High energy consumption is one of t

High energy consumption is one of the main challenges of the chemical industry. The energy footprint of most processes can, however, diminish through the solutions presented in the current paper, leading to cleaner ways of producing chemicals. Ethylene production process is selected as a case study to demonstrate the approach as it is one of the most energy consuming processes in the chemical industry. The study involves an exergetic diagnosis and does not only find the low-exergy-efficient unit operations, but also proposes tools to improve these units based on their key sources of irreversibility. For the ethylene production process, this is conducted by first splitting the flowsheet into four main functional blocks (namely cracking, compression, refrigeration, and separation and purification) according to their exergy losses. This results in identifying the cracking block as the most inefficient block with more than 45% of total exergy losses and thus the first block to be improved so that overall losses reduce (examples of which include increasing the number of furnace tubes while reducing their lengths). Although the compression block is found to have the lowest contribution to internal exergy losses, the inefficient unit operations such as the water cooler (with an exergy loss of 214 kJ/kg) can still be improved through solutions such as system isolation. The refrigeration block is also shown to have the second highest exergy losses with its ethylene and propylene compressors being the main contributors. Solutions are again provided to improve the block performance with specific focus on intercooler design improvement and system isolation. Finally, exergy losses in the purification and separation block are identified to be mainly due to demethanator, deethanator, and ethylene column where modifications in column design might be helpful as concentration and temperature gradients along the towers are the main sources of exergy losses. The approach used in the current study can also be applied to other chemical processes and the findings suggest that even for a well-developed process technology, there is still opportunity for thermodynamically justifiable energy efficiency improvements. Therefore, it is important for process developers to continuously revisit existing processes, in order to ensure lessons learned in one area can be applied to another one. Using a panel of solutions, which has been constructed from a number of previous case studies helps to make this approach more systematic and user-friendly.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ปริมาณการใช้พลังงานสูงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักของอุตสาหกรรมเคมี อย่างไรก็ตาม สามารถ ลดรอยพลังงานของกระบวนการส่วนใหญ่ผ่านการแก้ปัญหาที่นำเสนอในกระดาษปัจจุบัน นำไปทำความสะอาดวิธีการผลิตสารเคมี กระบวนการผลิตเอทิลีนจะถูกเลือกเป็นกรณีศึกษาการสาธิตวิธีการมันเป็นหนึ่งในกระบวนการบริโภคพลังงานส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมเคมี การศึกษาเกี่ยวข้องกับการวินิจฉัยโรค exergetic และเท่านั้นไม่พบการดำเนินงานมีประสิทธิภาพต่ำ exergy หน่วย แต่ยัง นำเสนอเครื่องมือในการปรับปรุงหน่วยงานเหล่านี้โดยอ้างอิงแหล่งที่มาสำคัญของ irreversibility สำหรับการผลิตเอทิลีน นี้จะดำเนินการ โดยแบ่งการ flowsheet เป็นสี่หลักทำบล็อก (คือแตก บีบอัด เครื่องทำความ เย็น และแยก และฟอก) ตาม exergy ผลระบุบล็อกกรอบบล็อกเป็นส่วนใหญ่ต่ำกว่า 45% ขาดทุนรวม exergy และดังนั้นช่วงแรกต้องปรับปรุงเพื่อให้ลดการสูญเสียโดยรวม (ตัวอย่างซึ่งรวมถึงเพิ่มจำนวนหลอดเตาในขณะที่ลดความยาวของพวกเขา) แม้ว่าบล็อกอัดพบว่ามีผลงานต่ำขาดทุน exergy ภายใน การดำเนินงานต่อหน่วยต่ำเช่นน้ำเย็น (มีการสูญเสีย exergy 214 kJ/kg) ยังคงทำงานผ่านการแก้ปัญหาเช่นระบบแยก ยังมีแสดงช่วงเย็นจะมีสอง exergy ขาดทุนสูงสุดกับคอมเพรสเซอร์ของเอทิลีนและโพรพิลีนที่เป็นผู้สนับสนุนหลัก โซลูชั่นอีกไว้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพบล็อก โดยมุ่งเน้นปรับปรุงการออกแบบระบบและระบบแยกเฉพาะ ในที่สุด exergy สูญเสียในการทำให้บริสุทธิ์และแยกบล็อกจะถูกระบุให้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจาก demethanator, deethanator และคอลัมน์เอทิลีนซึ่งการปรับเปลี่ยนในการออกแบบคอลัมน์อาจจะเป็นประโยชน์เป็นความเข้มข้น และไล่ระดับอุณหภูมิตามอาคารจะแหล่งที่มาหลักของการขาดทุน exergy วิธีที่ใช้ในการศึกษาปัจจุบันยังสามารถใช้กับกระบวนการทางเคมีอื่น ๆ และผลการวิจัยแนะนำว่า สำหรับกระบวนการพัฒนาเทคโนโลยี ยังคงมีโอกาสสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพอันสมควร thermodynamically จึง มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการพัฒนาไปอย่างต่อเนื่องกลับกระบวนการที่มีอยู่ เพื่อให้สามารถใช้เรียนรู้ในพื้นที่หนึ่งกับอีกคนหนึ่ง ใช้แผงโซลูชั่น ซึ่งได้ถูกสร้างจากจำนวนก่อนหน้ากรณีศึกษาช่วยให้วิธีการนี้ใช้งานง่าย และเป็นระบบมากขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การใช้พลังงานสูงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักของอุตสาหกรรมเคมี การปล่อยพลังงานของกระบวนการส่วนใหญ่สามารถ แต่ลดลงผ่านโซลูชั่นที่นำเสนอในกระดาษในปัจจุบันที่นำไปสู่​​วิธีการทำความสะอาดในการผลิตสารเคมี ขั้นตอนการผลิตเอทิลีนถูกเลือกเป็นกรณีศึกษาแสดงให้เห็นถึงวิธีการที่มันเป็นหนึ่งในกระบวนการบริโภคพลังงานมากที่สุดในอุตสาหกรรมเคมี การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการวินิจฉัย exergetic และไม่เพียง แต่หาการดำเนินงานของหน่วยต่ำเอ็กเซอร์ยีที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังนำเสนอเครื่องมือในการปรับปรุงหน่วยงานเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาที่สำคัญของพวกเขากลับไม่ได้ สำหรับขั้นตอนการผลิตเอทิลีนนี้จะดำเนินการโดยแยกแรก flowsheet เป็นสี่บล็อกการทำงานหลัก (คือแตกอัดเครื่องทำความเย็นและการแยกและการทำให้บริสุทธิ์) ตามการสูญเสียของพวกเขาเอ็กเซอร์ยี ซึ่งจะส่งผลในการระบุบล็อกแตกเป็นบล็อกที่ไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีมากกว่า 45% ของการสูญเสีย exergy ทั้งหมดและทำให้บล็อกแรกที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้การสูญเสียโดยรวมลด (ตัวอย่างแห่งซึ่งรวมถึงการเพิ่มจำนวนของหลอดเตาเผาในขณะที่ลดความยาวของพวกเขา) . แม้ว่าบล็อกการบีบอัดจะพบว่ามีผลงานต่ำสุดการสูญเสีย exergy ภายในการดำเนินงานของหน่วยงานที่ไม่มีประสิทธิภาพเช่นน้ำเย็น (ที่มีการสูญเสีย exergy 214 กิโลจูล / กิโลกรัม) ยังคงสามารถที่ดีขึ้นผ่านการแก้ปัญหาเช่นการแยกระบบ บล็อกเครื่องทำความเย็นนอกจากนี้ยังมีการแสดงที่มีการสูญเสีย exergy สูงสุดที่สองกับเอทิลีนและโพรพิลีคอมเพรสเซอร์ของการเป็นผู้ให้ข้อมูลหลัก การแก้ปัญหาการให้บริการอีกครั้งเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของบล็อกที่มีความสำคัญที่เฉพาะเจาะจงในการปรับปรุงการออกแบบอินเตอร์และการแยกระบบ ในที่สุดการสูญเสีย exergy ในการฟอกและการแยกบล็อกจะมีการระบุให้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการ demethanator, deethanator และเสาเอทิลีนที่ปรับเปลี่ยนในการออกแบบคอลัมน์อาจจะเป็นประโยชน์เป็นความเข้มข้นและอุณหภูมิการไล่ระดับสีพร้อมอาคารที่มีแหล่งที่มาหลักของการสูญเสีย exergy วิธีการที่ใช้ในการศึกษาในปัจจุบันนอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้ในกระบวนการทางเคมีอื่น ๆ และผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าถึงแม้จะเป็นเทคโนโลยีการพัฒนาที่ดียังมีโอกาสสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สมเหตุสมผล thermodynamically ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักพัฒนากระบวนการอย่างต่อเนื่องเพื่อทบทวนกระบวนการที่มีอยู่ในการสั่งซื้อเพื่อให้แน่ใจว่าการเรียนรู้ในพื้นที่หนึ่งที่สามารถนำไปใช้กับอีกคนหนึ่ง โดยใช้แผงของการแก้ปัญหาที่ได้รับการสร้างขึ้นมาจากจำนวนของกรณีศึกษาก่อนหน้านี้จะช่วยให้วิธีการนี​​้เป็นระบบมากขึ้นและใช้งานง่าย

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การบริโภคพลังงานสูงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักของอุตสาหกรรมเคมี พลังงานที่รอยเท้าของกระบวนการมากที่สุด อย่างไรก็ตาม หรี่ผ่านโซลูชั่นที่นำเสนอในกระดาษปัจจุบันไปสู่วิธีทำความสะอาดผลิตสารเคมี กระบวนการผลิตเอทธิลีนถูกเลือกเป็นกรณีศึกษาที่แสดงให้เห็นถึงวิธีการเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ใช้พลังงานมากที่สุดในอุตสาหกรรมเคมี การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการวินิจฉัย exergetic และไม่เพียงพบหน่วยปฏิบัติการเซอร์ที่มีประสิทธิภาพต่ำ แต่ยังนำเสนอเครื่องมือเพื่อปรับปรุงหน่วยเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของพวกเขาสำคัญต่อ . สำหรับการผลิตเอทิลีนในกระบวนการนี้ โดยแบ่งออกเป็น 4 หลักแรกแต่ละการทำงานบล็อก ( คือแตก , การบีบอัด , การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ เครื่องทำความเย็น และจากการสูญเสียเอ็กเซอร์ยีของพวกเขา ผลนี้ในการระบุตัวบล็อกเป็นบล็อกไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีมากกว่า 45 % ของการสูญเสียเอ็กเซอร์ยีทั้งหมด และดังนั้น บล็อกแรกได้รับการปรับปรุงเพื่อลดความสูญเสียโดยรวม ( ตัวอย่างซึ่งรวมถึงการเพิ่มจำนวนเตาหลอดในขณะที่การลดความยาวของพวกเขา ) แม้ว่าการบีบอัดบล็อกจะพบว่ามีการสูญเสียเอ็กเซอร์ยีผลงานสุดภายใน หน่วยปฏิบัติการไม่มีประสิทธิภาพ เช่น เครื่องทำน้ำเย็น กับการสูญเสียเอ็กเซอร์ยี 214 kJ / kg ) ยังสามารถปรับปรุงผ่านโซลูชั่น เช่น การแยกระบบ เครื่องป้องกันยังแสดงได้สูงสุด 2 ราคาขาดทุนกับเอทิลีน และโพรพิลีนอัดเป็นผู้สนับสนุนหลัก เป็นอีกครั้งที่ให้โซลูชั่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพบล็อกที่มีมุ่งเน้นเฉพาะในการแยกระบบการออกแบบปรับปรุงและอินเตอร์ . สุดท้าย ราคาขาดทุนในการระบุและแยกบล็อกเป็นหลักเนื่องจาก demethanator deethanator และคอลัมน์ , เอทิลีนที่ปรับเปลี่ยนในการออกแบบเสาอาจจะเป็นประโยชน์ เป็นสมาธิ และการไล่ระดับสีอุณหภูมิตามอาคารเป็นแหล่งหลักของราคาขาดทุน วิธีการที่ใช้ในการศึกษาในปัจจุบันยังสามารถใช้กระบวนการทางเคมีอื่น ๆ และพบว่า แม้มีการพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนการ ยังไม่มีโอกาส thermodynamically ธรรมพลังงานประสิทธิภาพการปรับปรุง ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อทบทวนกระบวนการที่มีอยู่ เพื่อให้มั่นใจว่าบทเรียนในพื้นที่หนึ่งสามารถใช้กับอีกหนึ่ง ใช้แผงโซลูชั่นซึ่งได้รับการสร้างขึ้นจากจำนวนของกรณีศึกษาก่อนหน้านี้ช่วยให้วิธีการนี้เป็นระบบมากขึ้น และใช้งานง่าย