Industrijska gasna rješenja za hemijske postrojenja

Zašto hemijske fabrike ne mogu da priušte da gas koriste kao robu

Proizvodnja hemijskih proizvoda radi na sirovini, a za značajan dio industrije, te sirovine su gasovi. Vodik za hidrotretiranje. Azot za inertiranje i pokrivač. Kisik za reakcije oksidacije. Sinktazni gas za proizvodnju metanola i amonijaka. Spisak se nastavlja. Ovo nisu komunalne usluge koje se mogu uključivati i isključivati kao struja. To su ulazni procesi sa specifičnim zahtjevima čistoće, specifikacijama pritiska i rasporedom isporuke koji direktno utiču na stopu proizvodnje i kvalitet proizvoda.

Kemijska fabrika koja tretira svoje snabdevanje industrijskim gasom kao robu nešto što se može nabaviti od onoga ko ponudi najnižu cijenu ovog tromjesečja igra opasnu igru. Troškovi neplaniranog prekida snabdevanja gasom se ne mjere u cijeni po kubnom metru. Meren je u vremenu zastoja reaktora, izvan specifikacije proizvoda, degradacije katalizatora, i troškove rada za ponovno pokretanje procesa koji nikada nije bio dizajniran da stane.

Industrijski gas se značajno promijenio u poslednjih nekoliko godina. Proizvođači su pod pritiskom da smanje emisije, poboljšaju energetsku efikasnost i održavaju pouzdanost uprkos starenju infrastrukture i strožim propisima o zaštiti životne sredine. Rešenja koja su radila pre deset godina možda ne mogu da pomognu danas. Operatori hemijskih postrojenja moraju drugačije razmišljati o tome kako osiguravaju i upravljaju snabdevanjem plinom.

Opcija proizvodnje na licu mjesta protiv snabdevanja trgovca

Prva velika odluka za bilo koju hemijsku tvornicu je da li će proizvoditi industrijske gasove na licu mesta ili ih kupiti od trgovačkog dobavljača. Oba pristupa imaju svoje mjesto, a pravi odgovor zavisi od obima, obrazaca potrošnje i specifičnih gasova koji su potrebni.

Proizvodnja na licu mesta daje operaterima pogona direktnu kontrolu nad proizvodnjom. Nema oslanjanja na integritet cevovoda treće strane ili raspored isporuke. Za velike potrošače - recimo, fabriku amonijaka koja treba stotine tona vodika dnevno ili etilen kreker koji troši ogromne količine kisika - ekonomija obično favorizuje proizvodnju na licu mjesta. Kapitalni troškovi su veći unaprijed, ali operativni troškovi po jedinici gasa su niži, a pouzdanost je u potpunosti u rukama same postrojenja.

Trgovinska ponuda, nasuprot tome, ima smisla za manje potrošače ili za gasove koji su potrebni samo povremeno. Naprimjer, tečni dušik isporučen kamionom praktično je rešenje za postrojenje koje treba samo inertni gas tokom obrta održavanja. Kapitalna ulaganja su minimalna, a fabrika ne mora da zaposli i održava jedinicu za odvajanje vazduha koja radi sa parcijalnim opterećenjem većinu vremena.

Ali trgovinska ponuda dolazi sa svojim rizicima. Ozbiljan vremenski uslov koji zatvara autoputeve može prekinuti isporuku tečnog gasa na dane. Problem proizvodnje dobavljača u njegovom centralnom objektu može se proširiti na više kupaca. A u regionima gdje je industrijska infrastruktura za gas tanka, konkurencija za snabdevanje može povećati cijene u periodima vrhunske potražnje.

Jedna hemijska fabrika na obalu Zaljeva u SAD-u naučila je to na teži način tokom sezone uragana prije nekoliko godina. Postrojenje se oslanjalo na tečni azot koji je isporučen kamionom za potrebe inertiranja i čišćenja gasa. Kada je oluja pogodila, dostave su se zaustavile skoro nedelju dana. U ovom slučaju, u skladu sa člankom 107. stavkom 1. U skladu sa člankom 107. stavkom 1.

