Een groot aantal chemische producten wordt tegenwoordig geproduceerd via reacties die worden uitgevoerd in chemische reactoren.
Een chemische reactor is in wezen een afgesloten reactievat op grote schaal-: grondstoffen worden erin gevoerd en door omstandigheden zoals temperatuur en druk te controleren, worden processen zoals synthese, polymerisatie en kraken voltooid om het doelproduct op te leveren.
Bij de chemische productie zijn het garanderen van de operationele veiligheid van reactoren en het controleren van de productkwaliteit kernprioriteiten-en de toepassing van stikstof is een belangrijke maatregel om beide te beschermen.
Voordat een reactie begint, wordt doorgaans stikstof gebruikt om de lucht (voornamelijk zuurstof) in de reactor volledig te verdringen; bij sommige processen wordt tijdens bedrijf ook voortdurend stikstof in de reactor gevoerd om een inerte omgeving te behouden.
Stikstof is een inert gas met stabiele chemische eigenschappen en reageert zelden met de meeste chemische grondstoffen of tussenproducten. Het gebruik van stikstof in reactoren dient twee cruciale doelen: ten eerste verzacht het de negatieve gevolgen van zuurstof. Bij oxideerbare grondstoffen (zoals bepaalde organische tussenproducten of metaalkatalysatoren) veroorzaakt zuurstof nevenreacties die de productzuiverheid verminderen, de kleur aantasten of zelfs giftige en schadelijke oxidatiebijproducten genereren. Bij sterk-exotherme reacties (bijv. hydrogeneringsreacties, olefinepolymerisatie) kan zuurstof gemengd met het reactiesysteem explosieve gasmengsels vormen; bij blootstelling aan lokale hoge temperaturen of statische elektriciteit kan dit gemakkelijk leiden tot veiligheidsongevallen zoals explosies of ontploffingen. Bovendien voorkomt het continu spoelen met stikstof tijdens de materiaaloverdrachtsfase na de reactie het terugstromen van lucht, waardoor oxidatieverontreiniging van eindproducten tijdens het afvoeren wordt vermeden. Vanuit het perspectief van proceseconomie en effectiviteit is stikstofverdringing een kosteneffectieve oplossing die veiligheid en kwaliteit in evenwicht houdt, en veel beter presteert dan de dure toepassing van andere inerte gassen (zoals argon).
Traditionele stikstofaanvoermethoden (bijvoorbeeld stikstof in flessen, vloeibare stikstof) hebben echter aanzienlijke beperkingen bij de productie van chemicaliën: stikstof in flessen heeft een beperkte capaciteit; voor continu werkende reactorproductielijnen zijn frequente cilindervervangingen vereist, wat niet alleen de arbeidskosten verhoogt, maar ook het risico inhoudt dat er lucht binnendringt tijdens het verwisselen van cilinders, wat processchommelingen veroorzaakt. Hoewel vloeibare stikstof grote volumes kan leveren, zijn er speciale cryogene opslagtanks voor nodig en is er sprake van verdampingsverliezen (meestal 2% tot 5% per dag); De transportkosten stijgen ook sterk met de afstand, waardoor de totale kosten hoog worden voor kleine en middelgrote-chemische bedrijven of fabrieken in afgelegen gebieden.
Om deze redenen is het uitrusten van chemische reactoren met eenPSA-stikstofgeneratoris een superieure keuze geworden. APSA-stikstofgeneratorgebruikt onuitputtelijke lucht als grondstof, met moleculaire koolstofzeef als adsorbens. Gebaseerd op het PSA-principe (Pressure Swing Adsorption), scheidt het zuurstof en stikstof door gebruik te maken van de selectieve adsorptie van de twee gassen door de moleculaire koolstofzeef. Vergeleken met traditionele methoden voor het genereren van stikstof zijn de voordelen ervan sterk afgestemd op de chemische productiebehoeften: het heeft een eenvoudige processtroom, waarvoor geen complexe voorbehandelingsapparatuur nodig is; door de hoge mate van automatisering kan het worden gekoppeld aan het DCS-controlesysteem van de reactor, waarbij de stikstofproductie automatisch wordt aangepast op basis van gegevens zoals reactordruk en zuurstofgehalte; het heeft een hoge gasproductiesnelheid en bereikt 15 tot 30 minuten na het opstarten de nominale zuiverheid, waardoor een snelle reactie op tijdelijke opstartbehoeften van de reactor mogelijk is; het energieverbruik concentreert zich alleen in de luchtcompressiefase, waarbij de bedrijfskosten ongeveer 1/3 tot 1/2 van de stikstof in flessen bedragen; het is uitgerust met een online stikstofzuiverheidsdetector om de gaskwaliteit in real-time te monitoren, waardoor procesverstoringen als gevolg van onvoldoende zuiverheid worden vermeden; en het is eenvoudig te bedienen en te onderhouden, waarbij slechts regelmatige filtervervanging en inspecties van de adsorptietoren nodig zijn, waardoor onbeheerde werking wordt ondersteund.
Voor chemische bedrijven geldt: aPSA-stikstofgeneratoris een eenmalige investering die zorgt voor een stabiele gastoevoer op de lange- termijn: het elimineert het gedoe van het hanteren van cilinders en de aanschaf van vloeibare stikstof, terwijl het continu en stabiel inerte bescherming biedt voor reactoren, waardoor de totale productiekosten op de lange termijn aanzienlijk worden verlaagd.
Naast PSA Stikstofgeneratoren produceren wij ook VPSA Zuurstofgeneratoren, opslagtanks, warmtewisselaars en andere producten. Als u geïnteresseerd bent in PSA Oxygen Systems of andere producten, kunt u een e-mail sturen naar global@gneesteels.com. Wij zijn u graag van dienst.