Notwendigkeit der Filtration bei der Ethylenproduktion
Chemieanlagen, die auf Filtration setzen, haben viele Möglichkeiten, die gewünschte Reaktion oder Separation zu erreichen. Egal, ob es um die Reinigung von Ausgangsmaterialien, das Abscheiden von Emulsionen aus Chemikalien, die Filtration zur Wiederverwertung von Prozessfluiden oder die Reinigung des Endprodukts geht – bei vielen Anwendungen sind effiziente Filtersysteme zwingend notwendig. Betreiber von Chemiewerken möchten Kontaminationen effizient und zuverlässig aus diversen Prozessen und Produktströmen entfernen, denn sie können zu allerlei kostspieligen Betriebs- und Qualitätsproblemen bei der erzeugten Flüssigkeit führen.
Ethylenproduktion (Heißbereich)
Im Heißgasbereich werden Ausgangsgase (Ethan, Propan, Gemische) oder flüssige Ausgangsstoffe (Naphtha, Gasöl) unter hohen Temperaturen in einem Ofen gecrackt (~800 °C). Verdünnungsdampf wird in den Ofen eingeleitet, um den Kohlenwasserstoff-Partialdruck zu senken und so die Produktion von Ethylen zu begünstigen und die Koksbildung zu verringern. Durch die hohen Temperaturen im Strahlungsabschnitt wird der Kohlenwasserstoff zahlreichen chemischen Umwandlungsreaktionen unterzogen. Beim Austritt aus dem Strahlungsabschnitt wird das heiße Gas schnell abgekühlt, um die Reaktivität der Gasströme in den Wärmetauschern zu vermindern, und es wird gequencht, um Koks, Feststoffe und Pyrolysebenzin (Pygas) zu separieren. Danach wird das Gas verdichtet und gereinigt, um säurehaltige Gase abzuscheiden (CO2 und H2S). Im Reinigungsbereich (kalt) werden Gase in Cold Boxes getrocknet und heruntergekühlt, um die verschiedenen Produkte (Methan/Wasserstoff, Ethylen, Propylen, Butadien) durch Fraktionierung (Destillation) zu separieren.
Die Koaleszer-Technologie bewältigt die Herausforderungen im Ethylenproduktionsprozess durch:
- Der Einsatz hoch effizienter Koaleszer gewährt einen freien Pygas-Gehalt in Abschreckwasser von unter 20 ppm. Die Koaleszer-Lebensdauer verlängert sich um ca. 1 Jahr
- Effektive Entfernung von korrosionsbedingten Nebenprodukten in Ausgangsmaterialien und, falls erforderlich, Natrium in den Öfen zugeführten Flüssigkeiten auf unter 0,2 ppm.
- Weitgehende Entfernung von Partikeln und Kohlenwasserstoffen aus Brenn-/Spaltgas mit oberflächenbehandeltem SepraSol® Plus Koaleszer für noch höhere Brennereffizienz
- Längere Prozesslaufzeiten bei weniger Störfällen
Herausforderungen bei der Ethylenproduktion und Pall-Lösung
Herausforderung | Lösung |
| Trennung von teerartigen Feststoffen und stabilen Pygas/Wasser-Emulsionen zur Verbesserung der Abschreckwasserqualität im Dünnschichtverdampfer. | Verwendung geeigneter Vorfilter und Prozessverbesserungen zum Schutz der Flüssigkeit/Flüssigkeit-Koaleszer in Abschreckwasseranwendungen. Dies sorgt für eine lange Lebenszeit der Vorfilter und beste Koaleszer-Leistung. |
| Verunreinigungen im Zufuhrgas- oder in der Zufuhrflüssigkeit zu den Öfen müssen als Vorbeugung vor Koksbildung entfernt werden. | Entfernung von Feststoffen in der Gas- und Flüssigkeitszufuhr mit hocheffizienten Partikelfiltern. In manchen Fällen wird Natrium aus der Flüssigkeitszufuhr mit speziell entwickelten Flüssigkeit-/Flüssigkeit-Koaleszern entfernt. |
| Zur Verbesserung der Ofeneffizienz müssen Brennerköpfe vor kohlenstoffhaltigen Ablagerungen geschützt werden. | Verwendung von oberflächenbehandelten Flüssigkeit-/Gas-Koaleszerteilen zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen wie grünes Öl aus dem Brenngas für Brenner. |
