如何防止氨氣泄漏教您選擇合適的密封技術(shù)

制氨生產(chǎn)工藝在制氨過程中，有多種不同的生產(chǎn)合成氣的工藝。包括煤氣化工藝，水電解工藝，重油的部分氧化工藝，天然氣重整工藝等。天然氣為介質(zhì)的蒸汽重整工藝已經(jīng)被公認為最可靠和最有效的制氨生產(chǎn)工藝，占全世界氨生產(chǎn)總量的77%。盡管如此，各個國家和地區(qū)的能源偏好和基礎(chǔ)設(shè)施也會極大地影響工藝流程的選擇。比如，在中國80%的制氨工廠選擇煤氣化工藝。氨制備工藝路線圖蒸汽甲烷重整工藝，以及煤氣化和部分氧化的工藝對于墊片材料的選擇形成了真正的挑戰(zhàn)。比如，重整和部分氧化工藝生產(chǎn)中的極高溫，在某些情況下超過1200℃(2192°F)，對石墨等密封材料提出了嚴格要求。這種極端高溫通常會導(dǎo)致墊片失效或者泄漏，嚴重影響工廠效率。除了蒸汽甲烷重整工藝所需的能源外，合成氨還需要高壓，對這部分工藝中的組件施加進一步的壓力。合成氣的凈化階段釋放出大量的碳，給工廠有效管理排放物帶來越來越大的壓力。隨著所有制造商支持全球環(huán)境指令的壓力越來越大，包括旨在到2030年將室溫氣體排放量減少40%的歐盟框架協(xié)議，現(xiàn)在每個工廠都越來越迫切的需要對這些環(huán)境要求作出響應(yīng)，同時繼續(xù)平衡能源成本和生產(chǎn)目標。選擇最佳的密封技術(shù)對于工廠的生產(chǎn)效率以及性能表現(xiàn)至關(guān)重要。工廠面對的挑戰(zhàn)關(guān)鍵要素接近80%的氨被用于化肥的生產(chǎn)。其它應(yīng)用包括塑料制品，尼龍和涂料。氨的生產(chǎn)起始于合成氣—通常是通過蒸汽甲烷重整的工藝，使用天然氣進料轉(zhuǎn)換成氫氣（CO2作為反應(yīng)副產(chǎn)物）氣體混合物，隨后把氫氣和氮氣合成制造出氨。氨的應(yīng)用范圍非常廣泛，全球每年產(chǎn)量超過1.8億噸。日益上漲的能源價格和日趨嚴厲的環(huán)保法規(guī)對制氨廠的設(shè)計者和管理者提出了越來越大的挑戰(zhàn)，要求他們不僅保證安全生產(chǎn)，還要獲得運營利潤。近年來，在工廠設(shè)計方面有了高水平的發(fā)展，以實現(xiàn)如下幾個關(guān)鍵目標：?

減少能耗?

提高工藝熱回收?

使庫存損耗最小化?

消減CO2脫除時的能源耗損為了平衡產(chǎn)量、成本和排放，同時維持嚴苛的安全標準，我們看到許多工廠實施了一系列解決方案，以優(yōu)化其運營。這些措施包括提高重整壓力和將用于二段轉(zhuǎn)化爐的過程空氣預(yù)加熱到更高的溫度。在制氨工藝中，極端高溫通常會導(dǎo)致墊片失效或者泄漏，從而影響工廠效率。在對工廠生產(chǎn)提質(zhì)降耗估計不足的情況下，墊片是值得考慮的一個重要因素，特別是在極端苛刻工況下。在這種應(yīng)用環(huán)境下，我們需要合適的材料來應(yīng)對這種苛刻工況的挑戰(zhàn)，決定選擇哪種墊片技術(shù)以幫助提升生產(chǎn)效率。應(yīng)用關(guān)鍵點

當(dāng)談到選擇最佳的墊片密封技術(shù)時，你怎么知道哪一種密封解決方案最適合你的工廠？不合適的密封材料制成的墊片性能會提前降低，導(dǎo)致泄漏。在很多實際案例中，工廠不得不為昂貴而復(fù)雜的維修進行計劃外的停機。當(dāng)你需要優(yōu)化氫氣/合成氣和制氨生產(chǎn)的工藝生產(chǎn)過程時，你需要考慮如下幾個關(guān)鍵條件：溫度工廠溫度最高的地方達到1200°C(2192°F)，其它的設(shè)備運行溫度也達到600°C(1112°F)，那么墊片就需要能承受如此極端高溫的同時還不影響其密封性能。壓力氨合成氣工藝生產(chǎn)過程中伴隨著高壓達到200bar(2900psi),其對管道元件和密封材料也有額外的要求。熱循環(huán)熱循環(huán)造成法蘭接頭的熱脹冷縮會極大地影響墊片接頭的密封性能，而熱循環(huán)通常發(fā)生在常規(guī)例行維修，非計劃停車以及氣化過程的除焦階段。對于工廠來說，減少和避免密封失效對于避免非計劃停車以及降低維修風(fēng)險至關(guān)重要。氧化蒸汽甲烷重整工藝中，其化學(xué)反應(yīng)過程涉及到氧化條件，對密封材料的性能有很重要的影響，而石墨應(yīng)用在這種苛刻工況下其密封最終失效將不可避免。在選擇最合適的密封材料時，充分考慮上述各種條件有助于提升系統(tǒng)安全性，增加墊片的應(yīng)用期限，提升可靠性以及減少運行損耗。傳統(tǒng)密封材料的應(yīng)用情況