U skladu sa zahtjevima za čistoću gasa

Ne stvaraju se svi industrijski gasovi jednaki, a zahtjevi za čistoću se uvelike razlikuju u različitim hemijskim procesima. Specifikacija odgovarajućeg nivoa čistoće je uravnoteženost između potreba procesa i troškova.

Za većinu aplikacija inertiranja i pokrivača, dušik u čistoći od 95-99% je sasvim dovoljan. Preostali sadržaj kisika je dovoljno nizak da ne može podržati sagorevanje ili izazvati oksidaciju osjetljivih materijala. Ide na 99,999% čistoće za ove aplikacije je pretjerano dodaje troškove bez pružanja bilo kakve značajne koristi.

Međutim, za neke specijalne hemijske procese, zahtjevi za čistoću su daleko strožiji. Na primer, za dušik u poluprovodniku potrebna su vlažnost i kisik u količini od nekoliko dijelova na milijardu. Sintesa amonijaka zahtijeva vodonik sa vrlo niskim nivoom sumpornih spojeva, koji bi inače otrovali katalizator. Troškovi pročišćavanja eksponencijalno rastu kako se spektr čisteća steže, tako da postoji snažan podsticaj da se precizira samo ono što proces zapravo treba.

Specifikacija čistoće takođe utiče na izbor tehnologije proizvodnje. Adsorpcija pod pritiskom (PSA) može proizvesti azot u čistoći od 95-99,5% sa relativno niskim kapitalnim troškovima. Membranski sistemi nude slične rasponu čistoće sa još nižim operativnim troškovima, ali možda ne postižu viši kraj tog raspona. Kriogena separacija vazduha je jedina opcija za dušik vrlo visoke čistoće (99,999% i više) i za velike količine gdje ekonomija razmjera ulazi u rad. Svaka tehnologija ima svoju tačku, a izvođač koji razumije kompromise može pomoći operateru postrojenja da izbjegne precizno određivanje kvaliteta gasa.

Inženjerstvo pouzdanosti za kritične gasne sisteme

Industrijski gasni sistemi u hemijskim pogonima nisu instalacije za postavljanje i zaborav. Oni zahtevaju stalnu pažnju da bi se održala pouzdanost, a posljedice neuspeha mogu biti teške.

Isključenje vodonika u hidro-prerađivaču, na primjer, ne zaustavlja samo tu jedinicu, već prolazi kroz cijelu rafineriju. U skladu sa tim, u skladu sa člankom 3. stavkom 1. Ponovno pokretanje hidrotretatora nakon neplaniranog isključenja je višeodnevna stvar koja uključuje pažljivo kontrolisane rampe temperature i postupke regeneracije katalizatora. Gubitak proizvodnje se brzo povećava.

Inženjering pouzdanosti za industrijske gasne sisteme počinje sa redundantnošću. Kritske potrošače treba da imaju najmanje dva nezavisna izvora snabdevanja, bilo da su to dva generatora na licu mesta, jedinica na licu mesta plus rezervni trgovac, ili više spremnika sa dovoljno zaliha da pokriju najduže očekivano prekid snabdevanja.

Ali samo redundantnost nije dovoljna. Prelazak između izvora mora biti neprekidan, a operatori moraju biti obučeni o postupcima. Zaštitni sistem koji zahtijeva četiri sata ručne manipulacije ventilom da bi se uključio nije zaštitni sistem, to je placebo.

Drugi aspekt pouzdanosti je predviđanje održavanja. Kompresori, ekspanzori i čistionice imaju komponente koji se s vremenom razgrađuju. Praćenje stanja analiza vibracija, analiza ulja, trendovi temperature može otkriti probleme prije nego što postanu kvarovi. Dobro upravljen industrijski gasni sistem ne čeka da nešto pokvari prije nego što ga popravi. Plan održavanja je vođen podacima, a ne kalendarskim datumima ili nakon-činjenica kvarova.

