CC BY
18
УДК 658.28:665.63:338.44 Рыжих Д.А.
СБОР ДАННЫХ ДЛЯ ПИНЧ-АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ НА АВТ ЭЛОУ А12/2 В РЕЖИМЕ РАБОТЫ БЕЗ ВАКУУМНОГО БЛОКА
Рыжих Данила Андреевич, студент 4 курса бакалавриата факультета ЦиТХИн. e-mail: ddryzz1@yahoo.com Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., 9.
В данной статье рассматривается сбор данных процесса первичной переработки нефти. Исследована технологическая схема установки по переработке нефти, выделены потоки, которые участвуют в процессе, составлена потоковая таблица и сеточная диаграмма. Актуальность темы состоит в том, что в ней представлено одно из возможных решений проблемы экономии энергопотребления в нефтегазовой сфере промышленности.
Ключевые слова: энергопотребление, энергоэффективность, переработка нефти, АВТ, теплообменная система, пинч-анализ.
DATA COLLECTING FOR PINCH ANALYSIS OF THE PROCESS OF AVDU A12/2 CRUDE DISTILLIATION UNIT WITHOUT VACUUM COLUMN
Ryzhikh D.A.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
In present article data collecting of the crude distillation process is considered. The basic flowsheet of the process as well as process streams which appeared in the process are investigated. Problem table and grid diagram are also presented in the given article. The relevance of this paper is that one of the potential energy using problem solving methods is proposed here. Keywords: energy using, energy efficiency, crude oil distillation, AVDU, heat exchanging network, pinch analysis.
Введение
Сегодня одним из наиболее актуальных вопросов в перерабатывающих отраслях промышленности, в том числе и в нефтепереработке является снижение потребления топливно-энергетических. Около 90-95% всей добытой нефти проходит через установки первичной переработки [1]. Самой распространенной установкой на сегодняшний день является АВТ -атмосферно-вакуумная трубчатая [2]. Для заводов, на которых имеется эта установка задача по снижению общего уровня энергоресурсопотребления является одной из первостепенных. Многие установки на этих заводах вводились во времена СССР, и тогда приоритетной задачей было наращивание производственных мощностей - проблема потребления ресурсов и энергии отходила на второй план.
Пинч-анализ является одним из наиболее эффективных методов по достижению целевых показателей уровня энергоресурсоэффективности [3]. Сутью Пинч метода является поиск потенциала для улучшения и оптимизации теплообмена между различными частями теплообменной системы с целью увеличения объемов рекуперативного тепла, уменьшения количества потребления внешних тепловых потоков - утилит (как горячих, так и холодных) и соответственно их стоимости. Иными словами, пинч-анализ занимается поиском наиболее выгодных связей между аппаратами в сети теплообменников (СТО), так как модернизация всей структуры производства гораздо эффективнее, чем модернизация отдельных ее частей. В обзоре [4] описывается история возникновения пинч-анализа, а также области его применения и отрасли, в которых эта методика была успешной использована. В работах [58] представлена сбор данных для пинч-анализа различных процессов.
Процесс первичной переработки нефти на установке ЭЛОУ АВТ А12/2 в режиме без вакуумного блока
Сырая нефть, поступающая на установку перед блоками электрообессоливания (ЭЛОУ) подогревается в системе теплообмена (СТО) двумя потоками продуктов установки (рис. 1). После блока обессоливания нефть разделяется опять на два потока, каждый из которых параллельно подогревается в СТО и в печах П-1 и П-2 соответственно, и затем поступают в колонны К1 и К1-а. В колоннах К1, К1-а происходит отгонка легких фракций, газов, остатков воды. После К1, К1-а продукты в печах нагреваются до температуры, необходимый для подачи в колонны К2, К2-а. С низа колонны отгоняют тяжелую фракцию -мазут. Дистиллят с верха колонн К2 и К2-а, поступают в колонну К-3, где происходит разделение на дизель (кубовый остаток) и хвостовых фракций бензина. Важно отметить, что часть продуктов, полученных на разных этапах нефтепереработки служат энергоносителями в теплообменной системе подогрева нефти до поступления в колонны К1 и К1-а.
