Підвищення енергоефективності процесу ректифікації суміші ацетон-бензол

Abstract

Розглянуто сучасні підходи до енергозбереження в хіміко-технологічних системах. Обстежено ректифікаційну установку для розділення суміші ацетон-бензол, зроблено екстракцію даних технологічних потоків процесу, що досліджувався. За допомогою методів пінч-аналізу було показано недостатню ефективність організації рекуперації енергії, заниження необхідної мінімальної температурної різниці в рекуперативному теплообміннику, яка вказує на завищення площі поверхні теплообміну за потребою. Обґрунтовано вибір значення Tmin – для цього значення за методом складених кривих, знайдено цільові потужності зовнішніх утиліт та рекуперації. Використовуючи правила пінч-аналізу, отримано сіткову діаграму і запропоновано два варіанти розташування теплообмінного обладнання, що забезпечують досягнення енергетичних цілей. Підібрано сучасне пластинчате теплообмінне обладнання та обрано варіант, що пропонує менший об’єм капітальних вкладень – для нього проведено економічну оцінку: термін окупності не більше одного року.

Modern approaches to energy saving in chemical-technological systems are considered. The rectifier for separation of the acetonebenzene mixture was examined, and the process streams data extraction was performed. Using the methods of pinch analysis, it was shown that the organization of energy recovery is not enough effective, and the minimum temperature difference in the regenerative heat exchanger is lower than necessary one, which indicates an overestimation of the required heat transfer surface area. The choice of Tmin was justified. For this value, the target energy values of external utilities and recovery were found by the method of composite curves. Using the rules of pinch analysis, a grid diagram was obtained and two options for the placement of heat exchange equipment were proposed that ensure the achievement of energy targets. The modern plate heat-exchange equipment was selected and the option offering a lower volume of capital investments was chosen. For the best option, an economic assessment was carried out, showing the payback period of the project no more than one year. Energy recovery will increase by more than two times and energy saving will be 5% approximately.