Разработка энергосберегающей технологии ректификации циклических углеводородов (стр. 9 из 13)

100	4/15/22	2.67	0.08	-3.151	-0.928	9.404
	4/15/23	2.67	0.08	-3.151	-0.930	9.405
	5/13/22	2.67	0.08	-3.151	-0.927	9.404
	5/13/23	2.68	0.08	-3.151	-0.929	9.405
	5/14/22	2.67	0.08	-3.151	-0.927	9.403
	6/13/22	2.68	0.08	-3.151	-0.929	9.405
	6/13/23	2.69	0.08	-3.151	-0.930	9.406
	6/14/22	2.67	0.08	-3.151	-0.927	9.403

Как видно из рис.28, с ростом температуры ЭА снижаются энергозатраты. Qкип достигает минимального значения при ТЭА = 100 °С.

Рис.28. Влияние ТА на энергозатраты

В данном случае на величину тепловой нагрузки на кипятильник сложной колонны влияют величины QЭКконд, QБСконд и QЭБконд.

Поскольку количество бокового отбора фиксировано и оптимальное положение тарелок питания и отбора в боковую секцию практически не изменяется, то QЭКконд практически не изменяется от ТЭА. При этом флегмовое число в основной колонне, а следовательно и QЭБконд, увеличивается, что приводит к росту QЭАкип. Вместе с тем увеличивается количество тепла, приносимое в колонну с потоком ЭА, что способствует снижению энергопотребления в кубе.

На следующем этапе мы исследовали влияние на энергозатраты количества отбираемого в боковую секцию потока при фиксированном соотношении F: ЭА = 1: 2, а также при температуре, тарелках питания и бокового отбора, обеспечивающих минимальные энергозатраты – ТЭА = 100°С и NЭА/NF/NБО =5/14/22. Результаты расчетов приведены в табл.13.

Видно, что с увеличением количества потока, отбираемого в боковую секцию, энергозатраты в кубе падают и достигают минимального значения при БО = 89 кмоль/ч. Здесь энергетику схемы определяет боковая секция сложной колонны, с уменьшением бокового отбора падает ее флегмовое число и нагрузка на конденсатор.

Таблица 13. Влияние количества потока, отбираемого в боковую секцию на энергозатраты. ТЭА = 100 °С, F: ЭА = 1: 2, NЭА/NF/NБО =5/14/22

Количество БО, кмоль/ч		RБС	Тепловые нагрузки, ГДж/ч
Количество БО, кмоль/ч		RБС		QкондБС
84	3.08	0.02	1.243	3.037	9.591
85	2.95	0.04	1.138	3.075	9.531
86	2.83	0.06	1.034	3.113	9.472
87	2.68	0.09	0.920	3.149	9.373
88	2.49	0.11	0.810	3.186	9.301
89	2.25	0.15	0.703	3.228	9.272

Далее мы проделали эту процедуру при различных температурах подачи ЭА. При этом для каждой температуры рассматривали несколько наборов NЭА/NF/NБО. Результаты представим в табл.14.

Таблица 14. Оптимальное количество БО в зависимости от ТЭА и положения тарелок питания и отбора. F: ЭА = 1: 2.

Совокупность оптимальных результатов приведена в таблице 15.

Таблица 15. Оптимальное сочетание количества отбираемого в боковую секцию потока и NЭА/NF/NБО для различных температур подачи в колонну ЭА. F: ЭА = 1: 2.

Видно, что при закрепленном значении расхода ЭА оптимальным является значение бокового отбора 89 кмоль/ч при температуре подачи экстрактивного агента 100°С и уровнях входящих потоков и бокового отбора 5, 14 и 22 тарелки соответственно.

Поэтому на следующем этапе мы исследовали влияние количества БО на величину оптимального рабочего расхода ЭА при ТЭА = 1000С и NЭА/NF/NБО=5/14/22. Результаты расчетов представлены в табл.16.

