Енергоощадний режим роботи ректифікаційної колони зневоднення етиленгліколю

Автор(и)

  • Ярослав Григорович Двойнос Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»
  • Антон Юрійович Король Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»
  • Григорій Сергійович Подиман Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-16-20

Ключові слова:

ректифікація, етиленгліколь, зневоднення

Анотація

Проведено теоретичний аналіз можливості використання в ректифікаційній колоні зневоднення етиленгліколю кількох потоків теплоносія з різними температурами для зменшення витрат на енергоносії при виробництві етиленгліколю. Літературний огляд сучасних досліджень проведено за напрямами: оптимізація при проектуванні та експлуатації ректифікаційної колони, зменшення енерговитрат при ректифікації і методи оцінки енергоефективності процесу ректифікації. Метою статті є аналіз ефективності модернізації ректифікаційної колони для зменшення витрат на енергоносії при виробництві етиленгліколю за рахунок використання теплоносіїв різних температурних потенціалів. Для оцінки економії енергоресурсів використано модель, де колона забезпечується тепловою енергією, яку отримано від теплового насосу. Запропонована модель теплообміну в ректифікаційній колоні враховує внутрішній конвективний теплообмін між дефлегматором і кубовим залишком та зовнішній теплообмін, який реалізується тепловим насосом. Тепловий насос у моделі працює за ідеальним циклом Карно, споживає механічну енергію і переносить теплову енергію від дефлегматора до кубового залишку, збільшуючи температурний потенціал, при цьому коефіцієнт перетворення роботи в теплоту залежить від температурного перепаду між джерелом теплоти (дефлегматором) та споживачем (кип’ятильник ректифікаційної колони). Сформульовано та обґрунтовано припущення для розв’язання моделі, наведено приклад розрахунку енергоефективності процесу ректифікації бінарної суміші етиленгліколю з водою, отримано залежність енергоефективності від температури альтернативного потоку теплоносія. Зроблено висновок про наявність екстремуму теоретичної відносної економії витрат на енергоресурси в колоні зневоднення етиленгліколю від температури другого потоку теплоносія.

Біографії авторів

Ярослав Григорович Двойнос, Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»

Ya.H. Dvoinos

Антон Юрійович Король, Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»

A.Yu. Korol

Григорій Сергійович Подиман, Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»

 H.S. Podyman

Посилання

Dyment, O.N., Kazanskij, K.S. and Miroshnikov, A.M. (1976), Glikoli i drugie proizvodnye okisej jetilena i propilena, Himija, M., 372 p.

Kuznecov, A.A., Kagermanov, S.M. and Sudakov, E.I. (1974), Raschety processov i apparatov neftepererabatyvajushhej promyshlennosti, izd. 2-e, per. i dop., Himija, L.

Huzʹova, I.O. (2018), «Modeljuvannja ta optymizacija roboty rektyfikacijnoji kolony dlja otrymannja 97 % propilenu», Нimija, tehnolohija rechovyn ta jih zastosuvannja, CTAS, Issue 1, No. 2, pp. 111–118, [Online], available at: http://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2018/dec/15280/181935verstka2.pdf

Podžarsʹkyj, M.A. (2006), Teoretyčni osnovy procesiv perehonky j rektyfikaciji, Konspekt lekcij, RVV DNU, D., 24 p.

Parthiban, N., Nagarajan, N., Mahendra, V.K. Senthil, K.D. (2013), «Dynamic modeling and simulation of crude fractionation column with three side strippers using Aspen HYSYS Dynamics: A best practice for crude distillation column dynamic modeling», Journal of Petroleum and Gas exploration Research, No. 3, pp. 31–39.

Semikin, K.V. (2013), «Optimizacija rezhimnyh parametrov kolonny K-2 ustanovki pervichnoj pererabotki nefti», Izvestija Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo in-ta (tehnicheskogo un-ta), No. 19, pp. 78–79.

Wills, A. Ninness, B. (2008), «On Gradient-Based Search for Multivariable System Estimates», IEEE Transactions on Automatic Control, No. 1, pp. 298–306.

Lee, Soun Ho and Binkley, Michael J. (2019), Optimize Design for Distillation Feed, GTC Technology, USA, Houston, Texas, [Online], available at: available at: https://www.gtctech.com/optimize-design-for-distillation-feed/

Kiss, Anton A. and Olujić, Žarko (2014), «A review on process intensification in internally heat-integrated distillation columns», Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Vol. 86, рр. 125–144, [Online], available at: https://doi.org/10.1016/j.cep.2014.10.017

Blahušiak, М., Kiss, А.А., Kersten, S.RA, and Schuur, B. (2016), «Quick assessment of binary distillation efficiency using a heat engine perspective», Energy, Vol. 116, Part 1, рр 20–31, [Online], available at: https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.09.097

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-11

Як цитувати

Двойнос, Я. Г., Король, А. Ю., & Подиман, Г. С. (2019). Енергоощадний режим роботи ректифікаційної колони зневоднення етиленгліколю. Технічна інженерія, (2(84), 16–20. https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-16-20

Номер

Розділ

ПРИКЛАДНА МЕХАНІКА