Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology
Energetska integracija proizvodnje azotne kiseline primenom Pinch metodologije
Article (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
Pinch methodology was applied to the heat exchangers network (HEN) synthesis of nitric acid production. The integration is analyzed in two ways, and the results are presented as two different solutions: i) the first solution is based on the original heat transfer equipment arrangement and ii) in order to eliminate the shortages of the first solution the second HEN was obtained using process simulation with optimized process parameters. Optimized HEN, with new arrangement of heat exchangers, gave good results in energy and process optimization.
U ovom radu je pokazano kako se primenom Pinch metodologije omogućava smanjenje ukupnih zahteva za dodatnim grejanjem i hlađenjem unutar procesa. Primenom Pinch metodologije analizirana je mreža razmenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline u Petrohemijskoj industriji-Kutina u Hrvatskoj. Razmenjivači toplote, grejači i hladnjaci, zajedno sa procesnim strujama koje se greju i hlade, čine mrežu razmenjivača toplote. Pored procesnih struja i razmenjivača toplote koji služe za razmenu toplote između procesnih struja, u razmatranje se uključuju i pomoćni medijumi za grejanje i hlađenje. Ova analiza može dovesti do znatnih energetskih i ekonomskih ušteda unutar postrojenja. U ovom radu sinteza mreže razmjenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline je izvršena korišćenjem programskog paketa HINT. U radu su prikazana dva rešenja energetske integracije: i) rešenje bazirano na originalnim podacima i pristupu datom u literaturi [11] i ii) rešenje zasnovano na... procesnim parametrima nešto izmenjenim u cilju poboljšanja integracije. U oba rešenja broj instalisanih uređaja za razmenu toplote je 17. Predložena optimalna vrednost minimalne razlike temperatura toplih i hladnih struja od 38°C je zadržana u drugom rešenju, dok je u prvom, kako je to detaljno prikazano u rezultatima, u pojedinim delovima mreže ova vrednost izmenjena. Zadržavanjem optimalne minimalne razlike temperatura unutar procesa, kao i drugačijim rasporedom aparata, izbegnuto je i prenošenje toplote kroz Pinch u drugom rešenju. U oba slučaja se ne zahteva dodatno grejanje procesnih struja, tako da se ne koriste pomoćni fluidi za grejanje. Dobijeni rezultati pokazuju da su ukupni troškovi rada postrojenja na godišnjem nivou smanjeni za oko 14% što je jasan dokaz da se primenom Pinch metodologije i boljom energetskom integracijom procesa mogu postići značajne finansijske uštede u industrijskim postrojenjima.
Keywords:
Pinch methodology / energy integration / minimum temperature difference / nitric acid production / total costs / Pinch metodologija / energetska integracija / minimalna razlika temperatura / proizvodnja azotne kiseline / ukupni troškoviSource:
Hemijska industrija, 2015, 69, 3, 261-268Publisher:
- Association of Chemical Engineers of Serbia
Funding / projects:
- New industrial and environmental application of chemical thermodynamics to the development of the chemical processes with multiphase and multicomponent systems (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-172063)
- New industrial and environmental application of chemical thermodynamics to the development of the chemical processes with multiphase and multicomponent systems (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-172063)
DOI: 10.2298/HEMIND140204039I
ISSN: 0367-598X
WoS: 000360784600005
Scopus: 2-s2.0-84936989181
Institution/Community
Tehnološko-metalurški fakultetTY - JOUR AU - Ivaniš, Gorica AU - Lazarević, Marija AU - Radović, Ivona AU - Kijevčanin, Mirjana PY - 2015 UR - http://TechnoRep.tmf.bg.ac.rs/handle/123456789/2897 AB - Pinch methodology was applied to the heat exchangers network (HEN) synthesis of nitric acid production. The integration is analyzed in two ways, and the results are presented as two different solutions: i) the first solution is based on the original heat transfer equipment arrangement and ii) in order to eliminate the shortages of the first solution the second HEN was obtained using process simulation with optimized process parameters. Optimized HEN, with new arrangement of heat exchangers, gave good results in energy and process optimization. AB - U ovom radu je pokazano kako se primenom Pinch metodologije omogućava smanjenje ukupnih zahteva za dodatnim grejanjem i hlađenjem unutar procesa. Primenom Pinch metodologije analizirana je mreža razmenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline u Petrohemijskoj industriji-Kutina u Hrvatskoj. Razmenjivači toplote, grejači i hladnjaci, zajedno sa procesnim strujama koje se greju i hlade, čine mrežu razmenjivača toplote. Pored procesnih struja i razmenjivača toplote koji služe za razmenu toplote između procesnih struja, u razmatranje se uključuju i pomoćni medijumi za grejanje i hlađenje. Ova analiza može dovesti do znatnih energetskih i ekonomskih ušteda unutar postrojenja. U ovom radu sinteza mreže razmjenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline je izvršena korišćenjem programskog paketa HINT. U radu su prikazana dva rešenja energetske integracije: i) rešenje bazirano na originalnim podacima i pristupu datom u literaturi [11] i ii) rešenje zasnovano na procesnim parametrima nešto izmenjenim u cilju poboljšanja integracije. U oba rešenja broj instalisanih uređaja za razmenu toplote je 17. Predložena optimalna vrednost minimalne razlike temperatura toplih i hladnih struja od 38°C je zadržana u drugom rešenju, dok je u prvom, kako je to detaljno prikazano u rezultatima, u pojedinim delovima mreže ova vrednost izmenjena. Zadržavanjem optimalne minimalne razlike temperatura unutar procesa, kao i drugačijim rasporedom aparata, izbegnuto je i prenošenje toplote kroz Pinch u drugom rešenju. U oba slučaja se ne zahteva dodatno grejanje procesnih struja, tako da se ne koriste pomoćni fluidi za grejanje. Dobijeni rezultati pokazuju da su ukupni troškovi rada postrojenja na godišnjem nivou smanjeni za oko 14% što je jasan dokaz da se primenom Pinch metodologije i boljom energetskom integracijom procesa mogu postići značajne finansijske uštede u industrijskim postrojenjima. PB - Association of Chemical Engineers of Serbia T2 - Hemijska industrija T1 - Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology T1 - Energetska integracija proizvodnje azotne kiseline primenom Pinch metodologije EP - 268 IS - 3 SP - 261 VL - 69 DO - 10.2298/HEMIND140204039I ER -
@article{ author = "Ivaniš, Gorica and Lazarević, Marija and Radović, Ivona and Kijevčanin, Mirjana", year = "2015", abstract = "Pinch methodology was applied to the heat exchangers network (HEN) synthesis of nitric acid production. The integration is analyzed in two ways, and the results are presented as two different solutions: i) the first solution is based on the original heat transfer equipment arrangement and ii) in order to eliminate the shortages of the first solution the second HEN was obtained using process simulation with optimized process parameters. Optimized HEN, with new arrangement of heat exchangers, gave good results in energy and process optimization., U ovom radu je pokazano kako se primenom Pinch metodologije omogućava smanjenje ukupnih zahteva za dodatnim grejanjem i hlađenjem unutar procesa. Primenom Pinch metodologije analizirana je mreža razmenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline u Petrohemijskoj industriji-Kutina u Hrvatskoj. Razmenjivači toplote, grejači i hladnjaci, zajedno sa procesnim strujama koje se greju i hlade, čine mrežu razmenjivača toplote. Pored procesnih struja i razmenjivača toplote koji služe za razmenu toplote između procesnih struja, u razmatranje se uključuju i pomoćni medijumi za grejanje i hlađenje. Ova analiza može dovesti do znatnih energetskih i ekonomskih ušteda unutar postrojenja. U ovom radu sinteza mreže razmjenjivača toplote u postrojenju za proizvodnju azotne kiseline je izvršena korišćenjem programskog paketa HINT. U radu su prikazana dva rešenja energetske integracije: i) rešenje bazirano na originalnim podacima i pristupu datom u literaturi [11] i ii) rešenje zasnovano na procesnim parametrima nešto izmenjenim u cilju poboljšanja integracije. U oba rešenja broj instalisanih uređaja za razmenu toplote je 17. Predložena optimalna vrednost minimalne razlike temperatura toplih i hladnih struja od 38°C je zadržana u drugom rešenju, dok je u prvom, kako je to detaljno prikazano u rezultatima, u pojedinim delovima mreže ova vrednost izmenjena. Zadržavanjem optimalne minimalne razlike temperatura unutar procesa, kao i drugačijim rasporedom aparata, izbegnuto je i prenošenje toplote kroz Pinch u drugom rešenju. U oba slučaja se ne zahteva dodatno grejanje procesnih struja, tako da se ne koriste pomoćni fluidi za grejanje. Dobijeni rezultati pokazuju da su ukupni troškovi rada postrojenja na godišnjem nivou smanjeni za oko 14% što je jasan dokaz da se primenom Pinch metodologije i boljom energetskom integracijom procesa mogu postići značajne finansijske uštede u industrijskim postrojenjima.", publisher = "Association of Chemical Engineers of Serbia", journal = "Hemijska industrija", title = "Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology, Energetska integracija proizvodnje azotne kiseline primenom Pinch metodologije", pages = "268-261", number = "3", volume = "69", doi = "10.2298/HEMIND140204039I" }
Ivaniš, G., Lazarević, M., Radović, I.,& Kijevčanin, M.. (2015). Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology. in Hemijska industrija Association of Chemical Engineers of Serbia., 69(3), 261-268. https://doi.org/10.2298/HEMIND140204039I
Ivaniš G, Lazarević M, Radović I, Kijevčanin M. Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology. in Hemijska industrija. 2015;69(3):261-268. doi:10.2298/HEMIND140204039I .
Ivaniš, Gorica, Lazarević, Marija, Radović, Ivona, Kijevčanin, Mirjana, "Energy integration of nitric acid production using Pinch methodology" in Hemijska industrija, 69, no. 3 (2015):261-268, https://doi.org/10.2298/HEMIND140204039I . .