Бутадиен үйлдвэрлэх процессын хяналт, оновчлолын гол хэсэг нь шугаман концентрацийн хэмжилт юм. Эдгээр аргууд нь хоёрдогч олборлолт, нэрэлт, цэвэршүүлэлт зэрэг чухал үе шатуудын үед бүтээгдэхүүн болон уусгагчийн түвшинг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог. Орчин үеийн процессын үйлдвэрүүдэд шугаман багажнаас авсан бодит цагийн өгөгдөл нь хяналтын системд шууд орж, динамик процессын симуляци, температур, даралт, уусгагч нэмэх, усны баланс зэрэг үйл ажиллагааны хувьсагчдыг тохируулахыг дэмждэг. Энэхүү нягт интеграци нь олборлолтын найдвартай байдлыг сайжруулж, хүсээгүй "попкорн полимер" эсвэл бусад полимер бохирдуулагч бодис үүсэхийг багасгадаг.
Бутадиен үйлдвэрлэлийн процессын танилцуулга
1,3-Бутадиен нь дэлхийн синтетик резинэн үйлдвэрлэлд, ялангуяа бутадиен резин (BR) болон стирол-бутадиен резин (SBR) үйлдвэрлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эдгээр нь нийлээд жилийн сая сая тонн хэрэглээг бүрдүүлдэг. Үүний хэрэглээ нь автомашины дугуй, аж үйлдвэрийн бараа, барилгын полимер зэрэгт өргөжсөн бөгөөд Ази, Номхон далайн бүс нутаг зэрэг бүс нутагт үйлдвэрлэлийн салбар болон тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэл хурдацтай хөгжиж байгаатай холбоотойгоор эрэлт хэрэгцээ нь төвлөрсөн байна.
Бутадиен олборлолт
*
Үйлдвэрлэлийн үйл явц нь тохиромжтой түүхий эдийг сонгохоос эхэлдэг. Уламжлал ёсоор нафта, бутан зэрэг нефть химийн түүхий эдийг хамгийн өргөн ашигладаг. Эдгээр нүүрсустөрөгчид нь уламжлалт процесст өндөр ургац өгдөг бөгөөд тогтсон хангамжийн сүлжээнээс ашиг хүртдэг. Гэсэн хэдий ч тогтвортой байдалд анхаарлаа хандуулах нь сэргээгдэх эх үүсвэрээс гаргаж авсан биоэтанол болон хүнсний бус биомасс зэрэг өөр түүхий эдэд сонирхол татахад хүргэсэн. Этанолыг бутадиен болгон каталитик хувиргах технологиуд нь нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулж, нөөцийн оролтыг төрөлжүүлэх боломжтой тул эрэлт хэрэгцээтэй болж байгаа ч томоохон хэмжээний өргөжилт болон эдийн засгийн саад бэрхшээлүүд хэвээр байна.
Бутадиен нийлэгжүүлэх гол үйлдвэрлэлийн арга бол уурын хагарал юм. Энэ процесс нь нафта эсвэл бусад хөнгөн нүүрсустөрөгчийг уурын дэргэд өндөр температурт (ойролцоогоор 750–900°C) хүргэдэг. Дулааны нөхцөл нь том молекулуудыг жижиг олефин ба диолефин болгон задалдаг бөгөөд этилен, пропилен болон бусад үнэ цэнэтэй дайвар бүтээгдэхүүнүүдтэй хамт бутадиен үүсгэдэг. Хагарсны дараа хурдан унтраах нь хүсээгүй хоёрдогч урвалаас сэргийлж, дараа нь нарийн төвөгтэй хийн ялгах дараалал явагддаг. Бутадиеныг ихэвчлэн олборлох нэрэлт ашиглан гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь бутадиеныг ижил төстэй С4 нүүрсустөрөгчөөс ялгахын тулд DMF эсвэл NMP зэрэг туйлын уусгагчийг ашигладаг. Эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулахын тулд хуваах хананы багана эсвэл уурын дахин шахалтыг ашиглаж болно.
Олон хоолойт эсвэл шингэн ортой реакторуудад этанолыг каталитик хувиргах гэх мэт шинээр гарч ирж буй "зорилгын дагуу" аргууд нь уурын хагарлын тогтвортой хувилбаруудыг илэрхийлдэг. Эдгээр процессууд нь өндөр сонгомол байдал, тогтвортой байдлыг хангах зориулалттай олон үйлдэлт олон төрлийн катализаторуудыг ашигладаг. Катализатор болон реакторын тохиргоо нь хувиргалтын түвшинг оновчтой болгох, хүсээгүй дайвар бүтээгдэхүүнийг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Бутадиен үйлдвэрлэх нийт процессын урсгал нь түүхий эд бэлтгэхээс эхэлж, хагарал (эсвэл каталитик хувиргалт)-аар дамжин үргэлжилж, бүтээгдэхүүнийг унтраах, хийн ялгах, эцсийн аргаар нэрэх замаар цэвэршүүлсэн бутадиен гарган авдаг. Бүтээгдэхүүний цэвэршилт, гарц, хөдөлмөрийн аюулгүй байдлыг дээд зэргээр хангахын тулд бутадиены концентрацийг тасралтгүй хэмжих зэрэг нарийн хяналт, дэвшилтэт хяналтын системүүд зайлшгүй шаардлагатай. Хуучин тоног төхөөрөмжийн бохирдол, уусгагчийн задрал, процессын алдааг инженерийн оролцоо болон уусгагч цэвэршүүлэлтийн дэвшилтэт технологиор зохицуулдаг бөгөөд энэ нь орчин үеийн нефть химийн үйлдвэрүүдэд найдвартай, үр ашигтай бутадиен үйлдвэрлэлийг баталгаажуулдаг.
