窒素は無色無臭の不活性ガスです。主に石油化学生産における隔離保護、容器交換、パイプラインのパージなどに使用されます。高純度窒素の工業生産は主に極低温製造法が採用されています。圧力スイング吸着（PSA）窒素製造技術の改良により、広く使用されています。圧力スイング吸着 (PSA) 窒素製造技術では、原料として空気を使用し、吸着剤として炭素モレキュラーシーブを使用します。圧力スイング吸着の原理と、炭素モレキュラーシーブによる酸素と窒素の選択的吸着を利用して、窒素と酸素を分離します。これは一般に PSA 窒素生成として知られています。
圧力スイング吸着窒素製造プロセス
空気は遠心圧縮機によって{{0}}.7~0.8MPaに加圧され、冷却され、活性アルミナ乾燥システムに入り、水分の大部分が除去され、圧力スイング吸着用の原料ガスとなります。窒素の生成。前処理の後、空気は炭素モレキュラーシーブを備えた吸着シリンダーに入ります。空気は、炭素モレキュラーシーブ床内での吸着ガスの生成、脱気、フラッシング、圧力均一化、二次圧力均一化、および膨張プロセスを順番に完了させ、それによって連続的に窒素を生成します。吸着シリンダーは全部で8本あります。 2 つの吸着シリンダーごとに 10 個の高速空気圧遮断バルブが窒素生成システムを形成します。空気圧バルブの開閉は、DCS 設定時間プログラムによって制御されます。 4 セットの圧力スイング吸着システムが同時に動作している場合、それらの切り替えプログラムをずらして、メインパイプの窒素圧力と流量をより安定させます。出口調整弁で窒素流量を制御することで、異なる純度の窒素を得ることができます。圧力スイング吸着窒素製造のプロセスフローを図1に示します。
ケーススタディ
同社の製油所の処理能力は 10{{10}}0x104t/a です。生産プロセスで使用される窒素はすべて、15km離れた蒸気プラントから供給され、2本のパイプラインDN150とDN100によって輸送されます。蒸気プラントは極低温装置を使用して窒素を生成します。境界領域外の窒素圧力は0.8MPa、通常生産時の吐出量は1900～2400Nm3/hです。輸送距離が長く、パイプライン抵抗の低下が大きいため、製油所境界領域の圧力はわずか 0.65 MPa であり、製油所の生産ニーズをちょうど満たしています。ただし、製油所のユニットコンテナの交換、パイプラインのパージ、触媒の再生、ユニットの生産異常などが発生すると、窒素消費量が増加します。総消費量が 3000 Nm3/h 以上に達すると、窒素圧力は 0.5 MPa 未満に低下します。この圧力状態では、圧力安定化窒素パイプラインネットワーク (高リスクポンプやその他の機器用の保護窒素) の圧力は、安全な操作のニーズを満たせなくなります。製油所の停止およびメンテナンス期間、およびメンテナンス後の再起動段階中の最大窒素需要は 7,000 Nm3/h ですが、蒸気プラントの最大窒素供給能力は 4,000 Nm3/h です。化学工業分野の規制により、窒素消費ピーク時のギャップは 3,000 Nm3/h になります。
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