hrvatski

Razvoj metode dimenzioniranja kolona s razdjelnom stijenkom

Jedan od mogućih pristupa kojim se može povećati djelotvornost separacije višekomponentnih smjesa destilacijom je korištenje kolona s razdjelnom stijenkom (KRS) čija je primjena u industrijskoj praksi uglavnom ograničena na separacije pojne smjese na tri proizvoda, radi nepoznanica vezanih uz dizajn ovakvih kolona, a pogotovo uz složen hidraulički proračun paralelnih sekcija kolone. U ovom je radu predstavljena metoda dizajna KRS-a, koja obuhvaća sve potrebne korake, od procjene moguće uštede energije, identifikacije i optimizacije unutarnje konfiguracije pomoću približnih i rigoroznih modela, do detaljnog dimenzioniranja i procjene troškova, razrađenog za slučaj KRS-a opremljenih strukturiranim punilom. Predloženi model obuhvaća približnu metodu za inicijalizaciju rigoroznog proračuna, koji je napravljen koristeći sekvencijalni pristup u programskom sustavu ChemCAD, pri čemu je za ocjenu optimalnosti konfiguracije korištena funkcija cilja min(N(R+1)). Modeli koji su korišteni za predviđanje padova tlaka i točke akumulacije strukturiranih punila te padova tlaka unutarnje opreme su napravljeni u Excelu, pri čemu se ugrađeni Solver koristio kako bi se padovi tlaka u paralelnim sekcijama namjestili na vrijednosti koje osiguravaju potrebnu raspodjelu pare, što je ključan korak pri dimenzioniranju KRS-a. Kao ogledni proces na kojem se za razvijala i potvrdila ova nova metoda dizajna, korišten je realni industrijski proces – separacija proizvoda procesa platforminga na tri proizvoda. Model postojećeg procesa, kao i proširenog procesa za separaciju na četiri proizvoda, napravljen je u ChemCAD-u, kako bi poslužio kao osnova za usporedbu ušteda koje proizlaze iz primjene KRS-a. Za slučaj s tri proizvoda KRS zahtjeva 40 % manje energije u usporedbi s ekvivalentnim nizom konvencionalnih kolona, uz 45 % manje ukupne godišnje troškove. Za slučaj s četiri proizvoda, optimirani KRS s više razdjelnih stijenki ima čak 46 % manje ukupne godišnje troškove od ekvivalentnog niza tri konvencionalne kolone. To jasno pokazuje da bi primjena KRS-a mogla dovesti do porasta profitabilnosti postrojenja za preradu aromata. Općenito, predložena metoda dizajna mogla bi pomoći da se jasno odredi potencijal primjene KRS-a za četiri i više proizvoda, te da se znatno proširi područje primjene ove održive destilacijske tehnologije.

kolona s razdjelnom stijenkom; toplinsko povezivanje; Petlyukov niz; ušteda energije

nije evidentirano