Бутадиеныг гаргаж авах үйл явцын чухал алхамууд
Дулааны хагарал ба тэжээл бэлтгэх
Дулааны хагарал нь бутадиен үйлдвэрлэлийн процессын үндэс суурийг бүрдүүлдэг. Нафта, бутан, этан зэрэг түүхий эдийг ихэвчлэн ашигладаг; тус бүр нь өөр өөр гарцын профайлтай байдаг. Өргөн хэрэглэгддэг нафта нь илүү өргөн хүрээтэй С4 фракц, дунд зэргийн бутадиен гарц үүсгэдэг бол бутан, этан нь ерөнхийдөө хүссэн бүтээгдэхүүнд илүү өндөр сонгомол чанарыг өгдөг.
Хагарах зуухны ажиллах нөхцөл маш чухал юм. Хүсээгүй исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд температурыг 750°-900°C хооронд сайтар хянаж, идэвхгүй агаар мандалтай байлгах хэрэгтэй. Байрлах хугацаа чухал: маш богино хугацаанд хадгалагдах хугацаа болон хурдан бөхөөх нь бутадиены сонгомол чанарыг бууруулж, дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг хоёрдогч урвалаас сэргийлдэг. Жишээлбэл, энэ хязгаарт температурыг нэмэгдүүлэх нь гарцыг нэмэгдүүлэхээс гадна эрчим хүчний хэрэглээ болон хүсээгүй гаж урвалыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс оновчтой боловсруулалт нь бутадиеныг хамгийн их хэмжээгээр гаргаж авахын тулд температур, тэжээлийн урсгалын хурд, бөхөөх хурдыг тэнцвэржүүлэх ёстой.
Түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах, ялангуяа биоэтанол эсвэл 1,3-бутандиол зэрэг өөр хувилбар эсвэл сэргээгдэх түүхий эдийн хувьд гидролиз эсвэл исгэх аргуудыг ашигладаг. Уурын дэлбэрэлт эсвэл шингэн халуун усаар урьдчилан боловсруулах зэрэг аргуудыг биомассын хувьд ашигладаг бөгөөд исгэх боломжтой субстрат үүсгэж, нийт хувиргалтын түвшинг сайжруулдаг. Реакторын дизайн нь дараах алхмуудад нөлөөлдөг: олон хоолойт реакторууд нь дулаан ба массын дамжуулалтыг дэмждэг бол олон давхаргат адиабат системүүд нь процессын цар хүрээ, сонгомол байдлыг хөнгөвчилдөг.
Хийн ялгаруулалт, анхдагч болон хоёрдогч олборлолт
Хагарал дууссаны дараа түүхий хийн урсгал нь ялгах дарааллын дарааллаар ордог. Хийн ялгаруулалт нь хүнд нүүрсустөрөгчийг зайлуулахын тулд бөхөөх болон анхдагч ялгалтаас эхэлдэг бөгөөд дараа нь шахалтын төхөөрөмжүүд эзэлхүүнийг бууруулж, даралтыг нэмэгдүүлж, илүү хялбар харьцах боломжийг олгодог. Хатаах нь чийгийг арилгадаг бөгөөд энэ нь дараагийн урсгалын уусгагчийн гүйцэтгэл болон бүтээгдэхүүний чанарт саад учруулж болзошгүй юм.
Анхдагч олборлолт нь өндөр даралтын цамхагуудад шингээгч буюу сонгомол уусгагчийг ашигладаг. Энд бутадиеныг уусах чадварын ялгаанд үндэслэн бусад С4 нэгдлүүдээс ялгадаг. N-метил-2-пирролидон (NMP), диметилформамид (DMF), эсвэл 1,2-пропилен карбонат (PC) зэрэг шинэ тогтвортой хувилбаруудыг бутадиены хамаарал, тогтвортой байдал, аюулгүй байдлын профайлаар нь сонгодог. Уусгагч нь бутадиеныг сонгон уусгаж, дараа нь уур эсвэл багасгасан даралтаар уусгагчаас салгадаг.
Хоёрдогч олборлолтыг эхний үе шатанд алдагдсан усан эсвэл уусгагч фазаас үлдэгдэл бутадиеныг гаргаж авах замаар нөхөн сэргэлтийг хамгийн их байлгахын тулд хэрэгжүүлдэг. Энэ процесст нэмэлт уусгагчтай холбоо барих эсвэл илүү эрчимтэй баганын ажиллагаа орж болно. Бутадиен нөхөн сэргэлт (98% хүртэл) болон цэвэршилт (99.5% орчим)-ийг оновчтой болгохын тулд уусгагч-тэжээлийн харьцаа (ихэвчлэн 1.5:1) болон рефлюкс харьцаа (ихэвчлэн 4.2:1 орчим) зэрэг параметрүүдийг нарийн тохируулсан болно. Онолын баганын үе шатуудын тоог нэмэгдүүлэх нь хамгийн бага нэмэлт энерги ашиглан тусгаарлах үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Баганын хэсгүүдийн хооронд дулаан нөхөн сэргээх сүлжээг нэгтгэх нь нийт процессын эрчим хүчний хэрэглээг 12% орчим бууруулж чадна.
