תוֹכֶן
1.1 תהליך הפרדת ספיחת נדנדה בלחץ
1.2 תהליך הפרדת קרום
1.3 תהליך זיקוק קריוגני
1.3.1 דחיסה פנימית ותהליך דחיסה חיצונית
1.3.2 אריזה מובנית
1.3.3 זיקוק מלא לייצור ארגון ללא מימן
2. סיכום
1. מבוא וניתוח קצר של תהליך הפרדת אוויר
אנו חיים באטמוספירה, והאוויר הוא הגז עליו אנו סומכים להישרדות, מכיוון שהאוויר מכיל כ- 21% חמצן, חנקן מהווה כ 78%, וה -1% הנותרים הם פחמן דו חמצני וגזים אחרים. חנקן הוא הגז הנפוץ ביותר בזרימת תהליכים כימיים, המשמש בעיקר כגז מגן, מכיוון שהתכונות הכימיות של חנקן יציבות וקשה להשתתף בתגובות כימיות.
1.1 תהליך הפרדת ספיחת נדנדה בלחץ
ספיחת נדנדה בלחץ היא תהליך של הפרדת גזים שונים באוויר על ידי יעילות ספיחה שונה של מסננות מולקולריות. תהליך הפרדת האוויר מפריד בעיקר בחמצן וחנקן באוויר. לספיחת נדנדה לחץ יהיה תהליך איזון. אם הגז לא נספג לחלוטין על המסננת המולקולרית, החמצן והחנקן באוויר ימשיכו לספוג על המסננת המולקולרית עד שתגיע למצב איזון.
1.2 תהליך הפרדת קרום
הפרדת הממברנה היא תהליך חדש שפותח לאחרונה להפרדת אוויר. טכנולוגיית תהליכים זו משתמשת בעיקר בעקרון של מקדמי מסיסות ודיפוזיה שונים של מולקולות גז על הממברנה להפרדה. כאשר הגז המעורב עובר דרך הממברנה, בגלל ההבדל במסיסות של מולקולות גז שונות על הממברנה, כאשר יש הבדל לחץ משני צידי הממברנה, מולקולות גז שונות יתכנסו משני צידי הממברנה, ובכך מפרידים בין גזים שונים.
1.3 תהליך זיקוק קריוגני
תהליך הזיקוק הקריוגני מתממש על ידי שימוש בנקודות רתיחה שונות של גזים שונים. בתנאי טמפרטורה נמוכה, נקודות הרתיחה של חמצן וחנקן שונות. טכנולוגיית תהליכי הלחץ לטמפרטורה נמוכה משמשת לזקוק והפרדת חמצן וחנקן באוויר כדי להשיג גז טוהר גבוה יותר. עם התפתחות מתמדת של טכנולוגיית זיקוק קריוגנית, התגלו תהליכים שונים על פי תנאי ייצור שונים, בעיקר דחיסה פנימית וזיקוק תהליכי דחיסה חיצוניים, זיקוק אריזה מובנה וזקוק מלא ללא מימן לייצור זיקוק ארגון.
1.3.1 דחיסה פנימית ותהליך דחיסה חיצונית
נכון לעכשיו, ישנן שתי צורות עיקריות של לחץ על גז, האחת היא דחיסה חיצונית והשנייה היא דחיסה פנימית. בדרך כלל, תהליך ייצור הגז ביחידת הפרדת האוויר מתבצע בטמפרטורת החדר. לפיכך, יש ללחוץ על המדחס החיצוני ללחץ הנדרש. בלחץ מופחת, נקודת הרתיחה של הגז תפחת. לעיקרון הדחיסה הפנימית, המוצר הנוזלי במגדל הזיקוק מוגבר בעיקר בלחץ על ידי משאבה ואז נכנס לצינור הראשי דרך מחליף חום. ההבדל העיקרי בין שתי השיטות הוא שהדחיסה החיצונית מופחתת בלחץ על ידי מדחס, והדחיסה הפנימית נלחצת על ידי משאבה הידראולית. לתהליך הדחיסה הפנימית עלויות הפעלה נמוכות, תחזוקת ציוד פשוטה, גורם בטיחות גבוה ותפעול נוח.
אריזה מובנית היא טכנולוגיית תהליכים חדשה שפותחה בשנים האחרונות, עם היתרונות הבאים: ① צריכת אנרגיה נמוכה וחילופי חום רציפים. אריזה מובנית יכולה ליצור שכבה של סרט נוזלי על פני נוזל ריפלוקס, וגם ההתנגדות של זרימת הגז תקטן. מכיוון שיש צינורות שונים להובלת גז ונוזל בהתאמה, החלפת חום תבוצע ברציפות, ובכך תפחית את ההתנגדות של מגדל האריזה ובסופו של דבר להפחית את צריכת האנרגיה. ② יש לו יעילות הפרדה גבוהה לחמצן, חנקן וארגון. לאחר השימוש באריזה מובנית, הלחץ במגדל יקטן. ככל שהלחץ במגדל יורד, יעילות ההפרדה של המגדל תגדל בהדרגה. ③ ניתן לשנות אותו ולהפעיל אותו במגוון רחב. לאחר אימוץ אריזה מובנית, הגז והנוזל מחוברים ברציפות, וכתוצאה מכך ירידה ביכולת האחזקה הנוזלית של המגדל עצמו, שיכולים לעמוד בשינויים בטווח עומסים גדול יותר וקל להפעלה.
1.3.3 זיקוק מלא ייצור ארגון נטול מימן
זיקוק מלא טכנולוגיית ייצור ארגון נטולת מימן היא טכנולוגיית תהליכים חדשה, וכבר ישנם מכשירים רבים כאלה בחברות כימיות מקומיות גדולות. טכנולוגיית תהליכים זו מחולקת לשני שלבים. השלב הראשון הוא להסיר חמצן מהגז על ידי מימן כדי להשיג ארגון גולמי, ואז להשתמש בזיקוק בטמפרטורה נמוכה כדי להסיר חנקן כדי להשיג ארגון טוהר גבוה. לטכנולוגיית תהליכים זו היתרונות של פעולה קלה, זרימת תהליכים פשוטה וטוהר מוצר גבוה. מכיוון שתהליך זה משתמש במימן, גורם הבטיחות של התהליך מצטמצם, וכתוצאה מכך אמינות תהליכים לקויה.
2. סיום
אוויר הוא משאב בלתי נדלה. חנקן וחמצן באוויר הם חומרי גלם חשובים בתהליכים כימיים. הפרדת גזים באוויר היא בעלת משמעות רבה להתפתחות התעשייה הכימית. פיתוח כל ענף יתקדם לעבר כיוון מכוון, טכנולוגי ומקצועי יותר של ארגונים. על כל מיזם לבחור באופן סביר בתהליך ההפרדה בהתאם למצבו בפועל, לשפר את איכות הייצור, להפחית את עלויות הייצור ולמקסם את היתרונות הכלכליים תחת הנחת היסוד להבטיח בטיחות הייצור. נכון לעכשיו, עדיין קיימות בעיות רבות בשלוש טכנולוגיות תהליכי הפרדת האוויר הללו, ויש לייעל את התהליך עוד יותר כדי להשיג הפרדה יעילה של אוויר.
