ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ МЕТОДОМ РЕКТИФИКАЦИИ

Определены затраты теплоты в ректификационных колоннах для разделения четырехкомпонентной газовой смеси на газофракционирующих установках с различной последовательностью отбора компонентов. Использован метод выбора оптимальной схемы, основанный на понятии «внутреннее энергосбережение при ректификации». Показано, что затраты теплоты при разделении бинарных и трехкомпонентных смесей с получением продуктов разделения одинаковой чистоты связаны с величиной внутреннего энергосбережения. Проведен расчет внутреннего энергосбережения в системе из трех колонн для разделения четырехкомпонентной смеси. Расчет показал, что уменьшение суммарных затрат теплоты на разделение можно объяснить увеличением внутреннего энергосбережения в колонне, а, соответственно, и - среднего внутреннего энергосбережения в системе колонн. Проведено сравнение результатов расчета трех схем разделения четырехкомпонентных смесей с использованием программного пакета Aspen Plus при различных методах описания фазового равновесия: NRTL, Пенга-Робинсона, Чао-Сидера. Показано совпадение результатов расчета по моделям Пенга-Робинсона и Чао-Сидера.

ректификация, газофракционирующая установка, четырехкомпо- нентная смесь, флегмовое число, внутреннее энергосбережение при ректификации

1. Муллахметова Л.И., Черкасова Е.И. Попутный нефтяной газ: подготовка, транспортировка и переработка // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 19. С. 83-90.

2. Муллахметова Л.И., Черкасова Е.И., Сибгатуллина Р.И., Бикмухаметова Г.К., Мустафина А.М., Салахов И.И. Газофракционирование // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т. 19. № 24. С. 49-55.

3. Леффлер У.Л. Переработка нефти. 2-е изд., пересм. / Пер с англ. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2004. 224 с.

4. Тимошенко А.В., Анохина Е.А. Методы энергосбережения при ректификации органических смесей // Ползуновский вестник. 2010. № 3. С. 134-136.

5. Kim Y.H. Design and control of energy-efficient distillation columns // Korea J. Chem. Eng. 2016. V. 33. P. 2513-2521.

6. Soave G., Feliuv J.A. Saving energy in distillation towers by feed splitting // Appl. Therm. Eng. 2002. V. 22. Р. 889-896.

7. Анохина Е.А., Тимошенко А.В., Рудаков Д.Г., Тимофеев В.С., Тациевская Г.И., Матюшенкова Ю.В. Энергосбережение в ректификации с использованием комплексов со связанными потоками // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. № 4. С. 28-39.

8. Nakaiwa M., Huang K., Endo A., Ohmori T., Akiya T., Takamatsu T. Internally heat-integrated distillation columns: A review // Chem. Eng. Res. Design. 2003. V. 81. № 1. Р. 162-177.

9. Halvorsen I.J., Skogestad S. Energy efficient distillation // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2011. V. 3. Р. 571-580. doi:10.1016/j. jngse.2011.06.002.

10. Koeijer G., Rosjorde A., Kjelstrup S. Distribution oh heat exchange in optimum diabatic distillation columns // Energy. 2004. № 29. Р. 2425-2440.

11. Petlyuk F.B. Distillation Theory and its Application to Optimal Design of Separation Units. New York: CUP, 2004. 360 р.

12. Saxena N., Mali N., Satpute S. Study of thermally coupled distillation systems for energyefficient distillation // Sadhana. Academy Proceed. in Engineering Sciences. 2017. V. 42. P. 119-128.

13. Захаров М.К. Способы энергосбережения при проведении энергоемких технологических процессов // Технологии нефти и газа. 2006. № 1. С. 63-72.

14. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. Оптимизация теплового насоса в процессах химической технологии // Хим. пром. 2001. № 1. С. 18-27.

15. Захаров М.К. Энергетическая эффективность процесса ректификации // Тонкие химические технологии. 2015. Т. 10. № 1. С. 29-33.

16. Захаров М.К., Швец А.А. Взаимосвязь внешнего и внутреннего энергосбережения при ректификации бинарных смесей // Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 1. С. 40-44.

17. Zakharov M., Nosov G., Pisarenko Yu.,Gil`tsova L., Shvets A. Comparison of distributed heat supplies along the height of fractionating columns with conventional fractionation // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2017. V. 51. № 5. P. 708-715.

18. Захаров М.К. Анализ энергосбережения в процессах ректификации // Химическая технология. 2008. Т. 9. № 4. С. 177-182.

19. Аббаси М. Энергосбережение в процессах ректификации бинарных и многокомпонентных смесей: дис. … канд. техн. наук. М.: МИТХТ., 2014. 122 с.