Цэвэршүүлэх алхмуудыг нэгтгэх - хатаах, ацетилен болон ханасан хүчил зэрэг дайвар бүтээгдэхүүнийг зайлуулах - нь уусгагчийн үр нөлөө болон бүтээгдэхүүний тодорхойлолтыг хадгалахад чухал үүрэгтэй. Хуваах ханын багана эсвэл дулааны насостой завсрын дахин бойлер зэрэг дэвшилтэт процессын загварууд нь эрчим хүчний хэрэгцээг (55% хүртэл) бууруулж, бутадиен нөхөн сэргээх үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ нийт үйл ажиллагааны зардлыг бууруулдаг болохыг харуулсан.
Хандлах нэрэлт ба бүтээгдэхүүний цэвэршүүлэлт
Хандлах нэрэлт нь өндөр цэвэршилттэй бутадиеныг С4 нүүрсустөрөгчийн фракцаас ялгах гол арга юм. Энэ үе шатанд сонгосон уусгагч нь бутадиен болон түүний буцалгах хурдтай хольцын хоорондох хэлбэлзлийн зөрүүг эрс нэмэгдүүлж, тэдгээрийг үр дүнтэй ялгахад дөхөм болгосноор чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Уусгагчийн сонголтыг хэд хэдэн шалгуураар тодорхойлдог: бутадиены сонгомол чанар, химийн болон дулааны тогтвортой байдал, нөхөн сэргээлтийн түвшин, байгаль орчин болон аюулгүй байдлын асуудлууд, мөн өртөг. NMP болон DMF нь түүхэндээ давамгайлж байсан боловч одоо 1,2-пропилен карбонат зэрэг ногоон уусгагчаар солигдож байгаа бөгөөд энэ нь харьцуулж болохуйц ялгах үр ашиг, хоргүй байдал, зохицуулалтын хүлээн зөвшөөрөгдөх чадварыг хангадаг. Гүн эвтектик уусгагч (DES) нь мөн өндөр олборлолтын гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ тогтвортой байдал, бүрэн дахин боловсруулах боломжийг олгодог ирээдүйтэй болохыг харуулж байна.
Уусгагчийг нэрэх болон мембран шүүлтүүрийн системээр дамжуулан гаргаж авч, дахин боловсруулдаг бөгөөд энэ нь давирхай болон бохирдуулагчийг зайлуулж, уусгагчийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Давирхайг зайлуулах мембран модулиудыг нэгтгэх нь ажиллахгүй байх хугацааг багасгаж, битүү гогцооны ажиллагааг дэмждэг.
Бүтээгдэхүүний цэвэршүүлэлт нь цаашид нэрэх, заримдаа эрлийз олборлолт-нэрэх дарааллыг ашигладаг. Олон үе шаттай фракцжуулалт эсвэл каскад нэрэх багана зэрэг дэвшилтэт цэвэршүүлэх стратегиуд нь бутадиены эцсийн цэвэршилт 99.5%-д хүрдэг эсвэл түүнээс давсан эсэхийг баталгаажуулдаг. Тасралтгүй хяналт - ихэвчлэн Лоннметрийн нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигч гэх мэт шугаман концентрацийн хэмжилтийн багаж хэрэгслийг ашигладаг - урсгал дахь бутадиены агууламжийг хянах, үйл явцын хяналтыг оновчтой болгоход тусалдаг. Эдгээр шугаман концентрацийн хэмжилтийн төхөөрөмжүүд нь бутадиены үйлдвэрлэлийг оновчтой болгох бодит цагийн өгөгдлийг өгдөг бөгөөд энэ нь операторуудад бүтээгдэхүүний тогтвортой өндөр цэвэршилтийг хадгалах, хольцын түвшинг багасгах боломжийг олгодог.
Уусгагч сонголт, процессын интеграци, бутадиены концентрацийг тасралтгүй хэмжих үр дүнтэй хослол нь чанар, тогтвортой байдлын хатуу шаардлагыг хангах чадвартай бат бөх бутадиен үйлдвэрлэлийн процессыг бий болгодог.
Шугаман концентрацийн хэмжилт: Зарчим ба ач холбогдол
Бутадиен үйлдвэрлэлийн процесст шугаман концентрацийн хэмжилт хийх нь химийн найрлагыг процессын урсгал дотор шууд бодит цагийн тасралтгүй тодорхойлох явдал юм. Энэхүү арга нь бутадиеныг олборлох бүх үйл явцыг хянах, оновчтой болгох, чухал үе шат бүрт аюулгүй байдлыг хангах, үр ашгийг хамгийн их байлгахад чухал ач холбогдолтой юм.
Юуг хэмждэг вэ?
Бутадиеныг гаргаж авах үйл явц нь хэд хэдэн бодисын нарийн тоон үзүүлэлтийг шаарддаг. Үндсэн зорилтуудад цэвэршилтийн түвшин нь ихэвчлэн 97% -д хүрэх эсвэл түүнээс дээш байх ёстой бутадиен өөрөө, мөн шингэн-шингэн болон хоёрдогч гаргаж авах үе шатуудад салшгүй хэсэг болох фурфурал болон N-метил-2-пирролидон зэрэг уусгагч бодисууд орно. Нэмж дурдахад, бутадиеныг шугаман концентраци хэмжих төхөөрөмжийг бусад дэгдэмхий органик нэгдлүүд болон аюултай дайвар бүтээгдэхүүн зэрэг бохирдуулагчийг тодорхойлох, хянах зорилгоор ашигладаг бөгөөд үүнд ихэвчлэн пропилений урсгалд агуулагдах ул мөр эсвэл уусгагчийг сэргээх баганаас ялгарах ялгаруулалт орно. Бүтээгдэхүүн болон хольцын концентрацийг хянах нь стандартын шаардлагад нийцэж, оновчтой ажиллагааг хангахад чухал үүрэгтэй.
