Комбинированная выработка технологической и энергетической продукции на стадии дегидрирования изоамиленов в производстве изопрена Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 658.26: 66.0

КОМБИНИРОВАННАЯ ВЫРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ НА СТАДИИ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ИЗОАМИЛЕНОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕНА

И.А. КОНАХИНА

Рассматриваются два варианта энерготехнологического комбинирования стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен в производстве изопрена. В результате проведения сравнительного анализа тепловой и термодинамической эффективности традиционного и альтернативного вариантов установлено, что за счет увеличения степени утилизации низкопотенциальных вторичных энергоресурсов стадии возможно повышение теплового КПИ на 5%, эксергетического - на 7%. Предложена методика определения доли расхода топлива, затраченного на участке энерготехнологического комбинирования данной стадии, приходящейся на каждый из видов отпускаемой энергетической продукции.

Введение

Основные технологические процессы нефтехимических производств высоко- и среднетемпературного уровня, как правило, протекают в топливосжигающих теплотехнологических агрегатах. В ряде работ [1-3] был проведен анализ тепловой эффективности таких агрегатов, который показал, что из всего количества теплоты, поступившего за счет сжигания природного топлива, непосредственно на проведение технологического процесса затрачивается лишь от 25 до 70%. Остальное количество тепловой энергии (от 30 до 75%) представляет собой "тепловые отходы”, в том числе:

- тепловое излучение в окружающую среду через ограждающие конструкции;

- уходящие дымовые газы ВТТУ, сбрасываемые в атмосферу;

- теплота остывающей технологической продукции;

- нагретая вода систем принудительного охлаждения элементов конструкций и т.п.

Экономия топлива на производственном участке с топливосжигающей установкой может достигаться: 1) методами прямой экономии топлива - за счет совершенствования технологического процесса, конструкций и режимов работы самой высокотемпературной технологической установки (ВТТУ); 2) методами косвенной экономии, приводящими к тому, что снижается доля потребления высококачественных энергоресурсов, поступающих от внешних или заводских топливосжигающих источников теплоснабжения за счет роста доли использования теплоты утилизируемых вторичных энергоресурсов (ВЭР) ВТТУ.

Представляется, что методы косвенной экономии топлива для действующих промышленных объектов являются наиболее привлекательными, поскольку конструкция и режимы работы ВТТУ не изменяются, а экономия энергоресурсов достигается за счет присоединения к схеме дополнительных элементов оборудования - утилизаторов ВЭР. К таким методам относится и метод энерготехнологического комбинирования, когда от одной и той же установки или

© И.А. Конахина

Проблемы энергетики, 2003, № 3-4

одного и того же производственного участка организуется отпуск и технологической и энергетической продукции.

Ниже рассматриваются два варианта организации системы энерготехнологического комбинирования на стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен в производстве изопрена и проводится сравнительный анализ их энергетической и термодинамической эффективности.

Энерготехнологическое комбинирование системы (ЭТКС) с отпуском технологической продукции и тепловых энергоносителей

Дегидрирование изоамиленов в изопрен является равновесной эндотермической реакцией. Тепловой эффект реакции составляет (-125) кДж/моль и зависит, в основном, от структуры исходного изомера, используемого в процессе и, частично, от температурного режима дегидрирования, кДж/моль [4].

Процесс дегидрирования проводится в условиях разбавления сырья большим количеством водяного пара, который понижает парциальное давление изоамиленов и одновременно является теплоносителем, что позволяет применять адиабатические реакторы со стационарным слоем катализатора. Кроме того, использование водяного пара снижает интенсивность образования кокса на катализаторе, так как углерод частично реагирует с паром.

Промышленные комплексы крупнотоннажных производств содержат обычно несколько технологических линий по выпуску целевого продукта, работающих параллельно. Поскольку структура предприятия складывается в течение довольно протяженного периода, аппаратурное оформление и производительность таких систем может существенно отличаться. В дальнейшем рассматривается теплотехнологическая система дегидрирования изоамиленов, производительность которой по конечному продукту (изопрену) составляет 16 т/ч.

