ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЛОЖНОЙ КОЛОННЫ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТАВА ПИТАНИЯ

Исследована зависимость снижения энергетических затрат на разделение смеси C⁴⁺ фракций продуктов пиролиза за счет применения сложных колонн для различного состава сырья. Рассмотрено ректификационное разделение как в последовательностях, состоящих из двухотборных колонн, так и в комплексах с частично связанными тепловыми и материальными потоками, полученных на их основе. Для всех вариантов схем исследованы режимы работы по первому и второму заданным разделениям. С целью снижения капитальных затрат и уменьшения занимаемых производственных площадей предложено использование колонн с перегородками, которые являются термодинамическими аналогами комплексов с частично связанными тепловыми и материальными потоками. Изучено распределение температур, потоков жидкости и пара по высоте колонн; на основе этого показано, что при переходе к комплексам с частично связанными тепловыми и материальными потоками только одна из колонн потребует конструктивных изменений. Выявлено, что использование сложных колонн обеспечивает снижение энергозатрат в кипятильниках на 3-60% относительно схем из простых колонн.

пиролиз, ректификация, энергосбережение, сложные колонны, С₄-С₆ фракции углеводородов, С₄-С₆ hydrocarbon fractions

1. Litvintsev I.Yu. Pyrolysis - the key process in petroleum chemistry // Sorosovskij obrazovatel`nyi zhurnal (Soros Educational Journal). 1999. № 12. P. 21-28. (in Russ.).

2. Meyers R.A. Handbook of petroleum refining processes. New York: McGraw - Hill Companies. 2004. 944 p.

3. Erofeev V.I., Maskaev G.P. Production lower olefins from hydrocarbons. Collaborative process of thermal pyrolysis of wide fraction of light hydrocarbons and straight gasoline // Int. J. Appl. Fund. Res. 2015. V. 9. P. 260-263.

4. Timoshenko A.V., Anokhina E.A., Buev D. L. Application of graphs of distillation trajectories to synthesis of separation flowsheets // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2004. V. 38. № 2. P. 1-5.

5. Timoshenko A.V., Serafimov L.A. Graphs analysis as a method of systems analysis of structural multiplicity of rectification separation flow sheets // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 1997. V. 31. № 5. Р. 480-486.

6. Petlyuk F.B., Platonov V.M., Slavinskiy D.M. The thermodynamic optimal methods of separation multicomponent mixture // Chim. prom. (Chemical Iindustry). 1965. № 3. P. 206-211. (in Russ.).

7. Hiroya S., Shamsuzzoha M. Process design and control of dividing wall columns // Catalysts in Petroleum. Refining & Petrochemicals KFUPM Dhahran. 2012. P. 48-58.

8. Dejanovića I., Matijaševića L., Olujićb Ž. Dividing wall column application for platformate splitter - A case study // Comp. Aided Chem. Eng. 2010. V. 28. P. 655-660.

9. Lee S.H., Shamsuzzoha M., Han M., Kim Y.H., Lee M. Study of the structural characteristics of a divided wall column using the sloppy distillation arrangement // Korean J. Chem. Eng. 2011. V. 28. № 2. P. 348-356.

10. Vikas K. Sangal, Vineet Kumar, Indra Mani Mishra. Optimization of a divided wall column for the separation of C4-C6 normal paraffin mixture using box - behnken design // Chem. Industry and Chem. Eng. Quarterly. 2013. V. 19. P. 107-119.

11. Michael A.S., Douglas G.S., James M.H., Steven P.R., Mohammed S.S., Dennis E. O`Brien. Reduce costs with dividing- wall columns // Reactions and Separations. 2002. V. 98. № 5. P. 64-71.

12. Aurangzeb Md, Jana A.K. Dividing wall column: Improving thermal efficiency, energy savings and economic performance // Appl. Therm. Eng. 2016. V. 106. P. 1033-1041.

13. José A.C., Ignacio E.G. Optimal synthesis of thermally coupled distillation sequences using a novel MILP approach // Computers and Chem. Eng. 2014. V. 61. P. 118-135.

14. Massimiliano E., Giuseppe T., Ben-Guang R., Daniele D., Ilkka T. Energy saving and capital cost evaluation in distillation column sequences with a divided wall column // Chem. Eng. Res. & Design. 2009.V. 87. P. 1649-1657.

15. Fang J., Zhao H., Qi J., Li C., Qi J., Guo J. Energy conserving effects of dividing wall column. // Chin. J. Chem. Eng. 2015. V. 23. P. 934-940.

16. Olujić Ž., Jödecke M., Shilkin A., Schuch G., Kaibel B. Equipment improvement trends in distillation // Chem. Eng. and Proces.: Process Intensification. 2009. V. 48. № 6. P. 1089-1104.

17. Skvortsova M.I., Timoshenko A.V., Rudakov D.G. Synthesis of partially thermally coupled distillation flowsheets: Zeotropic mixtures // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2011. V. 45. № 1. P. 99-107.

18. Timoshenko A.V., Anokhina E.A., Serafimov L.A. Synthesis of partially thermally coupled distillation flowsheets. M.: MITHT, 2007. 60 p. (in Russ.).

19. Aspen HYSYS Unit Operations Guide V 8.8. Aspen Technology. Inc. Burlington. USA. 2015. 1722 p.

20. Timoshenko A.V., Patkina O.D., Serafimov L.A. Synthesis of distillation flowsheets with complex column // Chimicheskaya tekhnologiya (Chemical Technology). 2001. № 6. P. 36-43. (in Russ.).