Шугаман болон офлайн хэмжилт: Үйл ажиллагааны нөлөөлөл
Шугаман болон офлайн бутадиены концентрацийг хэмжих аргуудын хоорондох сонголт нь үйл ажиллагааны мэдэгдэхүйц үр дагавартай байдаг. Спектрометр, мэдрэгч, тоолуур гэх мэт шугаман төхөөрөмжүүдийг процессын урсгалд шууд суурилуулж, үйл ажиллагааны өгөгдлийг тасралтгүй өгдөг. Энэхүү бодит цагийн санал хүсэлт нь залруулах арга хэмжээг шуурхай авах, бутадиены концентрацийг илүү чанга хянах, уусгагчийн урсгал болон олборлолтын параметрүүдийг нарийн тохируулах боломжийг олгодог. Үүнтэй харьцуулахад офлайн хэмжилт нь гараар дээж авах, лабораторийн боловсруулалт хийх, үр дүнг хойшлуулахыг шаарддаг. Ийм саатал нь тохируулга нь урьдчилан сэргийлэхийн оронд реактив шинж чанартай тул стандартаас гадуурх бүтээгдэхүүн, процессын үр ашиггүй байдал, хаягдлын эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.
Лоннметрийн нягтрал хэмжигч эсвэл зуурамтгай чанар хэмжигч зэрэг багаж хэрэгслийг ашиглан бодит цагийн шугаман хэмжилт хийх нь бутадиены концентрацийг тасралтгүй хянах шилдэг туршлагыг дэмждэг. Эдгээр аргууд нь хүний алдаа болон дээжийн бохирдлын эрсдлийг эрс бууруулж, мөн их хэмжээний нефть химийн үйлдвэрүүдэд чухал ач холбогдолтой автоматжуулсан процессын хяналтыг хөнгөвчилдөг. Жишээлбэл, шугаман хийн концентрацийг хэмжих аргууд нь сонгомол устөрөгчжилтт чухал ач холбогдолтой болох нь батлагдсан бөгөөд шууд хариу үйлдэл нь урвалыг зохицуулахад тусалдаг бөгөөд дайвар бүтээгдэхүүнийг бууруулж, цэвэр байдлыг хадгалахад тусалдаг.
Шугаман концентрацийн анализаторууд өгөгдлийг хэдхэн секундын дотор хүргэж, урьдчилан сэргийлэх хяналтыг идэвхжүүлдэг. Офлайн түүвэрлэлт нь цаг хугацааны хоцрогдолтой тул үйл явцын үр ашиггүй байдал үүсэх эрсдэлтэй.
Процессын хяналт дахь зарчим ба үүрэг
Жишээлбэл, нягтрал ба зуурамтгай чанарын өгөгдөлтэй баталгаажуулсан нарийн симуляцийн загварууд нь инженерүүдэд ялгах үр ашиг болон бүтээгдэхүүний чанарыг оновчтой болгох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь эрчим хүч болон уусгагчийн хэрэглээг бууруулж, бутадиены гарцыг нэмэгдүүлдэг. Мөн орон зайн хувьд шийдэгдсэн мэдрэгчийн сүлжээ болон саяхны үе тэнгийнхний хянасан үр дүнгээр баталгаажсан арга болох агаар болон бохир усны гарцыг бохирдуулагч бодисын хувьд тасралтгүй хянах замаар зохицуулалтын нийцлийг дэмждэг.
Товчхондоо, нүүрсустөрөгчийн агууламжийг хэмжих шугаман багаж хэрэгсэл, түүний дотор бутадиенд зориулж тусгайлан бүтээсэн багаж хэрэгсэл нь өндөр гарц, бага хаягдал, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг хамгийн бага байлгахын тулд шаардлагатай шуурхай үйл ажиллагааны хариу арга хэмжээг авах боломжийг олгодог. Энэхүү шууд, тасралтгүй мэдээллийн урсгалыг одоо бутадиен үйлдвэрлэлийн процесст зайлшгүй шаардлагатай гэж үзэж байгаа бөгөөд олборлолтыг оновчтой болгох, хянах бүхэл бүтэн хүрээг бий болгож байна.
Бутадиен олборлолтын концентрацийг хэмжих төхөөрөмж ба багаж хэрэгсэл
Бутадиен олборлолтын үйлдвэрлэлийн хэрэгжилт
Бутадиеныг гаргаж авах процесст материалын урсгал болон хувирлыг хянахын тулд багаж хэрэгслийг стратегийн дээж авах цэгүүдэд байрлуулдаг. Ердийн интеграцийн цэгүүдэд олборлогчийн нэгжийн гаралт, нэрэх баганын оролт ба ёроол, бүтээгдэхүүн хадгалах сав орно. Байршуулалт нь тэжээлийн найрлага эсвэл ялгах үр ашиг гэх мэт процессын өөрчлөлтийг хурдан илрүүлэх боломжийг олгодог.
Өгөгдөл цуглуулах сүлжээ нь үр дүнг тархсан удирдлагын систем (DCS) эсвэл програмчлагдах логик хянагч (PLC) руу дамжуулдаг бөгөөд энэ нь процессын инженерүүдэд гол гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд болон дохиоллын босгыг хянах боломжийг олгодог. Лоннметрийн шугаман нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигчийг үйлдвэрлэлийн стандартын протоколууд (Modbus, Ethernet/IP)-ээр дамжуулан эдгээр хүрээнд нэгтгэж, автоматжуулсан өгөгдөл бүртгэх, чиг хандлагыг тодорхойлоход тусалдаг.
