Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЖИДКОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА АГРЕГАТАХ АММИАКА

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-18-23

Полный текст:

Аннотация

Актуальность выбранного для исследования вопроса напрямую связана с переводом промышленных предприятий на ресурсосберегающие технологии, что, естественно, касается и химических предприятий. В работе представлен ряд технологических решений, позволяющих снизить энергозатраты в производстве жидкого диоксида углерода на агрегатах аммиака. Прежде всего, это усовершенствование известных технологических схем путем моделирования химико-технологических процессов и включения в состав углекислотной установки новых позиций оборудования: рекуперативный теплообменник «жидкость – газ» для СО2; отделитель жидкости (буферная емкость), работающий при давлении 3,5 МПа; переохладитель жидкого диоксида углерода – испаритель холодильной машины; холодильная машина.

В статье рассматриваются две классические схемы выделения углекислого газа из продуктов конверсии природного газа: этаноламинная и с применением раствора поташа, которые реализуются на крупнотоннажных производствах СО2, сосредоточенных на аммиачных заводах. Проанализирован химизм процессов, предложены оптимизационные решения.

Ожижение получаемого при этом газа сопряжено с рядом трудностей. Главной из них является нехватка холода, в результате чего действующие углекислотные установки характеризуются повышенными энергозатратами при ожижении газа. Дополнительный положительный ресурсосберегающий эффект можно получить за счет применения теплоиспользующих холодильных машин вместо компрессионной холодильной машины, используемой в технологической схеме. Это предположение базируется на том, что на химических предприятиях имеется большое количество водяного пара низкого давления, который нуждается в утилизации, следовательно, предлагаемое решение даст положительный результат.

В качестве подтверждения данных гипотез были проведены расчеты по холодопроизводительности, по результатам которых установлено, что данная модернизация позволит снизить потребление электроэнергии на 26 % и достичь удельного энергопотребления углекислотной установки при выпуске жидкого низкотемпературного диоксида углерода на уровне 0,15 кВт·ч/кг.

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., Трифонов К.И. Физико-химические процессы в техносфере. Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2014. 195 с.

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

3. Лавренченко Г.К., Копытов А.В., Афанасьев С.В., Рощенко О.С. Повышение эффективности подачи диоксида углерода на синтез карбамида // Технические газы. 2011. № 2. С. 27–31.

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

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

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

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

8. Бутина Н.М., Широкова Г.С. Эффективное использование аминных растворов – 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. Лавренченко Г.К., Копытин А.В., Швец С.Г. Пути повышения эффективности крупных аммиачных ходильных машин // Технические газы. 2008. № 3. С. 60–63.

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

12. Нильсен С.Э., Кристенсен П.В. Реконструкция агрегатов аммиака // Химическая техника. 2007. № 3. С. 28–31.

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 эксплуатации и совершенствования криогенной установки разделения газообразных отходов производства аммиака // Химическая техника. 2002. № 8. С. 16–19.

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

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

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

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

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

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


Рецензия

Для цитирования:


Афанасьев С.В., Шевченко Ю.Н., Сергеев С.П. СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЖИДКОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА АГРЕГАТАХ АММИАКА. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(2):18-23. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-18-23

For citation:


Afanasyev S.V., Shevchenko Yu.N., Sergeev S.P. THE REDUCTION OF ENERGY CONSUMPTION WHEN PRODUCING LIQUID CARBON DIOXIDE AT THE AMMONIA UNITS. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(2):18-23. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-18-23

Просмотров: 14


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


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