند، بازیافت گازهای کمیاب عملکرد قابل توجهی از واحدهای جداسازی هوا را تشکیل می دهد.

 

از نظر بهره وری انرژی و حفاظت از محیط زیست، واحدهای جداسازی هوای مدرن به سمت مصرف انرژی کمتر و سطوح بالاتر اتوماسیون در حال تکامل هستند. در حالی که فرآیندهای جداسازی برودتی سنتی قادر به تولید گازهای{1} با خلوص بالا هستند، اما مستلزم مصرف انرژی نسبتاً بالایی هستند. در مقابل، واحدهای جدید جداسازی هوا به پیشرفت‌های قابل توجهی در راندمان کمپرسور، طراحی مبدل حرارتی، و بهینه‌سازی فرآیند دست یافته‌اند که باعث کاهش 10 تا 15 درصدی مصرف انرژی برای خروجی یکسان می‌شود. علاوه بر این، برخی از شرکت‌های پتروشیمی این واحدها را با سیستم‌های بازیابی گرمای زباله ادغام کرده‌اند تا استفاده مجدد از انرژی حرارتی در فرآیند تولید گاز را تسهیل کنند و در نتیجه انتشار کربن را بیشتر کاهش دهند و با اهداف استراتژیک طرح "کربن دوگانه" همسو شوند.