Баталгаажсан болон тохируулсан концентрацийн хэмжилтийн багаж хэрэгсэл нь үйл явцын хяналтад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Баталгаажсан лавлагаа стандартууд эсвэл офлайн гель нэвчилтийн хроматографи гэх мэт хамааралтай лабораторийн аргуудтай харьцуулсан тогтмол тохируулга нь хэмжилтийн нарийвчлалыг баталгаажуулж, үйл явцын хяналтын шийдвэрийн найдвартай байдлыг баталгаажуулдаг.
Шугаман бутадиены концентрацийн хэмжилтийн техникийг автоматжуулалтын платформтой шууд холбох нь бодит ашиг тусыг өгдөг. Хазайлтыг шууд илрүүлж, хаягдал болон стандартаас гадуурх бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлийг бууруулж, цаг тухайд нь залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгосноор үйл явцын гарцыг оновчтой болгосноор үйлдвэрлэлийн тогтвортой байдал сайжирдаг. Энэхүү арга нь ердийн үйл ажиллагаа болон дэвшилтэт үйл явцын оновчлолыг хоёуланг нь дэмжиж, бутадиены олборлолтын байгууламжийг өндөр үр ашиг, аюулгүй байдлыг хангах үүднээс байрлуулдаг.
Шугаман концентрацийн хэмжилтийг ашиглан үйл явцыг оновчтой болгох
Бутадиен үйлдвэрлэлийн процесст үйл явцыг оновчтой болгохын үндэс нь бодит цагийн шугаман концентрацийн хэмжилт юм. Бутадиен болон уусгагчийн түвшний талаарх тасралтгүй өгөгдлийг цуглуулж, дамжуулах замаар Лоннметр шугаман нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигч зэрэг багажууд нь загварт суурилсан оновчлол болон дэвшилтэт хяналтын стратегиудад чухал оролт өгдөг. Эдгээр өгөгдлийн урсгалыг симуляцийн платформд нэгтгэх нь мэдээлэлтэй шийдвэр гаргах, олборлолтын параметрүүдийг нарийн тохируулах боломжийг олгож, үйл явцын гажуудал болон хувьсах чанарыг бууруулдаг.
Нарийн, бодит цагийн концентрацийн профайлыг хяналтын гогцоонд, ялангуяа бутадиеныг гаргаж авах процесс болон хоёрдогч гаргаж авах процесст оруулсан үед динамик загварууд нь уусгагч-тэжээлийн харьцаа, рефлюксийн хурд болон баганын ажиллагааг илүү нарийвчлалтайгаар тохируулж чаддаг. Жишээлбэл, симуляцийн судалгаагаар үечилсэн, багцын дээж авах интервалын дараа биш харин хазайлт илэрмэгц уусгагчийн урсгал болон гаргаж авах температурын хариу залруулгыг идэвхжүүлснээр бутадиений гарц нэмэгддэг болохыг баталгаажуулдаг. Энэ нь гаргаж авах багана нь оновчтой фазын тэнцвэрт байдалд ойртох боломжийг олгодог бөгөөд зорилтот бүтээгдэхүүний цэвэршилт нь 99%-иас тогтмол давсан байхыг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь гар аргаар эсвэл офлайн аргуудаас мэдэгдэхүйц сайжирсан үзүүлэлт юм.
Энэхүү өндөр түвшний процессын хяналтын систем нь эрчим хүчний хэрэглээг шууд бууруулдаг. Хэмжсэн концентраци болон физик шинж чанараар удирддаг нэрэх эсвэл гаргаж авах үе шат бүрийг "хамгийн тохиромжтой цэг"-т нь байлгах чадвар нь хэт их ажиллагаа (уур болон цахилгаан эрчим хүчийг үрдэг) болон дутуу ажиллагаа (энэ нь бага ялгаруулалт, дахин боловсруулах мөчлөг, илүүдэл уусгагч хэрэглээнд хүргэдэг)-ээс сэргийлдэг. Нийтлэгдсэн тохиолдлуудад шугаман концентрацитай хяналтыг дулааны насосын интеграци эсвэл завсрын халаалтын стратегитай хослуулсан үед эрчим хүчний хэмнэлт 12%-30% хооронд хэлбэлздэг болохыг баримтжуулсан. Жишээлбэл, бутадиен гаргаж авах нэрэх багана нь дахин бойлерийн ачааллыг мэдэгдэхүйц бууруулж, зардлыг ихээхэн хэмнэж, CO₂ ялгарлыг бууруулсан болохыг харуулсан.
Уусгагчийн нөхөн сэргэлтийг оновчтой болгох нь бас нэг томоохон давуу тал юм. Нүүрсустөрөгчийн шугаман концентрацийг хэмжих багаж нь ёроол болон дээд урсгал дахь уусгагчийн ачааллыг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог. Уусгагчийн ул мөрийн концентрацийг тодорхойлсноор операторууд буцах болон цэвэрлэх урсгалыг динамикаар тохируулж, хаягдал эсвэл ялгаралтад алдагдахаас өмнө илүү их уусгагчийг нөхөн сэргээж чадна. Шугаман хийн концентрацийг хэмжих багажаар бодит цаг хугацаанд хянаж, хуваах ханын багана болон мембраны тусламжтайгаар тусгаарлах аргыг ашигласан эрлийз аргууд нь гаднах халаалтын шаардлагыг 80% хүртэл бууруулж, нөхөн сэргээх нийт үр ашгийг нэмэгдүүлсэн.
