ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Передача горячих потоков, развитие теплообмена из "Безотходное производство в нефтеперерабатывающей промышленности" На действующих НПЗ из перечисленных направлений используется в основном первое. Причем при определении оптимума температуры сырья перед его подачей в печь (для каждой установки в зависимости от качества сырья, объема и качества материальных потоков) исходят из следующих условий при увеличении нагрева сырья сокращается средняя разность температур теплообменивающихся потоков, увеличивается поверхность теплообменников и их стоимость, увеличиваются затраты на ремонт и чистку теплообменников, расход энергии на перекачивание сырья через теплообменники, растет давление на сырьевом насосе и перед трубчатой печью. Одновременно сокращаются поверхность холодильников, расход охлаждающей воды (или воздуха) и расход энергии на перекачивание воды. [c.84] Чем выше температура предварятельного нагрева сырья, поступающего в печь, тем меньше расход топлива. Однако при этом растет температура дымовых газов, выходящих из конвекционной секции печи, снижается средняя разность температур в конвекционной секции и увеличивается ее поверхность. Сокращена объема дымовых газов за счет уменьшения расхода топлива в ряде случаев не может компенсировать увеличение их объема за счет повышения Температуры на выходе из печи. В этом случае следует увеличить диаметр дымовой трубы, а в печах с применением искусственной тяги —мощность дымососа. Сравнением дополнительно приведенных затрат со стоимостью сэкономленной энергии и определяют оптимальную температуру подогрева сырья. Для действующих печей она колеблется с изменевием стоимости топлива и качества перерабатываемого сырья. При утяжелении сырья и увеличении выхода средних фракций и остаточного мазута (имеющего самую высокую температуру) целесообразно повышать температуру подогрева нефти перед печью (особенно при дефиците топлива и повышении его стоимости). [c.84] При расчетах необходимо учитывать ограничения технологического порядка, а именно при использовании в цепи теплообмена циркуляционного орошения его следует охлаждать до заданной температуры температура пред-ва1рительного нагрева нефти не должна превышать температуры начала однократного ее испарения при давлении на входе в печь. На комбинированных установках температура нагретой нефти должна быть выше минимальной для эффективного обессоливания и ниже температуры испарения. Температура охлаждения потоков при прямой их передаче ( схода ) на последующие установки должна обеспечивать надежность и эффектив.ность работы оборудования на этих установках. [c.84] Расход топлива, т/сут. . [c.85] Объем дымовых газов, ы /сут. [c.85] На одном из заводов исследовались пути оптимизации подогрева сырой нефти. Для простоты рассматривали атмосферную трубчатку без отпарных колонн боковых погонов. В системе теплообмена использованы четыре потока мазут, газойль, циркуляционный керосин и верхнее орошение. Цель исследования рационализировать схему теплообмена с сохранением заданных температур охлаждения потоков, повысить температуру нагрева сырья и сократить поверхность охлажпения. [c.85] Были рассмотрены три схемы теплообмена с разным направлением потока сырья по аппаратам и включением в схему дополнительных аппаратов (ряс. 11). Как показали исследования, максимальная температура подогрева сырой нефти по схеме а достигнута 235° С, при этом воздушный холодильник для охлаждения циркуляционного орошения можно исключить. По схеме б эта температура уже —243° С и холодильник для циркуляционного орошения также не требуется. По схеме в температура подогрева повысилась до 248° С, и могут быть исключены воздушные холодильники для охлаждения верхнего продукта и циркуляционного орошения. Поверхности теплообмена возрастают по схеме а на 55%, по схеме б на 100% и по схеме а на 126%. В схеме в расход топлива снижается на 7%, расход электроэнергии на 3,7%, а расход охлаждающей воды остается без изменения. Окупаемость схемы в при повышении стоимости энергии на 30%—полтора года. [c.85] Значительная экономия энергии достигается при применении цикла с тепловым насосом в тех процессах, где разность темпе- ратур среды в конденсаторе и в испарителе мала (причем, чем меньше разность температур, тем экономичнее цикл), а также при большом потреблении первичной энергии. К таким процессам относятся, например, перегонка, выпаривание, сушка. [c.87] Тепловые насосы — устройства, в которых тепловая энергия от источника низкого потенциала переносятся к источнику более высокого потенциала, т. е. имеет место трансформация тепловой энергии. Принцип работы их основан на термокомпресоии или термохимическом и термоэлектрическом преобразованиях с применением полупроводниковых материалов и др. Применяя тепловой насос, можно из теплой воды, циркулирующей в оборотных системах водоснабжения и поступающей на градирни с температурой 35—45° С, получить горячую