Принципиальная схема стадии представлена на рис.1. На ней указаны только те элементы оборудования, которые существенно влияют на тепловой баланс системы, т.е. исключено вспомогательное оборудование: сепараторы, емкости нагнетатели и пр. Несколько аппаратов, работающих параллельно и выполняющих одну и ту же функцию, представлены единым элементом.

Сырье - изоамиленовая фракция, с давлением 0,6 МПа и температурой 20°С, со склада направляется на станцию испарения (рис.1). В теплообменнике И1 производится предварительный подогрев сырья паровым конденсатом, поступающим из испарителей И2, а также от перегревателя И3 и, при необходимости, от внешних установок. Затем сырье через сепаратор подается в теплообменники И2, где оно испаряется при температуре 80*97°С и давлении до

0,6 МПа за счет теплоты конденсации водяного пара давлением 0,6 МПа, поступающего из общезаводского паропровода.

Пары изоамиленовой фракции проходят через сепаратор и перегреваются до 1 = 105°С в теплообменнике-пароперегревателе ИЗ с целью предотвращения конденсации паров при их транспортировке в общем коллекторе и распределительной системе трубопроводов на входе трубчатых печей. Греющей средой в теплообменнике является водяной пар давлением 0,6 МПа.

В отделение дегидрирования сырье поступает из общего коллектора с давлением 0,25 МПа, направляется в конвекционные змеевики трубчатой печи ПС и перегревается до температуры 1 = 450*500°С.

Перед подачей изоамиленов в реактор Р производится смешивание сырья с перегретым до температуры 700*750 °С водяным паром с целью предотвращения коксообразования на поверхности теплопередающих трубок в радиантной зоне © Проблемы энергетики, 2003, № 3-4

трубчатой печи. При этом насыщенный водяной пар забирается из общезаводского парового коллектора и последовательно перегревается до расчетной температуры в конвекционных и радиантных змеевиках ПП печи.

Рис.1. Принципиальная схема участка энерготехнологического комбинирования с отпуском технологической продукции и тепловых энергоносителей:

I - испарительная станция сырья; II - станция подогрева топливного и абгаза; III - ВТТУ;

IV - система отмывки и охлаждения контактного газа; И1- ИЗ - теплообменники испарительной станции; ТТ - подогреватель топлива; АТ - подогреватель абгаза;

ГП - горелки печи; IIII - пароперегреватель; ПС -перегреватель сырья; Р - реактор;

КУ - котел-утилизатор; СК1-СК3 - скрубберы; ХС1-ХС4 - холодильники системы скрубберов; АВЗ - аппарат воздушного захолаживания; 1- сырье; 2 - топливный газ; 3 - абгаз;

4 - топливная смесь; 5 - водяной пар давлением р = 0,6 МПа; 6 - контактный газ;

7 - конденсат пара; 8 - воздух; 9 - дымовые газы; 10 - промышленная вода;

II - оборотная вода; 12- охлаждающий воздух; 13 - горячая вода в систему теплоснабжения;

14- загрязненный конденсат в ХЗК

В качестве топлива в трубчатой печи используется топливная смесь, в состав которой входит абсорбционный газ (абгаз), который является горючим ВЭР рассматриваемой теплотехнологии.

Подогрев топливного и абгаза перед подачей в трубчатую печь системы дегидрирования производится на отдельной станции, принципиальная схема которой приведена на рис. 1.

Топливный газ на станцию поступает из заводской сети с давлением 0,6 МПа, предварительно пройдя через сепаратор, в котором отделяются тяжелые

углеводороды и капли воды. Затем газ направляется в подогреватель ТТ, в межтрубное пространство которого подается продувочный конденсат из котлов-утилизаторов системы дегидрирования. Здесь он нагревается до температуры 80°С. По общему коллектору топливный газ подается на горелки трубчатой печи.

Для подогрева абсорбционного газа используется такая же система. Абгаз поступает на станцию с давлением 0,3 МПа и температурой 20°С через сепаратор, откуда направляется в подогреватель АТ, нагревается до 1 = 80 °С и подается в трубчатую печь. Греющей средой теплообменника АТ, как и в предыдущем случае, является теплота продувочного конденсата котлов-утилизаторов.