Ургацыг хамгийн их байлгах болон хольцыг багасгах нь шугаман бутадиены концентрацийн хэмжилтээр идэвхжүүлсэн нягт хариу үйлдэлд тулгуурладаг. Бутадиены үйлдвэрлэлийн оновчлолын хувьд тэжээл бэлтгэхээс эхлээд эцсийн бүтээгдэхүүнийг тусгаарлах хүртэлх бүх үе шатанд нөлөөлдөг. Хэмжсэн өгөгдөл нь бутадиены концентрацийг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог тул хамгийн сонгомол урвал эсвэл ялгах нөхцлийг хангахын тулд процессын параметрүүдэд тохируулга хийж болно. Жишээлбэл, бутадиены шугаман концентрацийн хэмжих төхөөрөмжүүдийн өгөгдлийг ашиглан олборлох нэрэлтийг оновчтой болгох нь дасан зохицох үйл ажиллагааны нөхцөлд бутадиены 98% нөхөн сэргээлт, 99.5% цэвэршилтэд хүрсэн нийтлэгдсэн тохиолдлыг дэмжсэн.
Цаашилбал, шугаман концентрацийн хэмжилт нь үйл ажиллагааны зардал болон бүтээгдэхүүний чанарт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Гараар дээж авах болон стандартаас гадуурх үйлдвэрлэлийн ослын давтамжийг бууруулснаар байгууламжууд хөдөлмөр, түүхий эд, хог хаягдлыг зайлуулах зардлыг хэмнэдэг. Хатуу санал хүсэлтийн хяналт нь үйл явцын гажуудал, зогсолтын тохиолдлын тоог бууруулдаг. Бүтээгдэхүүний чанар нь тогтвортой найрлага, хольцын түвшинг хамгийн бага байлгаснаар ашиг тусаа өгдөг бөгөөд энэ нь хэрэглэгчдийн итгэлийг нэмэгдүүлж, зохицуулалтын шаардлагыг хангадаг. Нүүрсустөрөгчийн концентрацийг нарийн хянах нь чанарын хэлбэлзлийг шууд бууруулж, цувралын татгалзлыг багасгаж, зах зээлийн чанарыг сайжруулдаг.
Бутадиен үйлдвэрлэх гэх мэт эрчим хүч их шаарддаг процессуудад хяналтын алхам алхмаар сайжруулалт бүр нь хэт их ашиг авчирдаг. Бутадиены концентрацийг хэмжих шугаман аргууд нь гарц, эрчим хүч, өртгийн хооронд оновчтой тэнцвэрт байдалд хүрэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нягтрал ба зуурамтгай чанарыг илрүүлэхэд чиглэсэн Лоннметрийн багажууд нь эрчим хүчний хэрэглээ болон хольцыг багасгахын зэрэгцээ бутадиены гарц, уусгагчийг нөхөн сэргээх, бүтээгдэхүүний чанарыг хамгийн их байлгах энэхүү тасралтгүй сайжруулах стратегид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Чанарын баталгаа болон тогтвортой байдлын анхаарах зүйлс
Бутадиеныг олборлох үйл явцад чанарын баталгааг тасралтгүй шугаман доторх бутадиены концентрацийн хяналт нь үндэслэдэг. ASTM D2593-23 стандартын шаардлагыг хангасан гэх мэт үйл явцын урсгалд шууд нэгтгэсэн шугаман доторх хийн концентрацийн хэмжих багажууд нь бүтээгдэхүүний цэвэршилт болон зохицуулалтын шаардлагыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай бодит цагийн өгөгдлийг хүргэдэг. Тасралтгүй хэмжилт хийснээр эдгээр системүүд нь полимержих зэрэглэлийн 1,3-бутадиенд заасан хатуу цэвэршилт болон хольцын үзүүлэлтүүдийг дагаж мөрдөхийг баталгаажуулдаг.
Жишээлбэл, тасралтгүй хяналт нь бутадиен болон нүүрсустөрөгчийн хольцыг шууд тоон үзүүлэлтээр тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд уламжлалт офлайн шинжилгээгээр алдаж болзошгүй процессын хурдацтай хэлбэлзлийг бүртгэдэг. Энэ нь хурдан залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгож, бүтээгдэхүүний стандартаас гажсан үйл явдал, зохицуулалтын зөрчлийг бууруулдаг. Статистикийн процессын хяналтын (SPC) протоколуудтай нэгтгэх нь бодит цагийн хэмжилтийг үйл ажиллагааны боломжтой мэдээлэл болгон хувиргаж, бутадиен үйлдвэрлэх анхдагч болон хоёрдогч олборлолтын процесст аль алинд нь хэлбэлзлийг багасгаж, багц хоорондын тогтвортой байдлыг хадгалдаг.
Тогтвортой байдлын үүднээс авч үзвэл, шугаман бутадиены концентрацийг хэмжих багаж хэрэгсэл нь ялгарал болон уусгагчийн алдагдлыг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бутадиен үйлдвэрлэлийн процесст уусгагч дээр суурилсан олборлолтын төхөөрөмжүүд нь ууршилт болон нисдэг биетүүдийн ялгаралтаар алдагдалд өртөмтгий байдаг бөгөөд үүнийг VOC гэж ангилдаг. Шугаман хэмжилт нь үйл ажиллагааны параметрүүдийг шууд тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд хэт их олборлолт эсвэл уусгагчийн хаягдлын цонхыг нарийсгадаг. Жишээлбэл, Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжтэй нягтралыг тасралтгүй хэмжих нь уусгагчийн концентраци болон процессын фазын хил хязгаарыг нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог. Хурдан, нарийвчлалтай нягтралын өгөгдөл нь уусгагчийн дахин боловсруулалтыг бодит цагийн оновчтой болгоход хүргэдэг бөгөөд хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөллийг шууд бууруулж, үйл ажиллагааг VOC ялгаруулалтын стандартуудтай уялдуулдаг.
