ВНУТРЕННЕЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОННАХ С ДИСКРЕТНЫМ И НЕПРЕРЫВНЫМ КОНТАКТОМ ФАЗ

Проанализированы перспективные способы экономии затрат теплоты при ректификации жидких смесей. Подробно рассмотрено явление внутреннего энергосбережения на теоретических тарелках. Показано, что оно зависит от числа теоретических тарелок в укрепляющей и отгонной частях колонны, а также от агрегатного состояния исходной смеси. Исследованы процессы тепломассообмена на реальных тарелках с различными значениями КПД. Выделены блоки реальных тарелок, эквивалентные одной теоретической ступени, т.е. в которых уходящие потоки жидкости и пара равновесны. По аналогии с этим рассмотрен тепломассобмен в аппаратах с непрерывным контактом фаз с высотой слоя, обеспечивающей одну теоретическую тарелку. Доказано, что в насадочных ректификационных колоннах и в колоннах с реальными тарелками внутреннее энергосбережение также зависит от числа теоретических тарелок и агрегатного состояния исходной смеси.

ректификация, энергосбережение, внутреннее энергосбережение, теоретическая тарелка, реальная тарелка

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

2. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Научные основы процессов ректификации. Под ред. Л.А. Серафимова. В 2-х т. М.: Химия, 2004.

3. Halvorsen I.J., Skogestad S. Energy efficient distillation // J. Natural Gas Sci. and Eng. 2011. doi: 10.1016 / j.ngse.2011.06.002

4. Jang D.J., Kim Y.H. A new horizontal distillation for energy saving with a diabatic rectangular column // Korean J. Chem. Eng. 2015. V. 32. № 11. P. 2181-2186.

5. Тимошенко А.В., Анохина Е.А. Энергосберегающая ректификация многокомпонентных смесей в сложных колоннах с боковыми отборами // Хим. пром. 2002. № 5. С. 3-6.

6. Ziyatdinov N.N., Ostrovskii G.M., Emel’yanov I.I. Designing a heat exchange system upon the reconstruction and synthesis of optimal systems of distillation columns // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. V. 50. № 2. P. 178-187.

7. Nakaiwa M., Ohmori T. Process intensification for energy savings through concept of «detuning» from ideal state // Synthesiology. 2009. V. 2. № 1. P. 51-59.

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. P. 162-177.

9. Kim Y.H. Energy saving and thermodynamic efficiency of a double-effect distillation column using internal heat integration // Korean J. Chem. Eng. 2012. V. 29. № 12. P. 1680-1687.

10. Захаров М.К., Моисеева Е.Д. Многоколонная ректификация как способ энергосбережения при разделении зеотропных бинарных смесей // Хим. пром. 2003. № 9. С. 35-42.

11. Sun L., Li J., Liu X., Li Q. Research on configurations of thermally integrated distillation column (TIDC) // China University of Petroleum. 2011. V. 1. № 143. P. 335-339.

12. Saxena N., Mali N., Satpute S. Study of thermally coupled distillation systems for energyefficient distillation // Indian Academy of Sciences. 2017. V. 42. № 1. P. 119-128.

13. Захаров М.К. Анализ энергосбережения в процессах ректификации // Хим. технология. 2008. Т. 9. № 4. C. 177-182.

14. Львов С.В. К вопросу о зависимости расхода энергии на ректификацию от физического состояния (энергетического уровня) исходной смеси // В кн.Физико-химические основы ректификации. Под ред. С.В. Львова. М.: МИТХТ, 1970. С. 292-300.

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

16. Anokhina E., Timoshenko A..Criterion of the energy effectiveness of extractive distillation in the artially thermally coupled columns // Chemical Engineering Research and Design. 2015. № 99. P. 165-175.

17. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012. 726 с.

18. Захаров М.К., Мартынова М.М., Прусаченкова М.И. Сравнение затрат теплоты при разделении бинарных смесей методом дистилляции и ректификации// Хим. технология. 2017. Т. 18. № 1. С. 43-47.

19. Боярчук П.Г., Гольберг Ю.Е., Серафимов Л.А. Влияние глубины барботажного слоя на эффективность колпачковой ректификационной тарелки // Химия и технология топлив и масел. 1968. № 5. С. 41-44.

20. Касаткин А.Г., Плановский А.Н., Чехов О.С. Расчет тарельчатых ректификационных и абсорбционных аппаратов. М.: Стандартгиз, 1961. 80 с.