Дымовые газы сбрасываются из печи в атмосферу с температурой 400*450

°С.

Процесс дегидрирования изоамиленов происходит в реакторе Р в слое катализатора при температуре 1 < 660°С с образованием контактного газа. Реакция - эндотермическая, т.е. идущая с поглощением теплоты. Тепловой эффект реакции зависит от структуры исходного сырья (изомера), используемого в процессе, и от температурного режима процесса дегидрирования. В среднем тепловой эффект реакции дегидрирования составляет 130 кДж/моль или 1800 кДж на 1 кг пропущенных изоамиленов. Из-за эндотермичности реакции температура в слое катализатора по ходу контактного газа снижается на 30*40°С.

Контактный газ на выходе из реактора представляет собой парогазовую смесь с температурой около 530 °С. Физическая теплота газа используется в котле-утилизаторе КУ для получения пара давлением 0,6 МПа, при этом газ охлаждается до температуры 250°С.

Для уменьшения солесодержания парового конденсата в КУ производится его постоянный дренаж с зеркала испарения паросборника и из нижней части котлов-утилизаторов в сборную емкость (продувка).

Отведенный из КУ контактный газ поступает в систему скрубберов для отделения водяного конденсата. В первом по ходу контактного газа скруббере СК1 осуществляется его охлаждение и отмывка. Скруббер разделен глухой тарелкой на две части. В нижней части происходит очистка парогазовой смеси от пыли, захваченной при прохождении через слой катализатора, и охлаждение до температуры 120°С за счет циркуляции конденсата контактного газа. Охлаждение циркуляционного конденсата производится в холодильниках ХС1 оборотной водой.

В верхней части скруббера парогазовая смесь охлаждается до 1 = 118°С. Охлаждающей средой является конденсат контактного газа, который подается через аппарат воздушного захолаживания АВЗ. Конденсат подается в верхнюю часть скруббера, а затем с глухой тарелки скруббера самотеком возвращается в емкость. Избыточный объем конденсата контактного газа, образующегося в процессе охлаждения парогазовой смеси, с линии нагнетания насоса отводится в сборные емкости.

Дальнейшее охлаждение контактного газа производится в скруббере СК2. Охлаждающей средой является промышленная вода. Снижение температуры циркулирующей промышленной воды, возвращаемой в систему технического водоснабжения, с 86°С до 60°С происходит в холодильниках ХС2 оборотной водой от градирни. Промышленная вода направляется в верхний и нижний маточники скруббера, где происходит ее контактный теплообмен с парогазовой смесью. Вода нагревается до 95*100°С (при этом к ее объему присоединяется часть конденсата

водяного пара, содержащегося в парогазовой смеси), а затем подается в систему утилизационного теплоснабжения на технологические нужды.

На выходе из скруббера СК2 парогазовая смесь имеет температуру 1 < 90°С, после чего доохлаждается в скруббере СК3 за счет циркуляции конденсата контактного газа. Охлаждение циркуляционного конденсата осуществляется в холодильнике ХС3.

Из СК1 и СК3 избыточный выделившийся конденсат отводится в сборную емкость, откуда с температурой 90°С перекачивается через холодильник ХС4, где он охлаждается до 40°С оборотной водой, а затем сбрасывается в химически загрязненную канализацию (ХЗК).

Конечная температура очищенного контактного газа 1 = 60°С.

Таким образом, рассмотренная комбинированная система позволяет получить технологический продукт - контактный газ и два вида энергетической продукции: тепловые энергоносители в виде водяного пара давлением 0,6 МПа и горячей воды с температурой 1 = 95 * 100 °С. Подобные комбинированные системы получили распространение на предприятиях нефтехимического комплекса России.

