Reducing energy consumption of the complex cleaning unit of the AK-1.5 air separation plant
DOI:
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2025-9-4-39-45Keywords:
zeolite, active aluminum oxide, adsorber, complex cleaning unit, air separation unit, optimization of energy costs, thermal calculation.Abstract
The article considers the possibility of using a complex drying and cleaning unit with separate drying with active aluminum oxide and cleaning with synthetic zeolite of the NaX type in the air separation unit AK-1.5, and also considers several circuit solutions for the layout of the complex cleaning unit. As a result of the calculations, the optimal scheme is selected. Such a technical solution will reduce energy consumption for the regeneration of adsorbents, and due to the optimal geometry of the adsorbers and minimal cyclicity of the processes (adsorption-regeneration-cooling) reduce the hydraulic resistance of compressed air.
Downloads
References
(1). Лавренченко Г. К., Плесной А. В. Снижение удельного энергопотребления воздухоразделительных установок среднего давления и малой тоннажности // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2013. № 8. C. 29–34. EDN: REDBOZ.
Lavrenchenko G. K., Plesnoy A. V. Snizheniye udel’nogo energopotrebleniya vozdukhorazdelitel’nykh ustanovok srednego davleniya i maloy tonnazhnosti [Reducing specific energy consumption of medium -pressure and small-tonnage air separation plants]. Vostochno-evropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2013. No. 8. P. 29–34. EDN: REDBOZ. (In Russ.).
(2). Бумагин Г. И., Сорокин В. Н., Рогальский Е. И. Модернизация воздухоразделительных установок среднего давления типа К-0,4, АК-1,5 и др. // Омский научный вестник. 2008. № 3 (70). С. 91–95. EDN: TLTSFR.
Bumagin G. I., Sorokin V. N., Rogal’skiy E. I. Modernizatsiya vozdukhorazdelitel’nykh ustanovok srednego davleniya tipa K-0,4, AK-1,5 i dr. [Modernization of air-separation units of average pressure K-0.4, AK-1.5, etc.]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2008. No. 3 (70). P. 91–95. EDN: TLTSFR. (In Russ.).
(3). Castle W. F. Air separation and liquefaction: recent developments and prospects for the beginning of the new millennium. International Journal of Refrigeration. 2002. Vol. 25, no. 1. Р. 158–172. DOI: 10.1016/S0140-7007(01)00003-2.
(4). Zhu Y., Legg S., Laird C. D. Optimal design of cryogenic air separation columns under uncertainty. Computers Chemical Engineering. 2010. Vol. 34, no. 9. Р. 1377–1384. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2010.02.007.
(5). Zhu Y., Legg S., Laird C. D. Optimal operation of cryogenic air separation systems with demand uncertainty and contractual obligations. Chemical Engineering Science. 2011. Vol. 66. Р. 953–963. DOI: 10.1016/j.ces.2010.11.039.
(6). Аллаяров У. Э., Макулов Р. Р., Абдрахманов Н. Х. [и др.]. Повышение надежности компрессорного оборудования установки воздухоразделения // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2021. № 5. С. 19–33. DOI: 10.17122/ogbus-2021-5-19-33. EDN: YVDBEQ.
Allayarov U. E., Makulov R. R., Abdrakhmanov N. Kh. [et al.]. Povysheniye nadezhnosti kompressornogo oborudovaniya ustanovki vozdukhorazdeleniya [Improving the reliability of compressor equipment for air separation units]. Elektronnyy nauchnyy zhurnal Neftegazovoye delo. Oil and Gas Business. 2021. No. 5. P. 19–33. DOI: 10.17122/ogbus-2021-5-19-33. EDN: YVDBEQ. (In Russ.).
(7). Навасардян Е. С., Мохов К. В. Тенденция развития современных систем автоматического регулирования технологических процессов воздухоразделительных установок. Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 3 (63). С. 7. DOI: 10.18698/2308-6033-2017-3-1597. EDN: YHEUOZ.
Navasardyan E. S., Mokhov K. V. Tendentsiya razvitiya sovremennykh sistem avtomaticheskogo regulirovaniya tekhnologicheskikh protsessov vozdukhorazdelitel’nykh ustanovok [Trends in developing modern automated control systems of technological process in air separation units]. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii. Engineering Journal: Science and Innovation. 2017. No. 3 (63). P. 7. DOI: 10.18698/2308-6033-2017-3-1597. EDN: YHEUOZ. (In Russ.).
(8). Матюх А. С., Демчук В. О., Баскаков И. В. Разработка проекта системы автоматического управления рабочими процессами в блоке комплексной очистки и осушки транспортабельной ВРУ // Проблемы совершенствования машин, оборудования и технологий в агропромышленном комплексе: материалы междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2019. С. 262–265. EDN: XVIRVG.
Matyukh A. S., Demchuk V. O., Baskakov I. V. Razrabotka proyekta sistemy avtomaticheskogo upravleniya rabochimi protsessami v bloke kompleksnoy ochistki i osushki transportabel’noy VRU [Problems with improving machines, equipment, and technologies in the agro-industrial complex]. Problemy Sovershenstvovaniya Mashin, Oborudovaniya i Tekhnologiy v Agropromyshlennom Komplekse. Voronezh, 2019. P. 262–265. EDN: XVIRVG. (In Russ.).
