通过蒸汽再压缩对异丁烷脱除塔进行改造设计：技术经济性与二氧化碳排放分析 玛丽亚·桑托斯·科埃略， 索菲娅·萨迪尼亚·德奥利维拉， 拉法埃拉·马查多·德阿西斯·卡布拉尔·里贝罗， 费尔南达·里贝罗·菲格埃多， 迭戈·马丁内斯·普拉塔

《Processes》：Retrofit Design of a De-Isobutanizer Column via Vapor Recompression: Techno-Economic and CO2 Emission Analysis Maria Santos Coelho, Sophia Sardinha de Oliveira, Rafaella Machado de Assis Cabral Ribeiro, Fernanda Ribeiro Figueiredo and Diego Martinez Prata

　　

摘要

异丁烷是生产烷基化产品的重要原料。对于含有2摩尔%乙烷的等摩尔异丁烷/正丁烷混合物的分离，现有文献中介绍了两种传统设计方案：单级水冷冷凝器以及带制冷功能的双冷凝器系统。本研究提出了两种蒸汽再压缩改造方案，即SC-VR和带有预热的SC-PHVR，旨在提升能源效率并实现系统电气化。通过总年化成本和二氧化碳排放量来评估这两种方案的经济与环境效益。与传统的SC和DC方案相比，SC-VR可使二氧化碳排放量分别减少49%和52%，而SC-PHVR的减排幅度则更高，分别为64%和66%。通过对不同电价下的3年、5年和10年投资回收期的敏感性分析发现，10年的投资回收期下方案性能最佳。当电价为16.67美元/吉焦时，SC-PHVR可使总年化成本降低22%和25%，而SC-VR的节省幅度则相对较小。在电价为24.03美元/吉焦时，SC-VR已不具备经济竞争力，此时SC-PHVR仍能优于传统方案，其总年化成本可分别降低8%和4%。这两种改造方案都能显著减少碳排放，其中SC-PHVR的经济效益最为突出。最后，这些设计方案使得脱异丁烷系统能够实现完全电气化，从而无需依赖化石燃料驱动的热力装置，进而可以利用可再生能源，助力实现碳减排目标。