Энерготехнологическое комбинирование системы с отпуском технологической продукции, тепловых энергоносителей и электроэнергии

Повышение давления вырабатываемого в КУ пара до 1.3*3.5 МПа дает возможность вырабатывать электрическую энергию на рассматриваемом производственном участке. С этой целью целесообразно использовать турбины с противодавлением, на выхлопе которых поддерживается необходимое для заводских потребителей давление пара р = 0.55*0.6 МПа.

Однако это мероприятие приведет к снижению паропроизводительности КУ, используемого в системе, и повышению температуры контактного газа, поступающего на охлаждение в скрубберы СК1-СК3. Как следствие, возрастут нагрузка системы оборотного водоснабжения и соответствующие эксплуатационные затраты.

С другой стороны, в рассмотренной выше системе имеются возможности не только компенсировать снижение паропроизводительности КУ, но даже увеличить ее:

1. Температура дымовых газов, сбрасываемых в атмосферу, достаточна для утилизации теплоты в котле-утилизаторе или теплообменнике-подогревателе промышленной воды.

2. Теплота, отводимая в скрубберах СК1-СК3, практически полностью сбрасывается в атмосферу. Только небольшая ее часть находит полезное применение в системах теплоснабжения предприятия, а потенциал получаемой при этом горячей воды не высок - не выше 100°С.

3. Конденсат, образующийся в скруббере СК1, сильно загрязнен и сбрасывается в ХЗК, хотя его потенциал достаточно высок для использования в системах теплоснабжения (1=95*100 °С). Часть теплоты, содержащейся в нем, может быть утилизирована с помощью испарительно-конденсационного контура, служащего промежуточным звеном для передачи тепловой энергии внешнему теплоносителю, например, питательной воде КУ. Такой контур, целесообразно организовывать на базе тепловых элементов в виде тепловых труб или термосифонов.

На схеме, представленной на рис.2, предусмотрена реализация вышеперечисленных мероприятий. Приведена только часть комбинированной системы, подвергшаяся существенным изменениям по сравнению с исходной системой (см. рис.1).

Рис.2. Принципиальная схема участка энерготехнологического комбинирования с отпуском технологической продукции, тепловых энергоносителей и электроэнергии:

ТТС1, ТТС2 - теплообменники термосифонные; ПТ - паровая турбина с противодавлением; 15 - водяной пар давлением р = 1,3 МПа; 16 - электроэнергия; остальные обозначения - аналогично рис.1

В КУ1 утилизируется теплота уходящих дымовых газов с целью выработки насыщенного водяного пара давлением 1,3 МПа. В КУ2 утилизируется теплота контактного газа с целью выработки пара аналогичных параметров

Давление пара выбрано из следующих соображений: на предприятие поступает пар давлением 1,3 МПа от заводской ТЭЦ. Такое давление является избыточным для подавляющего большинства технологических потребителей, поэтому свежий пар пропускается через редукционные установки РУ. С другой стороны, отечественной машиностроительной промышленностью выпускается ряд противодавленческих турбин малой мощности, позволяющих использовать для выработки электроэнергии перепад давления пара с уровня 1,3 МПа до уровня 0,5*0,6 Мпа. И с энергетической, и с экономической точек зрения РУ целесообразно заменить паровыми турбинами, а на стадии дегидрирования -установить турбину такого же типа (поз. ПТ на рис.2).

Дымовые газы на выходе из КУ1 и контактный газ на выходе из КУ2 имеют температуру 220°С*250°С. Снижение этого потенциала до уровня 120*140°С осуществляется в термосифонных теплообменниках-утилизаторах ТТС1 и ТТС2 соответственно, а отведенная теплота передается промышленной воде. Таким образом, изменяется температурный режим работы скруббера СК1 и существенно снижается нагрузка системы оборотного водоснабжения. Режимы работы скрубберов СК2 и СК3 остаются без изменений.

