Материал: Диссертация Маленьких В.С(ПРО МОЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ)
колонны К-6 в качестве сырья.
Для подвода необходимого количества тепла в колонну К-6 исполь-
зуются паровые ребойлеры деизогексанизатора Т-6/1,2, которые подогрева-
ются насыщенным водяным паром среднего давления, подаваемым в трубное пространство.
Из ребойлеров Т-6/1, 2 конденсат пара среднего давления попадает в конденсатосборники Е-17/1, 2, после чего идет в систему конденсата водяно-
го пара среднего давления.
Балансовая часть кубового продукта деизогексанизатора К-6 – тяже-
лого изомеризата – откачивается насосами Н-15/А,В и подается для охлажде-
ния в водяной холодильник кубового продукта деизогексанизатора Х-10, за-
тем направляется на смешение с легким изомеризатом.
С верха колонны К-6 выводится верхний продукт – легкий изомери-
зат. Легкий изомеризат колонны К-6 охлаждается и конденсируется в воз-
душном холодильнике-конденсаторе деизогексанизатора ХВ-9/1-10, водяном холодильнике-конденсаторе деизогексанизатора Х-8 и поступает в емкость орошения деизогексанизатора Е-7.
Так как происходит полная конденсация паров, то для обеспечения стабильного давления в колонне и емкости Е-7, часть паров верхнего продук-
та направляется в емкость орошения Е-7 по байпасу воздушного холодиль-
ника-конденсатора ХВ-9/1-10. Количество паров, направляемое по байпасу,
регулируется с помощью клапана, установленного на байпасе ХВ-9/1-10.
Температура продукта на входе в емкость Е-7 регулируется путем изме-
нения частоты вращения электродвигателей воздушных холодильников ХВ-9/1-
10. Часть легкого изомеризата из емкости Е-7 подается насосом Н-13А/В в каче-
стве орошения в деизогексанизатора К-6, а балансовое количество выводится с установки через водяной холодильник легкого изомеризата Х-9/1,2.
Перед выводом с установки, легкий изомеризат смешивается с тяже-
лым изомеризатом, поступающим из межтрубного пространства холодиль-
ника Х-10. Объединенный гексановый изомеризат выводится с установки в
36
качестве товарного продукта. В качестве бокового погона деизогексанизато-
ра К-6 выводится фракция, состоящая из n-гексана, 2- и 3-метилпентанов.
Отбор фракции осуществляется с 27 тарелки.
Боковой погон откачивается из К-6 насосом Н-14А/В и подается в блок стабилизационной колонны в трубное пространство теплообменника бокового погона деизогексанизатора Т-7, где отдает тепло нестабильномуи-
зомеризату.
Затем боковой погон деизогексанизатора охлаждается в воздушном холо-
дильнике бокового погона деизогексанизатора ХВ-8 и направляется в качестве потока рециркуляции для возврата в реакторный блок изомеризации на смеше-
ние с кубовым продуктом деизопентанизатора К-2 (сырьем изомеризации). Тем-
пература бокового погона объединенного потока после ХВ-8 регулируется путем изменения частоты вращения электродвигателя воздушного холодильника ХВ-8 [71].
1.6. Общий анализ пинч-технологии
Пинч-технология представляет системную методологию обеспечения энергосбережения на технологических установках и на предприятии в целом.
Эта методология основана на принципах термодинамики. Рисунок 3 иллю-
стрирует роль пинч-технологии в общем процессе проектирования. Иерар-
хию проектирования технологического процесса можно представить в виде
«концентрической схемы» (рисунок 3) [28; 32; 33].
Проектирование технологической установки начинается с реакторов
(«сердцевины» схемы). После того как определены сырьевые и продуктовые потоки, концентрация орошения и расходы, можно переходить к проектиро-
ванию сепараторов (второй уровень схемы). Теперь определен базовый теп-
ловой и материальный баланс технологической установки, и можно проекти-
ровать сеть теплообменников (третий уровень схемы). Оставшиеся нагрузки по теплу и охлаждению определяются на уровне системы энергоносителей –
37
четвертый уровень (рисунок 3). Система энергоносителей технологической
установки может являться частью централизованной общезаводской системы
[45].
Рисунок 3 – «Концентрическая схема» иерархии проектирования технологического процесса
Пинч-анализ начинается с теплового и материального баланса техно-
логического процесса. Использование пинч-технологии позволяет выявить соответствующие изменения в условиях процессов, рассматриваемых на уровне «сердцевины», которые могут повлиять на энергосбережение (уровни
1 и 2 схемы). После определения теплового и материального баланса можно определить целевые показатели энергосбережения до начала проектирования сети теплообменников [35; 37; 38]
Методология пинч-проектирования обеспечивает достижение наме-
ченных целевых значений в ходе проектирования сети теплообменников. Це-
левые значения также можно определить для энергетических нагрузок на различных уровнях (например, на уровне систем пароснабжения и охлажде-
ния). Энергоносители, подаваемые на установку, могут являться частью об-
щезаводской системы энергоносителей (например, общезаводской системы пароснабжения). Пинч-технология позволяет проводить анализ на уровне
38
предприятия, определять соответствующие нагрузки на различные паровые сети с целью минимизации энергопотребления на предприятии в целом. Та-
ким образом, пинч-технология представляет собой всеобъемлющую методо-
логию энергосбережения, охватывающую все уровни – от базового уровня,
на котором определяется тепловой и материальный баланс, до системы энер-
гоносителей предприятия в целом.
1.7. Постановка задачи исследованияи, пути ее решения
На основе проведенного анализа сделаны следующие выводы.
1.Высокие расходы энергоресурсов при протекании процессов на установке изомеризации приводят к снижению общей маржи выпускаемой продукции как на установке, так и в целом по заводу.
2.Термодинамическое несовершенство разделения технологиче-
ских потоков, а также подвода теплоты является главной причиной высокого расхода энергоресурсов. Повышение эффективности систем теплообмена и режима работы колонн является приоритетным направлением для снижения энергозатрат в современной нефтеперерабатывающей промышленности.
В соответствии с проведенным анализом, основной задачей диссерта-
ции является разработка оптимальной схемы установки изомеризации, при-
носящей наибольшую выгоду и удовлетворяющую потребительский спрос на товарную продукцию.
Для построения оптимальной энергосберегающей химико-
технологической схемы необходима разработка новых эффективных мето-
дов.
Причиной постановки данной цели исследования является то, что со-
здание энергоэффективного производства, обеспечивающего выпуск нефте-
продуктов, соответствующих мировым стандартам, во-первых позволяет по-
лучить значительный экономический эффект; во-вторых стать лидером в нефтеперерабатывающей отрасли.
39
Для того чтобы решить поставленные задачи, потребуется создать имитационную модель установки изомеризации, определить ее наиболее энергозатратные узлы с применением пинч-анализа и разработать эффектив-
ные методы по снижению энергопотребления на установке и в целом по предприятию.
Произвести апробацию разработанных методов повышения энер-
гоэффективности в условиях работы на действующей установке изомериза-
ции и оценить ее экономическую эффективность.
40