Таблица 16. Зависимость оптимального расхода ЭА от количества потока, отбираемого в боковую секцию. ТЭА = 100°С, NЭА/NF/NБО =5/14/22

Видно, что при различных значениях бокового отбора существует свое оптимальное значение рабочего расхода ЭА. К минимальному энергопотреблению технологической схемы приводит сочетание отбора в боковую секцию и расхода ЭА 85 кмоль/ч и 60 кмоль/ч соответственно.

6/13/22	2.26	0.15	0.707	3.229	9.274
ТЭА = 90 0С.
4/14/22	89	2.25	0.14	0.708	3.229	9.274
4/14/23		2.25	0.14	0.708	3.229	9.274
5/13/22		2.25	0.14	0.708	3.229	9.274
5/13/23		2.25	0.14	0.707	3.229	9.274
5/14/22		2.24	0.14	0.705	3.229	9.272
6/13/22		2.26	0.14	0.707	3.229	9.274
ТЭА = 80 0С.
4/14/22	89	2.24	0.14	0.707	3.229	9.274
4/14/23		2.24	0.14	0.707	3.229	9.274
5/13/22		2.25	0.14	0.705	3.229	9.272
5/13/23		2.25	0.14	0.706	3.229	9.273
5/14/22		2.24	0.14	0.705	3.229	9.272
6/13/22		2.26	0.14	0.707	3.228	9.274
ТЭА = 70 0С.
4/14/22	89	2.24	0.14	0.708	3.229	9.274
4/14/23		2.24	0.14	0.707	3.229	9.274
5/13/22		2.24	0.14	0.705	3.229	9.272
5/13/23		2.25	0.14	0.707	3.229	9.274
5/14/22		2.24	0.14	0.704	3.229	9.272
6/13/22		2.26	0.14	0.708	3.228	9.275

Количество БО, кмоль/ч	Расход ЭА, кмоль/ч		RБС	Энергозатраты, ГДж/ч
Количество БО, кмоль/ч	Расход ЭА, кмоль/ч		RБС		QкондБС
89	150	2.25	0.14	0.704	3.228	9.257
	110	2.25	0.15	0.681	3.218	9.156
	130	2.26	0.16	0.660	3. 206	9.041
87	150	2.68	0.08	0.931	3.152	9.419
	100	2.76	0.10	0.813	3.092	8.820
	80	2.85	0.11	0.783	3.065	8.598
	70	2.91	0.12	0.773	3.050	8.492
85	120	2.97	0.04	1.054	3.041	9.162
	100	3.01	0.04	1.005	3.017	8.924
	70	3.13	0.04	0.949	2.978	8.583
	60	3. 19	0.04	0.938	2.963	8.474
84	150	3.10	0.02	1.097	2.981	8.976
	100	3.16	0.02	1.052	2.955	8.738
	60	3. 20	0.02	1.034	2.941	8.625
	50	3.24	0.02	1.019	2.927	8.514

NЭА/NF/NБО	Оптимальное количество БО, кмоль/ч		RБС	Тепловые нагрузки, ГДж/ч
NЭА/NF/NБО	Оптимальное количество БО, кмоль/ч		RБС		QкондБС
ТЭА = 100 0С.
4/14/22	89	2.24	0.15	0.703	3.227	9.257
4/14/23		2.25	0.14	0.708	3.229	9.275
5/13/22		2.25	0.14	0.706	3.228	9.273
5/13/23		2.25	0.15	0.708	3.228	9.275
5/14/22		2.25	0.15	0.703	3.228	9.272

ТЭА, °С	NЭА/NF/NБО	Оптимальное количество БО, кмоль/ч		RБС	, ГДж/ч
70	5/14/22	89	2.24	0.14	9.272
80	5/14/22	89	2.24	0.14	9.272
90	5/14/22	89	2.24	0.14	9.272
100	5/14/22	89	2.25	0.15	9.272