Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-11-17

Полный текст:

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы оптимизации технологических схем получения жидкого диоксида углерода, направляемого на установку синтеза карбамида.

Главным недостатком традиционных технических решений являются высокие энергетические затраты, обусловленные главным образом необходимостью компримирования СО2 перед его подачей в реактор синтеза.

Для решения оптимизации технологической стадии получения диоксида углерода высокого давления путем комбинированного использования компрессорного и насосного оборудования были использованы многофакторные методы моделирования химико-технологических процессов и программное обеспечение. Применительно к агрегатам карбамида различной мощности рассмотрено несколько технологических схем.

Проведенные технологические расчеты подтвердили правильность компоновки оборудования.

Сущностью предлагаемого к внедрению технического решения является одновременное использование компрессорно-насосной углекислотной установки, в которой эффективно сочетается процесс получения жидкого СО2 при пониженном давлении и подачи компримированного газа с необходимым давлением (15 МПа) с помощью низкотемпературного насоса в агрегат синтеза карбамида. В отличие от традиционной технологии предлагаемое техническое решение позволяет сжимать газообразный СО2 от 0,1 МПа до относительно невысокого давления в 3,0 МПа, и затем охлаждать за счет холода газификации компримированного до 15 МПа жидкого диоксида углерода. Для конденсации предлагается использовать абсорбционную водоаммиачную холодильную машину.

В работе представлен вариант модернизации турбокомпрессорного агрегата, благодаря которой можно добиться существенного увеличения выхода конечного продукта агрегатов карбамида с целью сокращения выбросов СО2 в атмосферу. Предлагаемая компрессорно-насосная установка отличается от других не только оптимальным построением ее технологической схемы, но и применением для снижения удельных энергозатрат внутренних источников холода и тепла в виде потока холодного диоксида углерода, сжатого до давления 15 МПа, а также высокотемпературной части сжатого в центробежном компрессоре газообразного СО2.

Об авторах

Сергей Васильевич Афанасьев
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

доктор технических наук, кандидат химических наук, профессор кафедры «Рациональное природопользование и ресурсосбережение»



Юлия Николаевна Шевченко
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

старший преподаватель кафедры «Рациональное природопользование и ресурсосбережение»



Станислав Петрович Сергеев
Научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза, Москва
Россия

доктор технических наук, заместитель директора по развитию



Список литературы

1. Афанасьев С.В., Сергеев С.П., Волков В.А. Современные направления производства и переработки диоксида углерода // Химическая техника. 2016. № 11. С. 30–33.

2. Афанасьев С.В., Трифонов К.И. Физико-химические процессы в техно-сфере. Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2014. 195 с.

3. Афанасьев С.В., Капитонов М.С., Лисовская Л.В. Совершенствование технологии и оборудования крупнотоннажного производства диоксида углерода // Технические газы. 2007. № 3. С. 51–55.

4. Лавренченко Г.К., Копытов А.В., Афанасьев С.В., Рощенко О.С. Повы-шение эффективности подачи диоксида углерода на синтез карбамида // Техни-ческие газы. 2011. № 2. С. 27–31.

5. Повтарев И.А., Блиничев В.Н., Чагин О.В. Абсорбция СО2 раствором ди-этаноламина в колонном аппарате с высокоэффективной пакетной вихревой насадкой // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 1. С. 15–16.

6. Cullen D., Kimmel H. Advanced design for submerged liquid ammonia pumps // Hydrocarbon engineering. 1998. № 4. P. 2–4.

7. Широкова Г.С., Ермаков А.В. Очистка газов аминами // Химическая про-мышленность. 2006. № 1. С. 26–27.

8. Бутина Н.М., Широкова Г.С. Эффективное использование аминных рас-творов – ключ к рентабельности производства // Химическая промышленность. 2006. № 8. С. 17–19.

9. Daus P., Pauley C., Koenst J., Coan F. Membrane process for producing carbon dioxide: international patent WO 99/51325.

10. Кепсель К., Лавренченко Г.К. Технология короткоцикловой адсорбции для производства чистого водорода // Химическая техника. 2003. № 2. С. 31–37.

11. Callahan R. Method and apparatus for producing liquid carbon dioxide: inter-national patent WO 94/05960.

12. Риттер Р. Установки для получения водорода и аргона из продувочных газов синтеза аммиака // Технические газы. 2004. № 1. С. 22–30.

13. Nurmia M. Process for producing liquid carbon dioxide from combustion gas at normal pressure: international patent WO 03/035221 A1.

14. Волохов И.В., Тишаков А.П., Букаров Ю.А., Лавренченко Г.К. Опыт экс-плуатации и совершенствования криогенной установки разделения газообраз-ных отходов производства аммиака // Химическая техника. 2002. № 8. С. 16–19.

15. Бондаренко В.Л., Симоненко О.Ю., Дьяченко О.В., Симоненко Ю.М. Перспективы получения редких газов из отдувочных потоков производства ам-миака // Холодильная техника и технология. 2007. № 2. С. 5–9.

16. Нильсен С.Э., Кристенсен П.В. Реконструкция агрегатов аммиака // Хи-мическая техника. 2007. № 3. С. 28–31.

17. Саркисов П.Д. Проблемы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии // Химическая промышленность. 2000. № 1. С. 20–27.

18. Юрша И.А. Опыт внедрения энергосберегающих технологий в азотной промышленности // Химическая промышленность. 2001. № 4. С. 14–16.

19. Смагоринский А.М., Шамеко С.Л. Модернизация турбокомпрессорного агрегата с целью увеличения выхода конечного продукта // Компрессорная тех-ника и пневматика. 2007. № 3. С. 38–40.

20. Лавренченко Г.К., Копытин А.В., Швец С.Г. Пути повышения эффектив-ности крупных аммиачных холодильных машин // Технические газы. 2008. № 3. С. 60–63.


Рецензия

Для цитирования:


Афанасьев С.В., Шевченко Ю.Н., Сергеев С.П. НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(2):11-17. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-11-17

For citation:


Afanasyev S.V., Shevchenko Yu.N., Sergeev S.P. NEW ENGINEERING SOLUTIONS FOR PRODUCING HIGH-PRESSURE CARBON DIOXIDE. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(2):11-17. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-11-17

Просмотров: 13


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)