Бодит цагийн өгөгдлөөр дамжуулан оновчтой үйл явцын хяналтыг хадгалах нь байгаль орчны өргөн хүрээтэй нийцлийн зорилгыг дэмждэг. Хийн концентрацийг хэмжих шугаман аргууд нь санамсаргүй байдлаар VOC ялгарах эрсдэлийг бууруулаад зогсохгүй ажлын байран дахь өртөлтийн хязгаар болон байгаль орчны зөвшөөрлийн шаардлагыг тасралтгүй дагаж мөрдөхийг баталгаажуулдаг.
Хэвийн бус нөхцөл байдлыг шууд илрүүлснээр процессын аюулгүй байдал мэдэгдэхүйц сайжирдаг. Жишээлбэл, хавхлагын эвдрэл эсвэл уусгагч задралаас үүдэлтэй бутадиены концентрацийн огцом өсөлтийг шугаман анализатороор хэдхэн секундын дотор тодорхойлж, операторын хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог. Энэ нь багцын дээж авах болон лабораторийн шинжилгээнээс хойшхи мэдэгдэлтэй эрс ялгаатай. Түүнчлэн, автоматжуулсан шугаман хэмжилт нь аюултай цэгүүдэд гараар дээж авах давтамж болон хэрэгцээг бууруулж, бутадиен олборлох явцад ажилчдын хортой нүүрсустөрөгчид шууд өртөхийг бууруулдаг.
Бутадиены бодит цагийн шугаман концентрацийг хэмжих төхөөрөмжүүд нь үйлдвэрлэлийг оновчтой болгож, бүтээгдэхүүний чанарыг баталгаажуулахаас гадна тогтвортой байдлын зорилтууд, үйл явцын аюулгүй байдал, байгаль орчны хариуцлагыг бууруулах замаар бутадиены концентрацийг хэмжих хамгийн сайн хэрэгсэл болж өгдөг. Зохицуулах болон хэрэглэгчийн шаардлага улам чангарахын хэрээр эдгээр чадварууд нь бутадиены үйлдвэрлэлийг оновчтой болгох тасралтгүй дэвшилд гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Байнга асуудаг асуултууд
Бутадиеныг гаргаж авах үйл явц гэж юу вэ?
Бутадиеныг олборлох үйл явц нь нүүрсустөрөгчийн холимогоос бутадиеныг ялгаж, цэвэршүүлэхэд чиглэгддэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн нафта эсвэл бусад түүхий эдийг уураар хагарах замаар гаргаж авдаг. Олборлох нэрэлт болон уусгагч дээр суурилсан олборлолт нь ашигласан үндсэн аргууд юм. Эдгээр аргууд нь диметилформамид (DMF), N-метилпирролидон (NMP) зэрэг уусгагч, эсвэл тогтвортой байдлын зорилгыг дэмжихийн зэрэгцээ өндөр ялгах үр ашгийг хүртдэг 1,2-пропилен карбонат (PC) зэрэг байгаль орчинд ээлтэй уусгагчдаас хамаардаг. Термодинамик процессын симуляци нь оновчтой нөхцлийг сонгоход чиглүүлж, эрчим хүчний хэрэглээг багасгаж, бутадиены цэвэршилт, гарцыг хамгийн их байлгахад тусалдаг. Мембран дээр суурилсан уусгагчийг дахин боловсруулах зэрэг хоёрдогч цэвэршүүлэх алхмууд нь олборлох гогцоонд хуримтлагдсан бохирдлыг зайлуулснаар урт хугацааны үйл ажиллагааны найдвартай байдлыг нэмэгдүүлж, уусгагчийн ашиглалтын мөчлөгийг уртасгадаг. Загвар дээр суурилсан процессын оновчлолыг ашиглах нь стратегийн дулааны интеграци болон уусгагчийн менежментийн тусламжтайгаар эрчим хүчний хэрэглээг 98% хүртэл, бүтээгдэхүүний цэвэршилтийг 99.5%-иас дээш байлгахад хүргэдэг.
Бутадиен үйлдвэрлэлийн процесст шугаман концентрацийн хэмжилт хэрхэн ашиг тустай вэ?
Шугамын концентрацийн хэмжилт нь бутадиены үйлдвэрлэлийн процессын хяналтыг эрс сайжруулдаг. Процессын урсгалд шууд суурилуулсан мэдрэгч нь бутадиены түвшний талаар тасралтгүй, бодит цагийн мэдээллийг өгдөг. Энэ нь процессын хазайлтад хариу үйлдэл үзүүлэхийг хурдасгаж, материалын алдагдлыг бууруулж, гарцыг сайжруулдаг. Шугамын төхөөрөмжүүдийн идэвхжүүлсэн шууд хариу үйлдлийн гогцоо нь операторуудад температур, уусгагчийн харьцаа, нэрэлтийн параметрүүд зэрэг нөхцөл байдлыг шууд тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний чанарыг хамгаалж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. Шугамын хяналт нь гараар дээж авах, лабораторийн үнэтэй шинжилгээ хийх хэрэгцээг бууруулж, бутадиены өртөлтийн зохицуулалтын босгыг дагаж мөрдөхийг дэмжиж, аюулгүй ажлын орчныг бүрдүүлдэг. Бутадиены хэлбэлзэл, аюултай шинж чанар нь эрсдэлийг бууруулах, цэвэршилт, аюулгүй байдлын үйлдвэрлэлийн стандартыг хангахын тулд нарийн, хурдан менежмент шаарддаг тохиолдолд энэхүү стратеги нь чухал юм.