Tokom revizije na kemijskom kompleksu na srednjem zapadu prije nekoliko godina, inženjerski tim je primijetio da glavni kompresor vazduha za jedinicu za proizvodnju dušika pokazuje povišene nivoe vibracija na ležaju na kraju vozila. Podaci su bili u rastu već nedeljama, ali niko ih nije označio. Tim je preporučio zamjenu ležaja za vrijeme sljedećeg zakazanog nestanka. Kada je kompresor otvoren, nalazilo se da je kavez za ležaje puknut i da je na putu da propadne. Zamjena košta nekoliko hiljada dolara i dan zastoja koji je već bio planiran. Neuspeh u servisu koštao bi desetine hiljada u hitnom popravku plus dani neplaniranog gubitka proizvodnje.

Uloga izvođača EPC-a u integraciji industrijskih plinova

Uvođenje industrijskih gasnih rješenja u hemijsku tvornicu nije samo o izboru pravog generatora ili potpisivanju ugovora o isporuci. Radi se o integraciji sistema gasa sa ostatkom postrojenja.

EPC izvođač sa iskustvom u projektima industrijskih gasova razumije interfejse koji su važni. Gasnom sistemu je potreban komprimovani vazduh, hladna voda i električna energija sve što dolazi iz komunalnih sistema elektrane. Podaci o upotrebi gasnih plinova i gasnih plinova Kontroli moraju biti integrisani u distribuirani sistem kontrole postrojenja kako bi operatori mogli pratiti i upravljati snabdevanjem gasom sa iste konzole koju koriste za sve ostalo.

Izvršitelj projekta takođe mora da razmišlja o budućoj proširenosti. Kemijske fabrike rijetko ostaju na istoj stopi proizvodnje tokom cijelog svog radnog vijeka. Projekti za smanjenje gušenja kapaciteta, proširenje kapaciteta i promjene u proizvodnom spisku utiču na profil potražnje za gasom. Gasni sistem koji je dizajniran bez prostora za rast će postati ograničenje na putu. Jedan koji je dizajniran sa modulnosti i rezervni kapacitet može se prilagoditi promjenama potreba bez potpune rekonstrukcije.

Tu je i pitanje kako gasni sistem komunicira sa ekološkim performansama postrojenja. Izlučivanje vazduha iz procesa pročišćavanja, udaranje iz kompresora i čišćenje gasa od pokretanja i isključivanja moraju se nositi u skladu sa dozvolom za vazduh. Ugovornik koji tretira usklađenost sa životnom sredinom kao polje za provjeru, a ne kao upravljač dizajna, priprema pogon za operativne glavobolje i potencijalne kazne.

Pravilno ulaganje u infrastrukturu za gas

Industrijska gasna rješenja za hemijske postrojenja predstavljaju značajnu investiciju, a odluke donete u fazi projektovanja imaju dugotrajne posljedice. Pokušaj da se smanji potrošnja na gasni sistem da bi se odabrao jeftiniji generator, jednostavnija kontrola ili dobavljač sa najnižom početnom cenom je razumljiv. Ali često je to lažna ekonomija.

Ukupni troškovi vlasništva za industrijski gasni sistem uključuju ne samo kapitalne troškove, već i troškove rada, troškove održavanja, troškove zastoja i troškove problema kvaliteta proizvoda uzrokovanih neskladnim snabdevanjem gasom. Sistem koji košta 10% manje da se izgradi, ali troši 15% više energije i kvari duplo češće nije nagrada. To je odgovornost.

Operatori hemijskih postrojenja treba da procene industrijska gasna rješenja ne samo na osnovu prvog troška, već i na osnovu troškova životnog ciklusa, dosadašnjih rezultata pouzdanosti i dokazane sposobnosti dobavljača ili izvoznika da isporuči. Referenci iz drugih hemijskih fabrika u sličnom poslu su vrednije od glamuroznih brošura. Posete postojećim instalacijama otkrivaju više o stvarnim performansama nego što će bilo koji predlog ikada.

Za hemijske pogone u kojima se čistoća gasa, pouzdanost snabdevanja i integracija sa postojećim sistemima ne mogu pregovarati, Greenfir pruža inženjerska rješenja podržana ISO 9001, ISO 14001 i OHSAS 18001 sertifikacijama sa fokusom na više komponente za odvajanje gasa, pročišća .