Retrofit of heat exchanger networks with pressure recovery of process streams at sub-ambient conditions

This paper presents a new mathematical programming model for the retrofit of heat exchanger networks (HENs), wherein the pressure recovery of process streams is conducted to enhance heat integration. Particularly applied to cryogenic processes, HENs retrofit with combined heat and work integration is mainly aimed at reducing the use of expensive cold services. The proposed multi-stage superstructure allows the increment of the existing heat transfer area, as well as the use of new equipment for both heat exchange and pressure manipulation. The pressure recovery of streams is carried out simultaneously with the HEN design, such that the process conditions (streams pressure and temperature) are variables of optimization. The mathematical model is formulated using generalized disjunctive programming (GDP) and is optimized via mixed-integer nonlinear programming (MINLP), through the minimization of the retrofit total annualized cost, considering the turbine and compressor coupling with a helper motor. Three case studies are performed to assess the accuracy of the developed approach, including a real industrial example related to liquefied natural gas (LNG) production. The results show that the pressure recovery of streams is efficient for energy savings and, consequently, for decreasing the HEN retrofit total cost especially in sub-ambient processes.

Nuevas herramientas para el estudio de la interacción entre especies en el espacio y en el tiempo

Las funciones de segundo orden son cada vez más empleadas en el análisis de procesos ecológicos. En este trabajo presentamos dos funciones de 2º orden desarrolladas recientemente que permiten analizar la interacción espacio-temporal entre dos especies o tipos funcionales de individuos. Estas funciones han sido desarrolladas para el estudio de interacciones entre especies en masas forestales a partir de la actual distribución diamétrica de los árboles. La primera de ellas es la función bivariante para procesos de puntos con marca Krsmm, que permite analizar la correlación espacial de una variable entre los individuos pertenecientes a dos especies en función de la distancia. La segunda es la función de reemplazo , que permite analizar la asociación entre los individuos pertenecientes a dos especies en función de la diferencia entre sus diámetros u otra variable asociada a dichos individuos. Para mostrar el comportamiento de ambas funciones en el análisis de sistemas forestales en los que operan diferentes procesos ecológicos se presentan tres casos de estudio: una masa mixta de Pinus pinea L. y Pinus pinaster Ait. en la Meseta Norte, un bosque de niebla de la Región Tropical Andina y el ecotono entre las masas de Quercus pyrenaica Willd. y Pinus sylvestris L. en el Sistema Central, en los que tanto la función Krsmm como la función r se utilizan para analizar la dinámica forestal a partir de parcelas experimentales con todos los árboles localizados y de parcelas de inventario.