Енергоощадний режим роботи ректифікаційної колони зневоднення етиленгліколю

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.