Анализ и изучение регламента установки, ее технологической схемы позволили синтезировать сеточную диаграмму существующей системы теплообмена (рис. 2), на которой изображены только технологические потоки, участвующие в теплообмене и теплообменные аппараты, размещенные на них. Данный анализ и сеточная диаграмма позволили записать потоковую таблицу СТО установки, в которой указаны все технологические данные потоков установки, участвующих в теплообмене (Таблица 1).
Потоковая таблица является цифровым образом существующей системы теплообмена установки и основой для создания проекта энергоэффективной реконструкции установки.
Принципиальная токологическая схедо yCTöiOBW ЭЛ0УАБГ1ХЬЛ без ваг^лнйо бпо ш
Рисунок 1. Технологическая схема установки ЭЛОУ АВТ А12/2 в режиме без вакуумного блока. К -колонна; П - печь; Т - теплообменник. В окружностях показаны номера потоков в потоковой таблице.
Рисунок 2. Сеточная диаграмма существующей системы теплообмена. С - холодильник; Н - паровой нагреватель;
Т - теплообменный аппарат; П - трубчатые печи.
Таблица 2. Потоковая таблица
№ Название потока Тип ts, °С TT, °с G, т/ч C, кДж/ (кг К) r, кДж/ кг cp, кВт/ К ан, кВт а, кВт/ (м2-К)
1 Переток К-1,1а в К-3 гор 173 54 8,20 2,11 - 4,81 571,93 0,4
2,1 Охлаждение паров бензина К-1, 1а гор 145 50 29,69 2,52 - 20,78 1974,36 0,1
2,2 Охлаждение газа из К-1, 1а гор 145 40 2,78 2,52 - 1,95 204,33 0,1
2,3 Конденсация паров бензина К-1, 1а гор 50 50 29,69 - 75 - 618,53 1
2,4 Охлаждение бензина К-1, 1а гор 50 40 29,69 2,11 - 17,40 174,01 0,4
3,1 Охлаждение паров бензина К-3 гор 157 46 17,40 2,52 - 12,18 1351,98 0,1
3,2 Конденсация паров бензина К-3 гор 46 46 17,40 - 75 - 362,50 1
3,3 Охлаждение водяных паров К-3 гор 157 100 1,05 2,00 - 0,58 32,96 0,12
3,4 Конденсация водяных паров К-3 гор 100 100 1,05 - 2256 - 658,00 2
3,5 Охлаждение воды К-3 гор 100 46 1,05 4,19 - 1,22 65,99 0,8
4 Дизельное топливо гор 229 200 71,11 2,70 - 68,29 1980,27 0,2
№ Название потока Тип Ts, °С TT, °с G, т/ч C, кДж/ (кг К) r, кДж/ кг cp, кВт/ К AH, кВт а, кВт/ (м2-К)
гор 200 100 71,11 2,42 - 58,81 5880,67 0,2
гор 100 58 71,11 2,10 - 51,76 2174,05 0,2
5 ЦО К-3 гор 165 74 75,79 2,11 - 55,87 5083,79 0,15
6 ЦО К-2,2а гор 295 144 30,73 2,11 - 29,85 4507,90 0,15
7 Мазут гор 360 300 79,79 2,90 - 89,94 5396,67 0,15
гор 300 250 79,79 2,71 - 81,41 4070,55 0,15
гор 250 200 79,79 2,54 - 73,74 3687,10 0,15
гор 200 150 79,79 2,36 - 65,87 3293,68 0,15
гор 150 90 79,79 2,17 - 57,37 3442,40 0,15
8 Солевой р-р с ЭЛОУ гор 115 40 15,05 4,21 - 17,14 1285,61 0,8
9 Сырая нефть хол 10 50 250,85 1,95 - 142,55 5701,96 0,1
хол 50 118 250,85 2,10 - 170,22 11574,78 0,1
10 Обессоленная нефть хол 112 150 248,34 2,28 - 192,17 7302,34 0,15
хол 150 200 248,34 2,47 - 214,40 10720,07 0,15
хол 200 214 248,34 2,65 - 231,36 3239,06 0,15