эффективности двух вариантов организации ЭТКС

В табл.1 и табл.2 представлены результаты проведенного анализа тепловой и термодинамической эффективности комбинированных энерготехнологических систем стадии дегидрирования изоамиленов по методике, описанной в работе [3]. Основными критериями эффективности были выбраны коэффициенты полезного

использования (к.п.и.) теплоты ПКПИ и эксергии ПКпИ

п I

Е Д£гпол + Е епол

Пкпи =———----------5=1-----:100 %, (1)

ЕД2гпод

г =1

Е деп0Л + ЕеЛ0Л

ПКПИ = ~ - ~ 100 %, (2)

Еде под

г=1

где Д2?ол и ДЕпол - полезное, в соответствии с назначением системы, изменение

теплоты и эксергии потока в г-ом элементе схемы, кВт; Д2?оди ДЕ?од - убыль

теплоты и эксергии греющего потока в г-ом элементе схемы; 2поли Епол -теплота и эксергия потока 5, появившегося в результате реализации

энергосберегающего мероприятия.

Таблица 1

Результаты расчета к.п.и. комбинированной системы с отпуском технологической продукции и тепловых энергоносителей

Элементы схемы Теплота Эксергия

О-перед , кВт Ополезн, кВт Еперед, кВт ^полезн ’ кВт

Подогреватели сырья и топлива 6164,44 6044,46 2106,6 1074,06

Трубчатая печь 106914,11 99678,68 128483,21 51198,78

Реактор 9595,6 0,00 11188,12 0,00

Котел-утилизатор 71561,74 69439,24 44556,76 24789,5

Скрубберы и теплообменники-охладители циркуляционной воды 183229,91 96429,42 54437,92 23968,08

Тепловой к.п.и. 72,0%

Эксергетический к.п.и. 42,0%

Результаты расчета к.п.и. комбинированной системы с отпуском технологической продукции, тепловых энергоносителей и электроэнергии

Элементы схемы Теплота Эксергия

Оперед , кВт Ополезн, кВт Еперед, кВт Е ^полезн 5 кВт

Подогреватели сырья и топлива 6164,44 6044,46 2106,6 1074,06

Трубчатая печь 106914,11 99678,68 128483,21 51198,78

Реактор 9595,6 0,00 11188,12 0,00

Котел-утилизатор 1 8244 4213,6 5131,1 1286,6

Котел-утилизатор 2 71561,74 68809,37 44556,76 25078,55

Турбина 84019,34 81498,76 36547,53 34354,67

Термосифонный теплообменник 1 4030,4 1832,0 1798,56 559,39

Термосифонный теплообменник 2 2752,37 1587,91 1342,62 456,06

Скрубберы и теплообменники-охладители циркуляционной воды 180477,54 96429,42 51834,28 23968,08

Тепловой к.п.и. 77,0%

Эксергетический к.п.и. 49,0%

Как видно из табл.1 и табл.2, показатели эффективности второго варианта существенно выше, чем показатели первого варианта. Так, значение Пкпи

возрастает на 5%, а значение Пкпи - на 7%.

При комбинированном производстве технологической продукции и тепловых энергоносителей часто возникает следующая ситуация: затраты топлива производятся в основной технологической установке (ВТТУ), а

значительная доля теплоты образовавшихся в ней продуктов сгорания и ВЭР теплоты технологической продукции используются в агрегатах энергетического профиля (котлах-утилизаторах, турбинах и пр.). Возникает вопрос о

распределении расхода топлива между двумя и более видами производимой продукции, поскольку именно эта статья расходов оказывает существенное влияние на их себестоимость [5].

Методика определения соответствующих расходов топлива применительно к рассматриваемому производству выглядит следующим образом:

1. Составляется тепловой баланс производственного участка

пт р 5 т

Е 2прих.,1 + Е бвозвр.,7 = Е 2пол.,к + Е 2пот.,/ + Е бвозвр.,7 , (3)

I=1 7=1 к=1 I=1 7=1

где I = 1, п - номер потока, с которым теплота 2прих.,| вносится в систему; п -общее количество таких потоков; 7 = 1, — - номер возвратного теплового потока 2возвр.,7 в систему; т - количество возвратных потоков; к = 1,р - номер потока, с которым полезно воспринятая теплота 2пол.,к отводится из системы; к -

количество таких потоков; I = 1,5 - номер составляющей потерь теплоты 2пот.,/,

производимых в системе; « - общее количество таких составляющих.

