Разработка энергосберегающей технологии ректификации циклических углеводородов
Сравнение энергопотребления схем для исследуемого состава питания показывает, что максимальная разница между структурами достигает 46%. Это говорит о значительной экономии при выборе оптимального технологического решения.
Профили температур, а также расходов жидкости и пара экстрактивной колонны для оптимальных технологических схем разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол состав
а питания 10-80-10%мол. представлены на рис.32.
Далее проанализируем данные, полученные в результате параметрической оптимизации схем класса Ф, содержащие сложные колонны с боковыми секциями Структуры исследуемых технологических схем были представлены на рис.21, а результаты параметрической оптимизации в табл22.
Видно, что для класса схем Ф значение оптимальных параметров (температура экстрактивного агента, расход ЭА, уровни ввода ЭА и питания в экстрактивную колонну) близки к соответствующим значениям, полученным для схем класса П. Это говорит о возможности использования совокупности оптимальных данных для одного класса техно-логических схем в качестве начальных приближений при проектировании и оптимизации схем другого класса. Это в свою очередь приводит к сокращению затрат времени на пред-проектную проработку и ускоренному созданию энергосберегающих структур. Схема 2
Схема 1
Схема 2
Схема 3
Рис.32 Профили температуры и потоков жидкости и пара экстрактивной колонны для состава исходного питания ЦГ – Б – ЭБ = 10 – 80 – 10% мол.
Таблица 22. Оптимальные параметры схем разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол, содержащих колонны с боковыми секциями. ЭА – анилин
Параметр Схема |
ТЭА, °С |
F: ЭА |
NF1 |
NF 2 |
NF3 |
БО кмоль/ч |
QΣ, ГДж/ч |
Состав ЦГ–Б–ЭБ,% мол. = 80-10-10 | |||||||
Схема 1-1 |
100 |
1: 0,6 |
3/9/22 |
– |
7 |
99 |
6,10 |
Схема 1-2 |
100 |
1: 0,6 |
3/9 |
8/17 |
– |
9 |
6,14 |
Схема 1-3 |
100 |
1: 0,6 |
3/11/26/34 |
– |
– |
90/15 |
5,75 |
Схема 2-1 |
100 |
1: 0,5 |
3/12 |
3/9 |
– |
15 |
6,47 |
Схема 3-1 |
100 |
1: 0,6 |
15 |
5/12/23 |
– |
85 |
8,02 |
Видно, что для класса схем Ф значение оптимальных параметров (температура экстрактивного агента, расход ЭА, уровни ввода ЭА и питания в экстрактивную колонну) близки к соответствующим значениям, полученным для схем класса П. Это говорит о возможности использования совокупности оптимальных данных для одного класса технологических схем в качестве начальных приближений при проектировании и оптимизации схем другого класса. Это в свою очередь приводит к сокращению затрат времени на предпроектную проработку и ускоренному созданию энергосберегающих структур.
Оценка энергопотребления технологических схем, содержащих сложные колонны с боковыми секциями, показывает снижение тепловых нагрузок на кипятильники колонн по сравнению с традиционными структурами из простых двухотборных колонн. Результаты расчета по каждой колонне для схем класса Ф представлены в табл.23.
Таблица 23. Энергопотребление (ГДж/ч) и флегмовые числа колонн в схемах класса Ф
Схема |
R |
Qконд |
Qкип | ||||||||
К1 |
К2 |
К3 |
К1 |
К2 |
К3 |
QΣ |
К1 |
К2 |
К3 |
QΣ | |
Состав ЦГ–Б–ЭБ,% мол. = 10-80-10 | |||||||||||
1-1 |
4,60 |
0,24 |
1,37 |
1,18 |
3,41 |
0,93 |
5,52 |
5,01 |
– |
1,09 |
6,10 |
1-2 |
5,78 |
0,06 |
0,47 |
2,23 |
2,98 |
0,37 |
5,58 |
2,06 |
4,08 |
– |
6,14 |
1-3 |
4,74 |
0,11 |
0,85 |
1,49 |
3,07 |
0,61 |
5,17 |
5,75 |
– |
– |
5,75 |
2-1 |
5,46 |
0,49 |
2,03 |
1,86 |
4,14 |
– |
6,00 |
1,68 |
4,50 |
0,29 |
6,47 |
3-1 |
0,22 |
3, 19 |
0,04 |
3,58 |
0,94 |
2,96 |
7,48 |
3,64 |
4,38 |
– |
8,02 |