Бутадиеныг гаргаж авахад ямар төрлийн концентрацийн хэмжих хэрэгслийг ашигладаг вэ?
Бутадиеныг гаргаж авах нийтлэг концентрацийн хэмжих хэрэгсэлд ойрын хэт улаан туяаны (NIR) анализатор, масс спектрометр (MS), хийн хроматограф (GC) орно. NIR анализаторууд нь хемометрийн загвар болон хамгийн бага дээж бэлтгэх аргыг ашиглан нарийн төвөгтэй нүүрсустөрөгчийн матрицуудад хурдан, үл эвдэх хэмжилт хийх боломжийг олгодог. Хийн хроматографууд - ихэвчлэн масс спектрометртэй хослуулсан - дэгдэмхий органик хольц дахь бутадиеныг нарийвчлан ялгаж, тодорхойлох боломжийг олгодог. Эдгээр нь өндөр сонгомол чанар, мэдрэмжийг хангадаг бөгөөд энэ нь нийцэл болон үйл явцыг оновчтой болгоход чухал ач холбогдолтой юм. Нэмж дурдахад, тусгай зориулалтын VOC анализаторууд нь тасралтгүй, хөндлөнгийн оролцоонд тэсвэртэй концентрацийн хяналтыг хангахын тулд шүүлтүүрийн хоолойтой хослуулсан хэт ягаан туяаны (UV) чийдэн зэрэг сонгомол илрүүлэх технологийг ашигладаг. Эдгээр хэрэгслийг хувьсах нөхцөлд бат бөх ажиллагаатай, тогтмол, найдвартай гаралттай, үйлдвэрийн ердийн ажлын урсгал болон зохицуулалтын шаардлагыг дэмждэг тул сонгодог.
Бутадиен үйлдвэрлэхэд хоёрдогч олборлолт яагаад чухал вэ?
Бутадиен үйлдвэрлэхэд хоёрдогч олборлолт нь нөхөн сэргээлтийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэх, бүтээгдэхүүний алдагдлыг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Анхны олборлолтын дараа үлдсэн урсгалууд нь нөхөн сэргээгдэх хэмжээний бутадиен агуулдаг хэвээр байна. Эдгээрийг нэмэлт уусгагч эсвэл нэрэлтийн алхамаар боловсруулах нь нийт гарц болон нөөцийн ашиглалтыг нэмэгдүүлдэг. NRTL-RK эсвэл COSMO-RS зэрэг аргуудыг ашиглан нарийвчлалтай урьдчилан таамаглах загварчлал нь хоёрдогч олборлолтын уусгагч, температур, рефлюкс харьцааны оновчтой хослолыг тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд шаардлагатай цэвэршилтийг хангахад тусалдаг. Хоёрдогч олборлолтыг хэрэгжүүлэх нь хог хаягдлыг бууруулж, эрчим хүч, хэрэглээний эрэлтийг багасгахын зэрэгцээ түүхий эд, уусгагчийн ашиглалтыг сайжруулснаар нийцэл, тогтвортой байдлын зорилтуудыг дэмжиж, үйл явцын эдийн засгийн таатай байдалд хувь нэмэр оруулдаг.
Бутадиен процессын концентрацийг хэмжихэд ямар бэрхшээл тулгардаг вэ?
Бутадиены процесст концентрацийн хэмжилт хийх нь хэд хэдэн техникийн болон үйл ажиллагааны бэрхшээлтэй тулгардаг. Бутадиены тогтворгүй байдал болон хорт хавдар үүсгэх чадвартай хосолсон нүүрсустөрөгчийн нарийн төвөгтэй холимог нь өндөр өвөрмөц чанар, мэдрэмжтэй багаж хэрэгслийг шаарддаг бөгөөд ихэвчлэн ppm-ээс бага түвшинд байдаг. Үйл явцын нөхцөл байдал өөрчлөгдөхийн хэрээр тохируулгын нарийвчлалыг хадгалах ёстой; температур, даралт, чийгшлийн өөрчлөлт нь мэдрэгчийн уншилт болон тогтвортой байдалд нөлөөлж болно. Аж үйлдвэрийн орчин нь хэмжих хэрэгслийг хүчтэй химийн болон физик стрессд өртүүлдэг тул бат бөх дизайн, чанарын хяналтын тогтмол шалгалт шаарддаг. Бензол болон бусад С4 төрөл зүйл гэх мэт уурын урсгалд зэрэгцэн орших нэгдлүүдийн хөндлөнгийн оролцоог шийдвэрлэх нь найдвартай тоон үзүүлэлтийг тодорхойлоход чухал үүрэгтэй. Шилдэг туршлагуудад тогтмол тохируулгын горим, бохирдолд тэсвэртэй мэдрэгч сонгох, нарийвчлал эсвэл хэмжилтийн бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулахгүйгээр үйл ажиллагааны хатуу ширүүн байдлыг тэсвэрлэх чадвартай шугаман хэмжих хэрэгслийг нэгтгэх зэрэг орно. Эдгээр шийдлүүд нь ажилчдын аюулгүй байдал, үйл явцын нийцлийг хангахын зэрэгцээ бутадиены концентрацийг тасралтгүй хянах, үйлдвэрлэлийн оновчлолыг хангах боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 16