2. Определяется приход теплоты на производственный участок.

Для обоих из рассматриваемых вариантов количество потоков прихода теплоты одинаково (п = 5), а теплосодержание этих потоков при переходе от первого варианта ко второму остается неизменным. Такими потоками являются:

1) теплота сгорания топлива в ВТТУ;

3) технологический пар, поступающий в ВТТУ;

2) греющий пар теплообменников станции испарения сырья, а также станции подогрева топливного и абгаза;

4) теплота, подводимая с сырьем на станцию испарения;

5) теплота, вносимая с промышленной водой, поступающей в систему скрубберов.

3. Определяется количество теплоты, передаваемой в системе с возвратными тепловыми потоками.

Хотя в системе имеются контуры циркуляции горячей воды в системе скрубберов, но их назначение - отвод теплоты из системы, для чего в теплообменниках-холодильниках, присоединенных к скрубберам, используется оборотная вода, поэтому принимается, что в данной системе нет возвратных тепловых потоков.

4. Определяются потери теплоты в системе.

К тепловым потерям в системе относятся (« = 11 для первого варианта ЭТКС; «=13 для второго варианта ЭТКС):

1) тепловые потери в теплообменниках станции испарения сырья, а также станции подогрева топливного и абгаза (1-2% от теплоты, поступившей с греющим паром);

2) потери теплоты с конденсатом греющего пара, который не находит дальнейшего использования;

3) тепловые потери в термосифонных теплообменниках ТТС1 и ТТС2 (для второго варианта организации ЭТКС);

4) потери теплоты в скрубберах СК1-СК3;

5) потери теплоты вследствие наружного охлаждения ВТТУ;

6) потери теплоты из-за химического недожога топлива в ВТТУ;

7) тепловые потери вследствие наружного охлаждения котлов-утилизаторов;

8) потери теплоты с продувочной водой котлов-утилизаторов;

9) потери теплоты с уходящими дымовыми газами;

10) теплота, сбрасываемая в атмосферу посредством АВЗ;

11) теплота, сбрасываемая в атмосферу посредством системы оборотного водоснабжения;

12) теплота, содержащаяся в загрязненном конденсате, сбрасываемом в

ХЗК;

13) потери тепловой энергии при проведении процессов преобразования теплоты в электроэнергию в паровых турбинах ПТ (для второго варианта организации ЭТКС).

5. Определяются потоки теплоты, отводимой из системы полезно воспринятой энергии (для первого варианта ЭТКС р = 3; для второго варианта -р = 4):

1) контактный газ с температурой 1 = 60 °С;

2) водяной пар с давлением р = 0,6 Мпа;

3) горячая вода с температурой 1 = 95 100 °С;

4) тепловой эквивалент произведенной электрической энергии.

6. Определяются доли полезного расхода топлива и тепловых потерь, приходящиеся на каждый из видов производимой продукции.

Тепловые потери станции подогрева топливного и абгаза целесообразно распределить между двумя видами отпускаемой продукции: контактным газом и водяным паром, так как тепловой режим данного участка влияет на параметры ВЭР ВТТУ, а следовательно, и на режим работы котлов-утилизаторов:

^пот. _ Qтехн.III Ппот.Е пот. ^пот.Е .

^гехн.// _ О--------~О----------Ш/ _атехн.// • Ш/ ; (4)

^техн.Ш + аднерг.///

.-»пот. йэнерг./// .-»пот.Е „.пот. .-»пот.Е

Оэнерг./1 _ О + О ' °П _аэнерг.// ■ °П . (5)

Отехн.111 + аднерг.///

Здесь и далее римскими цифрами обозначены выделенные на рис.1 и рис.2. участки производства; 2техн./// - полезно воспринятая на участке III тепловая энергия с целью производства технологической продукции; Оэнерг./// - полезно

воспринятая на участке III тепловая энергия с целью производства энергетической продукции; индекс техн. - указывает на принадлежность технологической продукции; индекс энерг. - на принадлежность энергетической продукции.