11 Отбензиненная нефть в АЗАЧП П-1 хол 214 250 56,00 2,75 - 54,87 1975,49 0,15
хол 250 300 56,00 2,84 - 59,75 2987,44 -
хол 300 371 56,00 3,18 - 66,73 4737,86 -
12 Отбензиненная нефть в ЛЗ П-2 хол 214 250 64,00 2,75 - 62,71 2257,71 0,15
хол 250 300 64,00 2,84 - 68,28 3414,22 -
хол 300 370 64,00 3,18 - 76,17 5331,73 -
13 Мазут через ВЗВЧП П-1 хол 360 407 53,29 2,90 - 65,68 3086,84 0,15
14 Вода на ЭЛОУ хол 10 80 12,54 4,20 - 14,60 1021,87 0,8
15 Перегрев пара в П-1 хол 135 450 1,05 2,69 - 2,60 819,88 0,6
16 Газ к печам хол 31 80 3,00 2,52 - 2,10 102,90 0,1
17 Мазут в печи хол 49 80 3,79 2,05 - 2,32 71,80 0,1
Заключение
В ходе детального изучения технологической схемы установки первичной переработке нефти ЭЛОУ АВТ А 12/2, работающей без вакуумного блока, были определены технологические потоки, которые могут участвовать в теплообмене, и их термодинамические показатели. Была составлена приведена сеточная диаграмма СТО, потоковая таблица, которая является основой создания проекта энергоэффективной реконструкции установки.
Список литературы
1. Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. / Уильям Л. Леффлер - 2-е изд., пересмотренное. Пер. с англ. - М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2004. -224с. - ISBN 5-901028-05-8;
2. Савченков А.Л. Первичная переработка нефти и газа: учебное пособие / А.Л. Савченков- Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. - 128 с. - ISBN 978-5-99610958-6;
3. Смит Р. Основы интеграции тепловых процессов / Смит Р., Клемеш Й., Товажнянский Л.Л., Капустенко П.А., Ульев Л.М. // Харьков: Издательский центр НТУ «ХПИ», 2000. - с. 13 -450;
4. Klemes J. J. New directions in the implementation of Pinch Methodology (PM) / Jin Jaromir Klemes,
Petar Sabev Varbanov, Timothy G. Walmsley, Xuexiu Jia. // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018 - V.98 - c. 439 - 468;
5. Ульев Л.М. Экстракция данных для пинч-анализа процессов выделения разделения широкой фракции легких углеводородов и пропан-пропиленовой фракции / Л.М. Ульев, А. Маатоук // Харьков. Издательский центр НТУ «ХПИ», 2015. - с.22 - 28;
6. Ульев Л.М. Экстракция данных для пинч-анализа процессов выделения бензол-толуол-ксилольной фракции и гидродеалкилата в производстве бензола / Л.М. Ульев, О.А. Яценко, М.В. Ильченко // Научные труды ОНАПТ., 2014. -Вып. 45. - Т. 3. - С. 125-130;
7. Ульев Л.М. Экстракция данных для процесса ректификации смеси ацетон-метанол / Ульев Л.М., Лунёв А.А. // Вестник НТУ «ХПИ». -Харьков. - Издательский центр НТУ «ХПИ», 2013. - с.31 - 47;
8. Сивак В.В. Экстракция данных для теплоэнергетической интеграции процесса очистки четыреххлористого титана методом ректификации / В.В. Сивак, Л.М. Ульев, А.Н. Сулима // Интегрированные технологии и энергосбережение, 2012. - с.3 - 8.