Prozessfluss in der Ethylenherstellung - Heißbereich
Zentrale Anwendungen/Filterempfehlungen für die Ethylenreinigung (andere Anwendungen nicht abgebildet)
Anwendung | Pall Produkt | Vorteile | Vorteile für den Kunden |
| Entfernung von Pygas aus dem Abschreckwasser zur Erzeugung von Gemischdampf. | Für Gasspaltanlagen umfasst eine Kombination aus Vorfiltern normalerweise DFT Classic® + MCC1401E mit 10 μm + PhaseSepⓇ F/F-Koaleszer. Normalerweise ein Vorfilter mit 10 μm zum Schutz des Koaleszers in Flüssigkeitsspaltanlagen. | Entfernung von teerartigen Feststoffen und Aufbruch der stabilen Pygas-/Abschreckwasser-Emulsion. Senkung des freien Pygases auf < 20 ppm im Abschreckwasser. | Die Kombination sorgt jeweils für eine längere Vorfilter- und Koaleszerlebensdauer - 1 Jahr. Dies führt zu Einsparungen bei den nachgelagerten Instandhaltungskosten (Tauscher- und Dampfgenerator)/des Dampfverbrauchs in Abstreifern. Dies senkt die Kosten der Wasseraufbereitung. |
| Entfernung von Wasser aus dem Pygas vor der Hydrogeneration. | Vorfilter wie MCC1401E oder Coreless PPS bei 10 μm + PhaseSepⓇ F/F-Koaleszer. | Aufbrechen der Wasser-/Pygas-Emulsion zur Minimierung des Wassergehalts im Produkt-Pygas. | Einfachere Separation als bei der vorstehenden Nr. 1. Der Kunde kann sich darauf verlassen, dass spezifikationsgemäßes Pygas an den Hydrierungsreaktor gesendet wird. |
| Entfernung von Feststoffen/wasserhaltigen Flüssigkeiten aus der Gas- oder Flüssigkeitszufuhr an die Öfen. | Filter für Gaszufuhren sind normalerweise PPS ohne Stützrohr mit 0,3 μm. Für Flüssigkeitszufuhren werden Ultipleat® High Flow GF oder MCC 1401E bei 10–20 μm als Vorfilter und bei Bedarf PhaseSep F/F-Koaleszer verwendet. | Entfernung von Eisensulfid/Oxid-Feststoffen aus dem Zufuhrmaterial mit hocheffizienten Filtern und Entfernung von Natrium aus Wasser in der Flüssigkeitszufuhr mit Fluorkohlenstoff-Koaleszern. | Pall verfügt über viel Erfahrung bei der Entfernung von Feststoff- und Flüssigkeitsverunreinigungen in Ofenzufuhren. Dies führt zu einer effizienten Ofennutzung mit weniger Entkoksungzyklen bei hohem Durchsatz. |
| Schutz von Ofenbrennerköpfen. | SepraSol oder SepraSol Plus Flüssigkeits-/Gas-Koaleszer in der Gaszufuhrleitung. Medallion™ HP Flüssigkeits-/Gas-Koaleszer ist eine andere Option. | Zur Senkung von Verschmutzungen an Brennköpfen. Ein hochwertig oberflächenbehandelter oder plissierter Tier 2 Flüssigkeits-/Gas-Koaleszer entfernt effektiv Feststoffe und grünes Öl aus dem Brenngas für Brenner. | Der Kundennutzen reicht von beträchtlicher Verbesserung der Ofeneffizienz bis zu niedrigeren Wartungskosten. |
| (Positionen beziehen sich aufs Flussdiagramm) | |||
Fakten zum Heißgasbereich in der Ethylenproduktion
- Verwendung: Als Grundbaustein der Produktion von Ethylenglykol, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyesterharz, Polyvinylchlorid usw.
- Form des Endprodukts: Gas mit niedrigem Siedepunkt.
- Ausgangsmaterialien: Ethan, Propan, Ethan/Propan, Naphtha, Gasöl.
- Herstellung: Durch Cracken von gasförmigen oder flüssigen Beschickungen in Hochtemperaturöfen, gefolgt vom Quenchen des Spaltgases und der Gewinnung verschiedener Produkte durch Fraktionierung.
Weitere Informationen zu Filtrationstechnologie mit hohem Fluss erhalten Sie im Folgenden.
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