Design of methanol regeneration from the G-phase from production using a batch rectification column

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22340%2F18%3A43916807" target="_blank" >RIV/60461373:22340/18:43916807 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Návrh regenerace metanolu z G-fáze odpadajícího z výroby s využitím vsádkové rektifikační kolony

Original language description

Na základě provozních měření byly zjištěny dva následující základní nedostatky současného konstrukčního uspořádání a řízení průběhu regenerace metanolu rektifikací G-fáze a zředěných vodných roztoků metanolu. (i) Je použit deskový výměník s vysokou hydraulickou ztrátou, která způsobuje zvyšování tlaku v koloně s rostoucí intenzitou topení. Přetlak v koloně dosahuje až 20 kPa při průtoku kondenzátu 18 l/min, který ale neodpovídá maximální hodnotě dosažitelné na stávající koloně s danou výplní. Při větších než velmi malých příkonech do vařáku tento přetlak překonává hydrostatický tlak sloupce kondenzátu nad nástřikem zpětného toku a zastavuje tak jeho průtok, čímž znemožňuje správnou funkci rektifikační kolony. Tento přetlak a jeho kolísání vlivem proměnlivého výkonu vařáku způsobuje nárůst teploty varu destilované směsi až o 4°C oproti normálnímu tlaku a kolísání této teploty, což znemožňuje přesnější odhad složení destilátu na základě teploty v hlavě kolony. (ii) Současné řízení dělení toku kondenzátu mezi kolonou (zpětný tok-reflux) a nádrž destilátu (destilát) není provedeno správně. V současném uspořádání je na základě teploty v hlavě kolony směrován kondenzát buďto jako zpětný tok do kolony nebo jako destilát do zásobní nádrže. Při správné funkci rektifikační kolony má být namísto jednorázového přesměrování toku kondenzátu pouze upravován poměr zpětného toku a toku destilátu (refluxní poměr). Teplota v hlavě kolony používaná v současnosti k řízení směru toku kondenzátu je navíc ve větší míře ovlivněna fluktuací tlaku v koloně, než složením destilátu, které má být regulováno. V následujícím textu zprávy jsou doporučované konstrukční změny zařízení rozděleny do dvou skupin. V první skupině jsou uvedeny úpravy, které je nutno provést k dosažení maximálního výkonu kolony, který dovolí používaný deskový kondenzátor s vysokým hydraulickým odporem. Jedná se o zajištění dodávky zvoleného množství zpětného toku na výplň kolony i v situaci zvýšeného tlaku v hlavě kolony a řízení intenzity topení ve vařáku tak, aby přetlak v hlavě kolony nepřesáhl zadanou hodnotu. Na základě simulačních výpočtů a výsledků provozních měření jsou navrženy podmínky regenerace G-fáze s očekávaným výkonem kolony 300 kg/h metanolu s obsahem vody pod 300 ppm. Druhá skupina úprav předpokládá použití vhodného kondenzátoru, jehož tlaková ztráta by se pohybovala v jednotkách kPa, jak je u kondenzátorů kolon běžné. Jen tehdy je možno přistoupit k optimalizaci řízení rektifikace proměnnou hodnotou refluxu v závislosti na teplotě v některém místě kolony. Dále je diskutován vhodný způsob řízení kolony. Jako vhodná veličina pro řízení intenzity topení ve vařáku je navržen přetlak ve vařáku oproti atmosférickému tlaku, jako vhodná veličina pro udržení kvality destilátu je navržena bezrozměrná teplota v teplocitlivém bodě.

Czech name

Návrh regenerace metanolu z G-fáze odpadajícího z výroby s využitím vsádkové rektifikační kolony

Czech description

Na základě provozních měření byly zjištěny dva následující základní nedostatky současného konstrukčního uspořádání a řízení průběhu regenerace metanolu rektifikací G-fáze a zředěných vodných roztoků metanolu. (i) Je použit deskový výměník s vysokou hydraulickou ztrátou, která způsobuje zvyšování tlaku v koloně s rostoucí intenzitou topení. Přetlak v koloně dosahuje až 20 kPa při průtoku kondenzátu 18 l/min, který ale neodpovídá maximální hodnotě dosažitelné na stávající koloně s danou výplní. Při větších než velmi malých příkonech do vařáku tento přetlak překonává hydrostatický tlak sloupce kondenzátu nad nástřikem zpětného toku a zastavuje tak jeho průtok, čímž znemožňuje správnou funkci rektifikační kolony. Tento přetlak a jeho kolísání vlivem proměnlivého výkonu vařáku způsobuje nárůst teploty varu destilované směsi až o 4°C oproti normálnímu tlaku a kolísání této teploty, což znemožňuje přesnější odhad složení destilátu na základě teploty v hlavě kolony. (ii) Současné řízení dělení toku kondenzátu mezi kolonou (zpětný tok-reflux) a nádrž destilátu (destilát) není provedeno správně. V současném uspořádání je na základě teploty v hlavě kolony směrován kondenzát buďto jako zpětný tok do kolony nebo jako destilát do zásobní nádrže. Při správné funkci rektifikační kolony má být namísto jednorázového přesměrování toku kondenzátu pouze upravován poměr zpětného toku a toku destilátu (refluxní poměr). Teplota v hlavě kolony používaná v současnosti k řízení směru toku kondenzátu je navíc ve větší míře ovlivněna fluktuací tlaku v koloně, než složením destilátu, které má být regulováno. V následujícím textu zprávy jsou doporučované konstrukční změny zařízení rozděleny do dvou skupin. V první skupině jsou uvedeny úpravy, které je nutno provést k dosažení maximálního výkonu kolony, který dovolí používaný deskový kondenzátor s vysokým hydraulickým odporem. Jedná se o zajištění dodávky zvoleného množství zpětného toku na výplň kolony i v situaci zvýšeného tlaku v hlavě kolony a řízení intenzity topení ve vařáku tak, aby přetlak v hlavě kolony nepřesáhl zadanou hodnotu. Na základě simulačních výpočtů a výsledků provozních měření jsou navrženy podmínky regenerace G-fáze s očekávaným výkonem kolony 300 kg/h metanolu s obsahem vody pod 300 ppm. Druhá skupina úprav předpokládá použití vhodného kondenzátoru, jehož tlaková ztráta by se pohybovala v jednotkách kPa, jak je u kondenzátorů kolon běžné. Jen tehdy je možno přistoupit k optimalizaci řízení rektifikace proměnnou hodnotou refluxu v závislosti na teplotě v některém místě kolony. Dále je diskutován vhodný způsob řízení kolony. Jako vhodná veličina pro řízení intenzity topení ve vařáku je navržen přetlak ve vařáku oproti atmosférickému tlaku, jako vhodná veličina pro udržení kvality destilátu je navržena bezrozměrná teplota v teplocitlivém bodě.

Type

Z_polop - Pilot plant

CEP classification

—

OECD FORD branch

20401 - Chemical engineering (plants, products)

Project

—

Continuities

N - Vyzkumna aktivita podporovana z neverejnych zdroju

Publication year

2018

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

409637023

Numerical identification

—

Technical parameters

dle smlouvy mezi VŠCHT Praha a Andone, s. r. o.

Economical parameters

400 000

Application category by cost

—

Owner IČO

29218381

Owner name

Andone, s. r. o.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—