石墨材料以其中高溫的適應(yīng)能力和良好的密封性能而廣泛應(yīng)用于工業(yè)密封領(lǐng)域。然而，其性能在高溫下會顯著降低，特別是氧化環(huán)境下會急劇惡化，最終導(dǎo)致墊片失效及泄漏。在蒸汽重整工藝中，高溫和氧化兩種情況都存在，這給需要確保墊片應(yīng)用無泄漏，同時還要保證對裝置的運行產(chǎn)生最小影響的運營商造成了嚴重的困擾。在這種挑戰(zhàn)性的運行環(huán)境下，石墨材料的使用壽命短是眾所周知的，但是在工業(yè)上由于沒有更好的可替換材料而常常被忽視。所以還有什么其它選擇嗎？評估墊片的影響

在蒸汽重整工藝過程中，高溫和強氧化條件的結(jié)合，造成了苛刻的環(huán)境，直接影響到墊片的使用壽命和性能。另外，熱循環(huán)使墊片和法蘭材料處于不同程度的熱脹冷縮循環(huán)過程中。而熱循環(huán)通常發(fā)生在工廠例行檢修停車期間以及工藝處理階段，頻繁的熱循環(huán)會造成螺栓應(yīng)力的降低，導(dǎo)致墊片壓縮應(yīng)力的減小從而影響墊片的密封性能。相比較與蒸汽重整工藝，對于使用部分氧化工藝的工廠，其存在更高的溫度和更加激烈的氧化環(huán)境，會對傳統(tǒng)的像石墨等密封材料造成更加快速和劇烈的惡化影響。案例

1一家全球硝酸銨的生產(chǎn)供應(yīng)商，其位于美國的工廠在一年內(nèi)會有多次的非計劃的裝置停車，由于裝置再次啟動的時候存在熱循環(huán)導(dǎo)致其天然氣預(yù)加熱換熱器的泄漏。解決方案:

Thermiculite?，Change?。之前的方案僅僅維持了一年的運行周期就需要更換。Change?提供了3年的使用周期，且無任何泄漏。案例2一家位于美國灣區(qū)的大型石化廠在不到2年的運行時間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其重整反應(yīng)器上幾百個加熱管法蘭所使用的石墨纏繞墊發(fā)生氧化泄漏。解決方案:

Thermiculite?

845。更換成Thermiculite?消除了對材料的氧化并且提升了重整反應(yīng)器的可靠性。墊片密封在典型挑戰(zhàn)條件下的應(yīng)用區(qū)域：?

碳氫化合物(氣體)輸送管線和預(yù)加熱換熱器?

預(yù)加熱器，一次重整器，二次重整器?

豬尾管和合成氣管線?

管殼式換熱器?

下游合成氣冷卻?

廢熱氣體回收器以及蒸汽發(fā)生器?

過熱蒸汽管線Thermiculite?和Change?

Flexitallic已經(jīng)研發(fā)出了多種墊片產(chǎn)品，專門用于制氨生產(chǎn)中的復(fù)雜環(huán)境。其中核心的兩種產(chǎn)品為：Thermiculite?

和Change?。Thermiculite?一種經(jīng)過實驗驗證的，通過化學(xué)膨化和高溫膨化蛭石制作而成的密封材料，其結(jié)構(gòu)類似于膨化石墨。而且Thermiculite?最大的優(yōu)點就是-

不影響密封整體性的情況下溫度適用范圍廣。所有Thermiculite?密封產(chǎn)品可以在強氧化環(huán)境下耐受高溫到1000°C(1832°F)。Thermiculite?

有本質(zhì)抗氧化性能.

傳統(tǒng)使用的石墨墊片不能耐受高溫環(huán)境以及不耐氧化是導(dǎo)致其密封失效和泄漏的主要原因。主要優(yōu)點：?

完全不受氧化環(huán)境影響?

寬廣的化學(xué)介質(zhì)兼容性

?

使用溫度可到

1000°C

(1832°F)?

符合TA

Luft

規(guī)范要求?

防火認證?

可靠的，可追蹤的應(yīng)用記錄?

多種產(chǎn)品形式適用于所有的應(yīng)用工況。Change?Change?使用專利設(shè)備生產(chǎn)制造，獨特的激光焊接工藝，Change?在換熱器上的使用壽命比其它所有類型的墊片（如：帶內(nèi)外環(huán)的纏繞墊片，雙包覆墊片，波紋墊，齒形墊片）都長。對于像換熱器法蘭密封處由于存在熱循環(huán)造成的泄漏，Change?+Thermiculite?給客戶完美的解決方案Thermiculite?產(chǎn)品形式:

切割板材，纏繞墊片，齒形墊，Change?以及閥門填料。另外,對于高壓的氨合成反應(yīng)器密封應(yīng)用，F(xiàn)lexitallic公司也提供RT