Распределение потерь теплоты с уходящими газами в ВТТУ и КУ производится условно [5], пропорционально долям полезного использования тепловой энергии на технологическую и энергетическую продукцию.

Опот.ух _ °техч./// . О пот.ух . О . (6)

^гехн./// “ О О °ух- “техн./// Оух ; (6)

^техн.Ш ^ аднерг.///

0пот.ух п пот.ух. ч пот.ух. ,-4

энерг./// _ ( ^техн.Ш)" °ух _ “техн./// " °ух . ( )

Доля потерь теплоты, приходящаяся на отпуск горячей воды из системы скрубберов, также определяется условно, пропорционально доле теплоты, полезно воспринятой в СК2.

2 21. В.

_ пол./К /^пот.Е______пот. ^пот.2 . /0\

энерг./К _ к г ‘ б/V _ аэнерг./К ‘ б/V ; (8)

2 Оприх./К — 2пол./V

бпот. _ I. апот. ) бпот.2 _ апот. бпот.2 (9)

^техн./К _ ” аэнерг./К ^/К _ атехн./К ' &/К • (9)

Здесь О/у'- суммарные потери теплоты на участке IV; б^ол /V " полезно

воспринятая на участке IV теплота, отпускаемая с горячей водой; бКол /V ~

полезно воспринятая на участке IV теплота, отпускаемая с контактным газом; Таким образом, доли расхода теплоты составляют:

1) на технологическую продукцию

Р s

техн. техн.

2 бпол.к + 2 бпот.1

атехн. _ ——-——-------------------------------------------------------------------------------------; (10)

2 °прих.|‘

I _1

2) на энергетическую продукцию:

аэнерг. _1 — атехн.. (11)

7. Определяется расход топлива (в данном случае условного топлива):

1) на технологическую продукцию

п

атехн.' 2 °прих.1

«техн. _ —Нёт------------------------------------------------------------, (12)

б ]у.т.-'

где Он у т - низшая расчетная теплота сгорания условного топлива.

2) На энергетическую продукцию

п

аэнерг. ' 2 бприх.|'

Вэу,терг. _--------------------------------------------------------------------------------. (13)

■щт

Результаты расчета по приведенной методике для обоих рассмотренных вариантов энерготехнологического комбинирования представлены в табл.3. Суммарный расход топлива в системе не изменился, но для второго варианта, за счет увеличения доли полезного использования топливно-энергетических ресурсов, экономия топлива составила 5%.Эта экономия целиком относится на производство дополнительного количества энергетических ресурсов, и структура

распределения топлива между видами продукции комбинированной системы изменяется. Как видно из табл.3, доля энергоресурсов возрастает на 14,5%.

Таблица 3

Распределение затрат условного топлива по видам отпускаемой продукции стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен

Вид продукции ЭТКС1, % ЭТКС2, %

Технологическая: контактный газ 45,0 30,5

Энергетическая, в том числе 55,0 69,5

Пар р = 0,6 МПа 51,2 46,3

Горячая вода 3,8 7,5

Электроэнергия - 15,7

Всего 100 100

Summary

Two variants of organization the scheme power-technological combination at the stage of dehydrogenation isoamylenes to isoprene by manufacture of isoprene are considered. Result realization of the comparative analysis thermal and thermodynamic efficiency of traditional and alternative variants is established, that the increase of the degree recycling low-potential secondary power resources at this stage enables to increase of thermal efficiency on 5 % and thermodynamic efficiency on 7 %. The technique of definition distribution the charge fuel to each kind of issued production is offered.

Литература

1. Аракелов В.Е., Кремер А.И. Методические вопросы экономии энергоресурсов.-М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.

2. Симонов В.Ф. Повышение эффективности энергоиспользования в нефтехимических производствах.- М.: Химия, 1985. - 239 с.

3. Назмеев Ю.Г. Конахина И.А. Организация энерготехнологических комплексов в нефтехимической промышленности.- М.:Издательство МЭИ, 2001.- 364 с.

4. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетических каучуков.- Л.: Химия, 1986. - 347 с.

5. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 304 с.