Il valore multiforme delle unità di separazione dell'aria nella produzione petrolchimica

La produzione petrolchimica comprende numerose fasi-tra cui la lavorazione delle materie prime, le reazioni catalitiche, la separazione e la raffinazione, nonché lo stoccaggio e il trasporto sicuri-con la fornitura di gas che funge da filo conduttore critico attraverso l'intero flusso di lavoro. Le unità di separazione dell'aria (ASU) utilizzano processi come la separazione criogenica o l'adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA) per isolare-componenti di elevata purezza-come ossigeno, azoto e argon-dall'aria atmosferica, fornendo così agli impianti petrolchimici una varietà di gas essenziali.

 

Innanzitutto, le ASU costituiscono una fonte vitale di ossigeno ad alta-purezza. L'ossigeno è indispensabile in vari processi, tra cui il cracking catalitico, le reazioni di ossidazione, la conversione del carbone-in-liquido e la produzione di etilene. Ad esempio, l'introduzione di ossigeno ad elevata-purezza (maggiore o uguale al 99,5%) durante il processo di cracking dell'etilene può accelerare la velocità di cracking, abbreviare i tempi di reazione e ridurre al minimo la generazione di sottoprodotti. Secondo i dati del settore, l'uso di ossigeno ad alta-purezza può aumentare la resa di etilene dal 5% al ​​10% riducendo contemporaneamente i costi del consumo energetico. Le ASU possiedono la flessibilità necessaria per regolare la produzione di ossigeno e i livelli di purezza in conformità con i requisiti specifici dei diversi processi di produzione, adattandosi così ai carichi di produzione fluttuanti.

 

In secondo luogo, il ruolo fondamentale dell’azoto nel garantire la sicurezza non può essere sottovalutato. Dato che molti prodotti petrolchimici sono sostanze altamente infiammabili o esplosive, durante la produzione, lo stoccaggio e il trasporto sono necessari gas inerti per sostituire l’ossigeno e mitigare il rischio di esplosione. L'azoto ad elevata-purezza (maggiore o uguale al 99,9%) viene spesso utilizzato per lo spurgo e l'inertizzazione di reattori, serbatoi di stoccaggio e condutture. Durante la manutenzione dell'impianto o il cambio dei materiali, lo spurgo con azoto può ridurre efficacemente i livelli di ossigeno al di sotto del 3%, eliminando così il rischio di incendi ed esplosioni. I complessi petrolchimici su larga-scala sono generalmente dotati di sistemi centralizzati di fornitura di azoto, con le ASU che fungono da componente principale per garantire l'affidabilità di questi sistemi.

 

Inoltre, le ASU sono in grado di recuperare e fornire gas rari-come argon, neon e xeno-generando entrate aggiuntive per le imprese petrolchimiche. L'argon è ampiamente utilizzato come gas di protezione nella saldatura dei metalli e per la calibrazione di strumenti analitici di precisione; nel frattempo, il neon e lo xeno offrono un elevato valore aggiunto in applicazioni specializzate come l'illuminazione e la tecnologia laser. Per le aziende che cercano di diversificare il proprio portafoglio prodotti e aumentare i rendimenti economici, il recupero dei gas rari costituisce una funzione significativa delle unità di separazione dell'aria.

 

In termini di efficienza energetica e tutela ambientale, le moderne unità di frazionamento dell’aria si stanno evolvendo verso un consumo energetico inferiore e livelli di automazione più elevati. Sebbene i tradizionali processi di separazione criogenica siano in grado di produrre gas di elevata purezza-, comportano un consumo di energia relativamente elevato. Al contrario, le nuove unità di separazione dell’aria hanno ottenuto progressi significativi nell’efficienza del compressore, nella progettazione dello scambiatore di calore e nell’ottimizzazione del processo, consentendo una riduzione del 10-15% del consumo energetico per la stessa produzione. Inoltre, alcune imprese petrolchimiche hanno integrato queste unità con sistemi di recupero del calore di scarto per facilitare il riutilizzo dell’energia termica all’interno del processo di produzione del gas, riducendo così ulteriormente le emissioni di carbonio e allineandosi agli obiettivi strategici dell’iniziativa “Dual Carbon”.