воду с температурой 70—9(Г С. [c.87] Затраты на тепловой насос становятся оправданными, когда отношение потребленного тепла к произведенной работе значительно выше отношения стоимости использованного оборудования к энергетическим затратам при требуемом уровне температуры. Применение тепловых насосов целесообразно при разгонке близкокипящих компонентов (например, ароматических углеводородов). В этом случае перепад температур между верхом и низом колонны не велик, что обеспечивает высокий к. п. д. цикла. Схемы установки перегонки с тепловым насосом приведены на рис. 12. [c.87] Наиболее перспективным является использование низкопотенциального тепла для производства холода с дальнейшим использованием его для охлаждения оборотной воды после градирен. До настоящего времени установки по производству холода применяются на НПЗ ограниченно и только для процессов. [c.87] Кроме того, традиционно считалось, что возможности потребления воздуха и воды неограниченны, стоимость их не учитывалась при расчете себестоимости продуктов. И только в последние годы в связи с усилением борьбы с загрязнением окружающей среды эти вопросы пересматриваются. [c.88] Указанную схему легко преобразовать в понижающий трансформатор для получения холода, если горячий раствор из абсорбера использовать для дегазации в дегазаторе. Внешним будет тепло, отнимаемое от рассола в испарителе жидкого аммиака, поступающего из конденсатора через редукционный вентиль или гидротурбину. Наиболее эффективной является схема термохимического трансформатора тепла с применением аммиачных турбоагрегатов для выработки электрической энергии за счет понижения давления паров аммиака в варианте понижающего трансформатора. На рис. 13,6 приведена схема термохимического трансформатора тепла, в которой низкопотенциальное тепло оборотной воды используется для снижения ее температуры перед поступлением в конденсаторы-холодильники на технологических установках. [c.89] На современных заводах до 40% низкопотенциального тепла теряется при охлаждении продуктов с температурой выше 120° С, до 35%—продуктов с температурой 90—120° С и до 25% — с температурой ниже 90° С по отношению к суммарным энергетическим затратам эти потери составляют соответственно 20, 12 и 9%. В то же время тепло можно использовать для подогрева воздуха и топлива, подаваемых в трубчатые печи, для подогрева питательной воды, подаваемой в котлы-утилизаторы, и для получения горячей воды, с использованием для обогрева трубопроводов (вместо пароспутников) или для обессоливания нефти. Однако возможность использования низкопотенциального тепла на НПЗ за счет перечисленных мероприятий не превышает 5—8% от общего количества, а достигаемая при этом экономия энергии составляет 1,5—3,5% (без использования для охлаждения части оборотной воды с помощью тепловых насосов). Дальнейшее повышение степени использования низкопотенциального тепла нерентабельно, из-за увеличения поверхности теплообмена и стоимости оборудования. [c.90] Оптимальным. следует считать производство горячей (90° С) воды для промышленных и жилищно-бытовых нужд смежных предприятий (пивоваренные, писчебумажные, консервные, кожевенные, теплично-парниковые хозяйства и др.). [c.90] Возможный отбор тепла от продуктов с температурой выше 120° С достигает при этом 80%, от продуктов с температурой 90—120° С —около 50%, а от всех потоков—-15—25% энергопотребления НПЗ. Принципиальная схема водосиабжепия сторонних потребителей проста нагретая в теплообменниках В Ода циркулирует от завода к потребителям и обратно. Она требует установки следующего дополнительного оборудования станции подготовки подпиточной воды хранилища для резерва воды на случай внезапного роста ее потребления резервных теплообменников для подогрева воды (в случае остановки отдельных блоков завода, подключенных к горячему водоснабжению, или увеличенного водопотребления) аппаратов воздушного охлаждения (для снижения температур возвратной воды до уровня, обеспечивающего теплообмен с охлаждаемыми погоками углеводородов), насосов и др. [c.90] Значительной экономии в расходе топлива можно достигнуть при передаче горячих продуктовых потоков с одной технологической установки на другую. Опыт отечественных заводов подтверждает возможность передачи схода обессоленной нефти установок ЭЛОУ на АВТ, мазута с установки АТ на вакуумную установку, вакуумного газойля с вакуумной трубчатки на установку каталитического крекинга, прямогонного бензина с АТ и АВТ на вторичную перегонку, гидроочищенного прямогонного бензина с установки гидроочистки на установку каталитического риформинга, остаточного мазута с АВТ на установки коксования, битумную и производство масел, горячих конденсатов, на ЭЛОУ. Можно также передавать призаводским ТЭЦ горячее котельное топливо или горячий топочный мазут с установки висбрекинга. [c.91] На рис. 14 приведены схемы прямого питания технологических установок, осуществленные на Полоцком НПЗ. [c.92] Вернуться к основной статье