(9). Фастов И. С., Фастов С. А. Высокоэффективный цеолитный наноструктурированный адсорбент для осушки воздуха в криогенных ВРУ // Технические газы. 2013. № 1 (2013). С. 69–72. EDN: RPXUTZ.
Fastov I. S., Fastov S. A. Vysokoeffektivnyy tseolitnyy nanostrukturirovannyy adsorbent dlya osushki vozdukha v kriogennykh VRU [High zeolitic nanostructured an adsorbent for air dryer in cryogenic ASU]. Tekhnicheskiye Gazy. 2013. No. 1 (2013). P. 69–72. EDN: RPXUTZ. (In Russ.).
(10). Лавренченко Г. К., Копытин А. В., Швец С. Г. Оптимизация узла осушки и очистки воздуха воздухоразделительной установки высокого давления с целью снижения энергопотребления // Технические газы. 2006. № 1. С. 28–33. EDN: SBDQLF.
Lavrenchenko G. K., Kopytin A. V., Shvets S. G. Optimizatsiya uzla osushki i ochistki vozdukha vozdukhorazdelitel’noy ustanovki vysokogo davleniya s tsel’yu snizheniya energopotrebleniya [Manufactures of air separation products: analysis of condition and prospects of perfection]. Tekhnicheskiye Gazy. 2006. No. 1. P. 28–33. EDN: SBDQLF. (In Russ.).
(11). Rege S. U., Yang R. T., Buzanowski M. A. Sorbents for air prepurification in air separation. Chemical Engineering Science. 2000. Vol. 55, no. 21. P. 4827–4838. DOI: 10.1016/S0009-2509(00)00122-6.
(12). Орешкин А. Н., Борзенко Н. А., Липа В. И. [и др.]. Автоматическое обеспечение энергосберегающих режимов работы блоков комплексной очистки воздуха воздухоразделительных установок. Технические газы. 2015. № 6. С. 71–77. EDN: VBRIJN.
Oreshkin A. N., Borzenko N. A., Lipa V. I. [et al.]. Avtomaticheskoye obespecheniye energosberegayushchikh rezhimov raboty blokov kompleksnoy ochistki vozdukha vozdukhorazdelitel’nykh ustanovok [System of automatic implementation of energy saving modes of integrated treatment units operation in air-separation plants]. Tekhnicheskiye Gazy. 2015. No. 6. P. 71–77. EDN: VBRIJN. (In Russ.).
(13). Горенштейн И. В., Копытин А. В., Власюк В. А., Лавренченко Г. К. Методика расчёта блоков комплексной очистки и осушки воздуха воздухоразделительных установок // Технические газы. 2003. № 2. С. 39–44. EDN: SIJKVN.
Gorenshteyn I. V., Kopytin A. V., Vlasyuk V. A., Lavrenchenko G. K. Metodika rascheta blokov kompleksnoy ochistki i osushki vozdukha vozdukhorazdelitel’nykh ustanovok [Method for calculating complex cleaning and air dehumidification units of air separation plants]. Tekhnicheskiye Gazy. 2003. No. 2. P. 39–44. EDN: SIJKVN. (In Russ.).
(14). Головко Г. А. Криогенное производство инертных газов. 2-е изд., перераб. и доп. Ленинград: Машиностроение, 1983. 416 с.
Golovko G. A. Kriogennoye proizvodstvo inertnykh gazov [Cryogenic production of inert gases]. 2nd ed., revised and completed. Leningrad, 1983. 416 p. (In Russ.).
(15). ГОСТ 34233.2–2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек. Введ. 01–08–2018. Москва: Стандартинформ, 2018. 53 с.
GOST 34233.2–2017. Sosudy i apparaty. Normy i metody rascheta na prochnost’. Raschet tsilindricheskikh i konicheskikh obechayek, vypuklykh i ploskikh dnishch i kryshek [Vessels and apparatuses. Standards and methods for strength calculation. Calculation of cylindrical and conical shells, convex and flat bottoms and covers]. Moscow, 2018. 53 p. (In Russ.).
(16). Зиновьева А. В., Котова Н. В., Лоджанская В. О. Модернизация блока комплексной очистки воздухоразделительной установки АК-1,5 // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: материалы 6-й Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2016. С. 70–71. EDN: XEKHJL.
Zinov’yeva A. V., Kotova N. V., Lodzhanskaya V. O. Modernizatsiya bloka kompleksnoy ochistki vozdukhorazdelitel’noy ustanovki AK-1,5 [Modernization of the AK-1.5 air separation unit]. Tekhnika i Tekhnologiya Neftekhimicheskogo i Neftegazovogo Proizvodstva. Omsk, 2016. P. 70–71. EDN: XEKHJL. (In Russ.).
(17). Зиновьева А. В. К вопросу модернизации блока комплексной очистки воздухоразделительной установки АК-1,5 // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: материалы 15-й Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Омский государственный технический университет, 2025. С. 72–73. EDN: IWQTRX.
Zinov’yeva A. V. K voprosu modernizatsii bloka kompleksnoy ochistki vozdukhorazdelitel’noy ustanovki AK-1,5 [To the problem of the modernization of the AK-1.5 air separation unit]. Tekhnika i Tekhnologiya Neftekhimicheskogo i Neftegazovogo Proizvodstva. Omsk, 2025. P. 72–73. EDN: IWQTRX. (In Russ.).
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Non-exclusive rights to the article are transferred to the journal in full accordance with the Creative Commons License BY-NC-SA 4.0 «Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Worldwide License (CC BY-NC-SA 4.0»)
