avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-4-39-45CJAABYavroen-132Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGСнижение энергопотребления блока комплексной осушки и очистки воздухоразделительной установки АК-1,5Reducing energy consumption of the complex cleaning unit of the AK1.5 air separation plantЗиновьеваА. В.ZinovievaA. V.

Зиновьева Анастасия Владимировна, кандидаттехнических наук, доцент (Россия), доцент кафедры«Холодильная и компрессорная техника и технология»

AuthorID (РИНЦ): 176944

Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Zinovieva Anastasia Vladimirovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department

Russia, Omsk, Mira Ave., 11, 644050

zav55tok@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202530122025943945Copyright © Зиновьева А.В., 20252025Зиновьева А.В.Zinovieva A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/132

В статье рассмотрена возможность использования блока комплексной осушки и очистки с раздельной осушкой активной окисью алюминия и очисткой синтетическим цеолитом типа NaX в воздухоразделительной установке АК-1,5, а также представлены несколько схемных решений компоновки блока комплексной очистки. В результате проведенных расчетов была выбрана оптимальная схема. Выбранное техническое решение позволит сократить расход энергии на регенерацию адсорбентов, а за счет оптимальной геометрии адсорберов и минимальной цикличности процессов (адсорбции-регенерации-охлаждения) снизить гидравлическое сопротивление сжатого воздуха.

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 AK1.5, 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.

цеолитактивная окись алюминияадсорберблок комплексной очисткивоздухоразделительная установкаоптимизация энергетических затраттепловой расчетzeoliteactive aluminum oxideadsorbercomplex cleaning unitair separation unitoptimization of energy coststhermal calculationReferencesЛавренченко 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.).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.).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.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.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.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.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.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.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.).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.).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.).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.).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.).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.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.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.).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.).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.).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.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.).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.).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.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.