Comparing SiCHA and 4A Zeolite for Propylene/Propane Separation using a Surrogate-Based Simulation/Optimization Approach

沸石 空气分离 丙烷 变压吸附 分离过程 材料科学 化学 吸附 化学工程 工艺工程 色谱法 有机化学 催化作用 工程类 氧气
作者
Mona Khalighi,Iftekhar A. Karimi,Shamsuzzaman Farooq
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:53 (44): 16973-16983 被引量:29
标识
DOI:10.1021/ie404392j
摘要

Propylene/propane separation is one of the most energy-intensive in the chemical industry. Adsorption may offer a low-energy alternative process. In this work, we compare 4A zeolite and a new 8-ring silica chabazite zeolite (SiCHA) for separating these mixtures in a pressure vacuum swing adsorption (PVSA) process. We base our assessment on a five-step PVSA cycle with concurrent pressurization, high pressure adsorption, rinsing with the heavy component (i.e., heavy reflux), forward blowdown, and reverse evacuation, which we simulate rigorously using a nonisothermal isobaric micropore diffusion model with concentration-dependent diffusivity developed by Khalighi et al. [Ind. Eng. Chem. Res. 2012 51, 10659–10670] We develop fast neuro-fuzzy surrogates for these simulations and estimate minimum energy consumptions per tonne of propylene using a genetic algorithm (GA). We show that the blowdown step, although widely used in the literature for 4A zeolite, is redundant for both 4A zeolite and SiCHA. While 4A zeolite requires lower separation energy per tonne of propylene, it admits lower throughputs due to lower diffusivities. Since energy costs outweigh capital costs for this separation, a comparison based on approximate total annualized cost also confirms that a process using 4A zeolite is cheaper than that using SiCHA. Between the two industrial propylene/propane feeds of 50:50 and 85:15 mol:mol, the latter requires lower energy and cost per tonne of propylene than the former for separation into two high-purity products.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
等待断秋完成签到,获得积分10
刚刚
橘子完成签到,获得积分10
1秒前
ChrisKim发布了新的文献求助20
3秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
6秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
7秒前
伴青灯完成签到 ,获得积分10
7秒前
小袁完成签到,获得积分10
7秒前
共享精神应助梨膏糖采纳,获得10
8秒前
小许完成签到 ,获得积分10
8秒前
在水一方应助MiManchi采纳,获得10
9秒前
ChrisYang完成签到,获得积分10
10秒前
cwlouding完成签到,获得积分10
10秒前
hdhuang完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
现代宝宝完成签到,获得积分10
12秒前
lili完成签到,获得积分10
13秒前
JOFM完成签到 ,获得积分10
13秒前
干酪蛋糕完成签到,获得积分10
14秒前
桃花源的瓶起子完成签到 ,获得积分10
16秒前
Leila完成签到,获得积分10
16秒前
ping完成签到,获得积分10
17秒前
兖州牧完成签到 ,获得积分10
18秒前
李洋完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
lingo发布了新的文献求助20
22秒前
22秒前
MiManchi完成签到,获得积分10
23秒前
米斯特刘完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
ChrisKim发布了新的文献求助10
26秒前
ZZQ完成签到,获得积分10
28秒前
务实弘文完成签到 ,获得积分10
28秒前
嘟嘟嘟发布了新的文献求助10
29秒前
淳于白凝完成签到,获得积分0
29秒前
土豆酱完成签到 ,获得积分10
29秒前
利妥昔单抗n完成签到,获得积分10
30秒前
zhangxf608完成签到,获得积分10
30秒前
完美世界应助帅气冰蝶采纳,获得10
32秒前
32秒前
32秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252944
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875094
关于积分的说明 18734717
捐赠科研通 6933547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199831
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506