Vapocracker îl optimizează la maximum
„Cracarea cu abur: primul pas pentru a produce cea mai simplă olefină”
Etilena este una dintre cele mai simple olefine și se găsește peste tot în jurul nostru. Este utilizat ca produs de bază pentru multe aplicații: materiale plastice, vopsele, solvenți, ambalaje, produse cosmetice ... Cererea mondială de etilenă depășește acum 140 de milioane de tone pe an și continuă să crească cu 4-5% în fiecare an !
La începutul secolului al XX-lea, când inginerii și oamenii de știință ai petrolului au brevetat primul proces de cracare termică numit „procesul Burton”. Acesta este primul proces care a folosit distilarea distructivă a țițeiului sub presiune și temperatură, printr-un turn de fracționare (coloană de distilare). Ca urmare, producția de combustibil s-a dublat și au fost produse primele cupe de etilenă.
În anii 1930, a fost construită prima unitate de producție a etilenei. În acel moment, etilena era separată de gazele de cocserie. La câțiva ani după punerea în funcțiune a acestei fabrici, primul cracker de abur a fost construit lângă Baton-Rouge din Statele Unite. Producția de etilenă a început să înlocuiască acetilena ca materie primă sintetică.
Astăzi, cracarea cu abur este tehnologia predominantă în producția de etilenă. Producția mondială totală depășește 150 de milioane de tone pe an.
Obiectivul principal: încălziți un amestec de hidrocarburi (nafta sau gaz) cu abur într-un cuptor pentru a sparge moleculele de hidrocarburi (= descompuneți aceste molecule în altele mai mici).
Dacă crackerul cu abur este alimentat cu etan, reacția chimică va fi următoarea:
Deoarece alimentarea nu este niciodată gaz pur (etan) sau poate fi lichid (nafta), reacția de cracare are ca rezultat producerea altor gaze crăpate și formarea cocsului. Prin urmare, crackerul cu abur trebuie curățat în mod regulat pentru a asigura o performanță optimă a procesului. Acest pas se numește „Decoking”.
Formarea cocsului și murdărirea echipamentelor în industria etilenei continuă să fie o problemă operațională majoră, în special cu pompe și supape. Producătorii se străduiesc în permanență să reducă formarea de cocs, pentru a optimiza durata totală de funcționare. Îmbunătățirea proiectării echipamentelor critice este una dintre soluțiile care vizează reducerea opririlor de producție !
„Lupta împotriva particulelor de cocs”
Cele mai critice supape dintr-un cracker cu abur sunt:
- Supape de transfer (TLV) - instalate între capul cuptorului și coloana principală.
- Supape de decocitare (DV) - instalate pe linia de decocizare specifică. Uneori se instalează o mică supapă de decofrare de siguranță (SDV) pentru a preveni suprapresiunea.
Din punct de vedere al procesului, aceste supape trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:
* Poate fi folosit sub temperatura ridicata (400 ° C și chiar mai mult, în funcție de materia primă a crackerului cu abur).
* Cerință absența totală a scurgerilor (chiar și după 5 ani de funcționare)
* Funcție închidere dublă și purjare (DBB) pe linia principală de transfer (TLV).
* Materialele trebuie să reziste la coroziune și picături cauzate de condensul cu pH scăzut.
* Corpul supapei trebuie să reziste ciclului termic.
* Linia de transfer și supapele de decocitare trebuie conectate și sincronizate.
În ambele cazuri, provocarea tehnică se bazează în principal pe particulele de cocs. Efluentul este un lichid multifazic: gaze, lichide și particule de cocs.
Aceste particule sunt transportate de fluxul principal și erodează o mulțime de componente pe drumul către coloana de distilare. Acestea se potrivesc în toate cavitățile mici și pot fi ușor lipite pe fiecare componentă metalică.
În timpul fazei de decocinare, s-a constatat că cocsurile pot cădea în corpul supapei și se pot colecta în cavitățile corpului. Oricare ar fi tehnologia convențională a supapelor: disc unic, supapă clasică, fluture (triplu decalaj) ... punctul critic este la nivelul poziției complet închise a supapei.
Ca urmare, particulele de cocs se pot lipi de scaunele supapei. Acest lucru duce la vârfuri, scurgeri, care necesită mult timp pentru a remedia în timpul fiecărui ciclu de decocinare! În cel mai rău caz, poate chiar distruge sistemul de acționare, ducând la suprapresiuni de linie, incendii sau explozii.
„Evitarea înfundării supapelor este cheia performanței”
Dacă doriți să economisiți timp, bani și să vă asigurați procesul, vă recomandăm să alegeți tehnologia potrivită a supapelor pentru aceste linii.
Din moment ce această murdărie de cocs a fost întotdeauna o problemă cu biscuiții cu abur, experții în supape au găsit diverse soluții de-a lungul timpului (supapă cu glisare simplă cu scaun metalic/metalic în anii 1970, apoi supapă cu glisare simplă cu scaun spre arc în anii 80 ... etc. ).
Designul actual este Supapa cu poartă glisantă cu disc dublu prin conductă (DDTC) cu sistem de închidere de siguranță.
Designul convențional al DDTC are un dispozitiv cu bile între cele două discuri (pene între discuri) care generează totuși probleme de cuplu și eroziune a scaunului. Dacă particulele de cocs sunt lipite de scaunul supapei, dispozitivul cu bilă va împinge discurile împotriva scaunului înainte ca supapa să poată atinge poziția complet închisă.
Cu peste 45 de ani de experiență în domeniul aplicațiilor de cracare cu abur, experții de la Guichon Valves au proiectat o nouă tehnologie pentru a îmbunătăți funcționarea supapei și performanța generală a procesului.
Principala diferență în design: „Pene unghiulare fixe”. Aceste pene nu se află în calea fluxului și împiedică blocarea discurilor înainte de a ajunge la poziția corectă de închidere. Sarcina/cuplul complet al actuatorului este utilizată pentru a sparge orice particule de cocs de pe scaune și pentru a ajunge la poziția corectă/finală închisă.