Zastosowanie pakietu programów CHEMCAD do projektowania i optymalizacji instalacji oczyszczania etanolu

• Autorzy: Krzywda Roman , Gierycz Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2020.3.9

Warianty tytułu

EN

Application of CHEMCAD software package for design and optimization of ethanol separation plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pakiet programów CHEMCAD zastosowano do zaprojektowania linii oczyszczania etanolu. Jej głównymi aparatami były wyparka oraz kolumna rektyfikacyjna. Obliczenia przeprowadzono dla instalacji otrzymywania alkoholu etylowego o zadanym stężeniu. Proces technologiczny polegał na wprowadzeniu surówki zawierającej wodę, etanol oraz związki chemiczne o małej prężności pary nasyconej w warunkach normalnych do wyparki pracującej pod obniżonym ciśnieniem, w której następowało oddestylowanie etanolu i części wody (para). Opary z wyparki były następnie sprężane do ciśnienia atmosferycznego i kierowane do chłodnicy, w której następowało ich schłodzenie i skroplenie. Otrzymaną w ten sposób ciekłą mieszaninę kierowano do kolumny rektyfikacyjnej pracującej pod normalnym ciśnieniem, w której następowało rozdzielenie mieszaniny na etanol (o odpowiednim stężeniu) i wodę (zawierającą alkohol etylowy o małym stężeniu). Tak zaprojektowana instalacja została następnie zoptymalizowana (dwa warianty) ze względu na oszczędność energii. Otrzymano szczegółowe dane dotyczące wielkości, składu i parametrów strumieni w badanych instalacjach (3 linie produkcyjne) oraz nakładów energetycznych koniecznych do poniesienia w każdej z nich. Badania pokazały duże możliwości obliczeniowe i optymalizacyjne programu CHEMCAD.

EN

A plant for the sepn. of EtOH (90% purity) from its. aq. soln. was designed. The plant consisted of an evaporator and a rectification column. The feed stream contained H₂O, EtOH as well as non-volatile and low-volatile chem. compds. The non-random two-liqs. (NRTL) equation was used to describe the EtOH-H₂O equil. The whole technol. process was based on the assumption that the feed stream was directed into evaporator under reduced pressure, where EtOH and some H₂O were distilled off. The vapors were compressed to the ambient pressure, condensed and directed to the rectification column. The design was optimized for energy consumption.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja; parametry procesowe; NRTL; etanol

EN

optimization; process parameters; NRTL; ethanol

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 99, nr 3
• Strony: 406--411
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krzywda Roman

• Politechnika Warszawska

autor

Gierycz Paweł

• Zakład Procesów Rozdzielania, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Politechnika Warszawska, ul. Waryńskiego 1, 00-645 Warszawa

Bibliografia

• [1] Bank Danych Instytutu Chemii Fizycznej PAN, Warszawa.
• [2] DECHEMA, Deutsche Gesellschaft for chemisches Apparatewesen, chemische Technik und Biotechnologie, Frankfurt am Main, Germany.
• [3] P. Gierycz, Termodynamiczny opis równowag ciecz-para wieloskładnikowych mieszanin nieelektrolitów pod niskimi ciśnieniami, Wydawnictwo Fundacji im. W. Świętosławskiego, Warszawa 1998.
• [4] E. Sorel, La Rectification de l’alcohol, Gauthiers-Villard, Paris 1983.
• [5] E. Hausbrand, Die wirkungswelse ser Rectiffer und Distiller Apparate, Springer Verlag, Berlin 1983.
• [6] N. Hanson, J. H. Duffin, G.F. Sommerville, Computation of multistage separation processes, Reinhold, New York 1962.
• [7] C. D. Holland, Multicomponent distillation, Prentice Hall, Engelwood Cliffs 1963.
• [8] H. Renon, L. Asselineau, G. Cohen, C. Raimbault, Calcul sur ordinateur des equilibres liquid-vapeur et liquid-liquide, Editions Technip, Paris 1971.
• [9] S. Malanowski, Równowaga ciecz-para, PWN, Warszawa 1974.
• [10] CHEMCAD 7, CHEMSTATIONS, Houston, USA.
• [11] AspenTech UK Ltd., Cambridge, England.
• [12] Pakiet programów do obliczania procesów destylacji, dystrybutor Zakład Doświadczalny Chemipan, Warszawa.
• [13] J.C. Wang, G.E. Henke, Hydrocarbon Process. 1966, 45, nr 8, 155.
• [14] C.J. King, Separation processes, McGrow-Hill, New York 1980.
• [15] A. Bjorck, G. Bahlquist, Metody numeryczne, PWN, Warszawa 1987.
• [16] L.M. Naphtali, D.P. Sandholm, AIChE J. 1971, 17, 148.
• [17] H. Renon, J.M. Prausnitz, AIChE J. 1968, 14, 135.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).