نظام النيتروجين PSA في صناعة الكيماويات

التطبيقات الرئيسية والتفاصيل التقنية

1. تعبئة المفاعل والخزان بغاز خامل:
في إنتاج الكيماويات الدقيقة والمكونات الصيدلانية الفعالة (API) والبوليمرات، تكون العديد من التفاعلات الكيميائية حساسة للغاية للأكسجين. استخدام النيتروجين لجعل المفاعل أو الخزان خالٍ من الأكسجين يخلق بيئة خالية تمامًا من الأكسجين، مما يخدم الهدف التالي: 1) ضمان نقاء المنتج: منع أكسدة المواد الخام أو المنتجات النهائية، وتجنب تشكيل منتجات ثانوية غير مرغوب فيها. 2) ضمان سلامة العملية: في العمليات التي تتضمن مذيبات قابلة للاشتعال أو غبار قابل للانفجار، النيتروجين هو الوسيلة التي تمنع حدوث الحريق أو الانفجار.

2.النقل الهوائي وحماية المواد:
للنقل الهوائي للمواد الكيميائية المسحوقة أو الحبيبية التي تكون حساسة للرطوبة أو الأكسجين (مثل المحفزات أو حبيبات البوليمر)، يعتبر استخدام النيتروجين الجاف كغاز دافع في خطوط النقل هو الطريقة الأكثر أمانًا وموثوقية. فهو يمنع تمامًا تعرض المادة للأكسدة أو الامتصاص الرطوبي أثناء النقل.

3.تجدد المحفزات وحمايتها:
في العديد من العمليات الكيميائية، تحتاج المحفزات المكلفة (على سبيل المثال، المحفزات المعدنية الثمينة) إلى أن يتم "تجديدها" لاستعادة نشاطها بعد الاستخدام. يجب إجراء هذه العملية، وكذلك تخزين المحفز بشكل روتيني، في بيئة خالية تمامًا من الأكسجين، ويعد النيتروجين الوسيط الضروري والواقٍ لذلك.

4. تطبيقات الكيمياء الفحمية والغاز المُسَخَّن:
في العمليات الكيميائية الحديثة للفحم، مثل تحويل الفحم إلى ميثانول أو تحويل الفحم إلى أوليفينات، يُستخدم النيتروجين على نطاق واسع لـ تنقية الغاز الصناعي، وتنظيف خطوط الأنابيب، وحماية أثناء البدء/الإيقاف من المعدات الحرجة. PSA مولدات النيتروجين تلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في النسخ الاحتياطي لوحدات فصل الهواء على نطاق واسع (ASUs).

الاعتبارات التقنية الرئيسية لصناعة الكيماويات
القلب في إنتاج الكيماويات هو "التحكم الدقيق في العمليات" و"الاستقرار المطلق." وباعتبارها جزءًا حيويًا من تدفق العملية، فإن أداء نظام إمداد النيتروجين مرتبط مباشرةً بجودة المنتج النهائي واستمرارية الإنتاج.

1. تخصيص النقاء والاستقرار:
تتطلب التفاعلات الكيميائية المختلفة مستويات مختلفة بشكل كبير لنقاء النيتروجين. يجب أن يوفر النظام المتفوق قدرةً مرنة للتعديل في النقاء (على سبيل المثال، من 99% إلى 99.999%)، مما يسمح للمستخدم بتحديد النقطة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لنقاء مناسب لعمليته المحددة. والأهم من ذلك، يجب أن يكون النظام قادرًا على الحفاظ على تلك النقاء مع استقرار تام تحت ظروف تشغيل متغيرة، ومنع إتلاف دفعات كاملة من المنتجات بسبب شوائب الغاز.

2. دمج العمليات والتحكم الذكي:
تتطلب المصانع الكيميائية الحديثة دمجًا سلسًا لجميع المعدات. يجب أن تكون الأنظمة المتقدمة للنيتروجين مزودة بـ وحدة تحكم ذكية PLC قوية وتدعم بروتوكولات الاتصال الصناعية القياسية (على سبيل المثال، Modbus، Profinet). يسمح ذلك بتوصيل النظام بـ نظام التحكم الموزع (DCS) لمراقبة عن بُعد وتسجيل البيانات والتشغيل الآلي، مما يجعله جزءًا حقيقيًا من المصنع الذكي.

3. توافق المواد:
قد يحتوي الغلاف الجوي في المصنع الكيميائي على كميات ضئيلة من الغازات المسببة للتآكل. ولذلك، يجب أن تكون الأجزاء المعرضة للوسط الكيميائي في النظام المصمم للصناعة الكيميائية - مثل الأنابيب الداخلية والصمامات وأجهزة الاستشعار - مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ لضمان موثوقية طويلة الأمد وخالية من المشاكل.