Destylacja próżniowa

Optymalizacja procesów destylacji próżniowej

Posiadanie instalacji destylacji próżniowej autonomicznej lub zintegrowanej z destylacją atmosferyczną jest korzystne ze względu na możliwość uzyskania większej ilości cennych produktów z pozostałości po destylacji atmosferycznej. Alfa Laval posiada wiedzę, technologie i usługi poprawiające niezawodność i wydajność energetyczną procesu, dzięki czemu zmniejsza się zapotrzebowanie na usługi serwisowe, obniża koszty i zwiększa produkcję.

Poprawa wydajności energetycznej procesu destylacji próżniowej

Typowa instalacja podgrzewania wstępnego wykorzystująca tradycyjne wymienniki płaszczowo-rurowe, jest zaprojektowana przy minimalnej temperaturze zbliżenia wynoszącej około 40°C, wynika to z praktycznych ograniczeń, takich jak wymagana powierzchnia wymiany ciepła, ograniczenia przestrzenne, koszty montażu, ograniczenia hydrauliczne oraz wydajność operacyjna.

W przypadku instalacji z płytowymi wymiennikami ciepła optymalna temperatura zbliżenia wynosi około 10°C, co oznacza możliwość odzysku do 25% więcej energii z frakcji gorących i wykorzystania jej do podgrzania wstępnego pozostałości z destylacji atmosferycznej. Owocuje to także 25% oszczędnością energii w kotle grzewczym.

Stosując kompaktowe wymiennik ciepła, takie jak Alfa Laval Compabloc, uzyskuje się bardziej wydajny odzysk energii z frakcji gorącej. Energia ta może być wykorzystana do generowania pary. Ponieważ wymienniki Compabloc mogą pracować przy dużo niższej temperaturze zbliżenia niż wymienniki płaszczowo-rurowe, produkcja pary jest prowadzona w bardzie optymalnych warunkach co skutkuje:

• Wytwarzaniem pary o wyższym ciśnieniu lub
• Wytwarzaniem większej ilości pary o ustalonym ciśnieniu, lub
• Wytwarzaniem takiej samej ilości i jakości pary, ale z gorszego jakościowo źródła energii.

Ograniczenie zarastania w destylacji próżniowej

Tradycyjne wymienniki płaszczowo-rurowych często doświadczają problemy z zarastaniem. Zwykle pojawiają się one po gorącej stronie instalacji podgrzewania wstępnego, gdzie jako medium grzewcze używana jest pozostałość po destylacyjna, temperatury są wysokie, a prędkości przepływu niskie. Skutki zarastania są bardzo kosztowne, z czasem, zwiększa się zapotrzebowanie na energię w kotle i pobór mocy przez pompy. Nadmierne zarastanie może ograniczać produkcję, jeśli została osiągnięta maksymalna wydajność kotła grzewczego lub pomp. Oznacza to, że wymienniki ciepła wymagają częstego czyszczenia, co z kolei wpływa na ogólną wydajność rafinerii.

Aby ograniczyć zarastanie osadem, wymienniki Alfa Laval Compabloc są zaprojektowane tak, by zapewnić jak najbardziej turbulentny przepływ oraz duże siły ścinające w kanałach wymiennika. Dzięki temu dyspozycyjność wymiennika jest średnio trzy razy większa niż w przypadku wymienników płaszczowo-rurowych.

Ponieważ wymienniki Alfa Laval Compabloc charakteryzują się dużą wydajnością wymiany ciepła, do każdego procesu potrzeba mniej wymienników. Ponadto, nasze wymienniki są zaprojektowane z myślą o łatwym dostępie oraz szybkim, wydajnym czyszczeniu mechanicznym powierzchni wymiany ciepła, co minimalizuje koszty serwisowania.

Oszczędności CAPEX w destylacji próżniowej

Ilość i rozmiar tradycyjnych wymienników płaszczowo-rurowych wymaganych do destylacji próżniowej zwiększają się w miarę wzrostu ilości energii odzyskanej z frakcji gorących i przekazanej do wsadu do kolumny.

Dodatkowo, dla lepkich mediów, jak np. przy podgrzewaniu zimnej pozostałości atmosferycznej lub chłodzeniu pozostałości próżniowej, wymienniki płaszczowo-rurowe są bardzo mało wydajne. Koniecznym jest stosowanie kilku dużych wymienników połączonych szeregowo, które mają tendencję do szybkiego zarastania a co za tym idzie do częstych prac serwisowych.

W przypadku wysokowydajnych wymienników Alfa Laval Compabloc zwykle potrzebne są nie więcej niż dwa urządzenia, niezależnie od ilości odzyskiwanego ciepła ani lepkości cieczy. Urządzenia te mają od trzech do pięciu razy mniejszą powierzchnię wymiany ciepła niż porównywalne wymienniki płaszczowo-rurowe, spowodowane jest to dużo wyższymi współczynnikami przenikania ciepła, dodatkowo stosowanie cienkich płyt powoduje że ilość zużytego materiału jest dużo mniejsza.

Dzięki ograniczeniu ilości wymienników oraz potrzebnego do ich wykonania materiału, koszt samych wymienników, jak i ich montażu, jest dużo niższy niż w przypadku wymienników płaszczowo rurowych. Jest to szczególnie widoczne, gdy ze względu na korozyjność układu wymagany jest materiał wyższego gatunku. Dzięki tym zaletom koszty zakupu mogą być niższe nawet o 80%.

W przypadku projektów modernizacji, czas zwrotu z inwestycji wynosi od kilku miesięcy, do, co najwyżej, dwóch lat, w zależności od złożoności projektu.

Dodatkowo, poprzez maksymalizację odzysku ciepła w instalacji podgrzewania wstępnego, można także zminimalizować koszt inwestycji przeznaczone na kocioł grzewczy. Podobnie, minimalizując ogólny spadek ciśnienia w instalacji podgrzewania wstępnego można zmniejszyć wydajność i wysokość podnoszenia pomp, co z kolei umożliwia zmniejszenie ciśnienia projektowe wszystkich urządzeń w danej instalacji.

Ponieważ wymienniki typu Compabloc mogą być zaprojektowane tak, by temperatura zbliżenia była bardzo niewielka, możliwa jest optymalizacja temperatury wody w pętli wody chłodzącej. Minimalizuje to koszt innych urządzeń, takich jak chłodnice powietrzne.

Sprawdzona technologia dla destylacji próżniowej

Ponad 200 kompaktowych wymienników ciepła Alfa Laval pracuje w procesach destylacji próżniowej na całym świecie. Większość naszych wymienników zamontowana jest wokół punktu zbliżenia lub na końcu instalacji podgrzewania wstępnego, tuż przed piecem. Jednakże, kompaktowe wymienniki ciepła Alfa Laval mogą również być wykorzystywane jako skraplacze oparów za kolumną, generatory pary i chłodnice pozostałości próżniowej. Istnieją instalacje podgrzewania wstępnego, gdzie wszystkie wymienniki są to wymienniki typu Alfa Laval Compabloc.