НТП «Трубопровод» ЗАО «ИПН» Энергосбережение на нефтеперерабатывающих заводах России Утилизация тепла на технологических установках по переработке нефти

Цели реконструкции НПЗ в России: Углубление переработки нефти Организация производства экологически чистых топлив Увеличение производства моторных топлив – автобензинов, дизельного топлива, реактивных топлив Многократное увеличение расхода различных видов энергии, в том числе электрической и тепловой Проблема:

Пути обеспечения завода дополнительными объемами энергии: Электрическая энергия Наращивание региональных (или заводских) генерирующих мощностей и энергосетей Реализация организационно- технических мероприятий по снижению энергоёмкости технологических установок и объектов ОЗХ Тепловая энергия Наращивание мощности заводской котельной (паровые, водогрейные котлы) Реализация организационно- технических мероприятий по снижению энергоёмкости технологических процессов и объектов ОЗХ Увеличение степени утилизации невостребованной в настоящее время тепловой энергии (температура потоков от С и выше), образующихся в процессах переработки нефти

Основные методы энергосбережения: 1. Новые технологические печи оснащаются узлами предварительного нагрева воздуха и топливного газа, что позволяет повысить КПД до 92% и снизить расход топлива 2. Увеличиваются поверхности рекуперативных теплообменников, оптимизируются схемы тепловых потоков, что позволяет увеличить степень рекуперации тепла в рамках технологической установки, а также позволяет уменьшить расход топлива 3. Широко применяются экономичные источники освещения 4. Значительный вклад в снижение потребления электроэнергии вносят системы частотного регулирования электроприводов насосов, вентиляторов и т.п.

«Резерв» тепловой энергии: 1. Потоки нефтепродуктов (и полупродуктов), выводимые из технологических установок в резервуарные парки 2. Потери тепла при охлаждении потоков «острого» орошения, подаваемого в верхнюю часть ректификационных колонн РЕЗЕРВРЕЗЕРВ Как правило, температура потоков – в пределах 80…160 0 С Получение горячей воды (при использовании дополнительных рекуперативных теплообменников) на производственные и бытовые нужды «Развеивание по ветру» посредством воздушных холодильников и водяных градирен Дополнительный расход электроэнергии, воды и других необходимых ресурсов Традиционное использование

Традиционная схема потоков тепла на установке атмосферной перегонки нефти ЭЛОУ-АТ: Расход тепла в атмосферу Расход электроэнергии на привод циркуляционных насосов и вентиляторов Потери свежей воды В теплообменниках Т-1, 2, 3 осуществляется рекуперация тепла путём последовательного нагрева нефти потоками керосина, дизельного топлива и мазута. Окончательное охлаждение потоков керосина, дизтоплива (до 40…50 0 С) и мазута (до 60…95 0 С) осуществляется посредством воздушных холодильников АВО-3, АВО-4, АВО-5. Разница температур потоков (вход/выход АВО) составляет до С Пары бензина выводятся из верхней части колонн К-1 и К-2 (а также С 3 –С 4 углеводороды) с Т=120…160 0 С, охлаждаются в воздушных холодильниках АВО-1, 2; затем доохлаждаются до Т=30…45 0 С в водяных холодильниках. Оборотная вода охлаждается в градирне, где теряется не только тепло, но и вода (до 2% от потока).

Типовая принципиальная схема установки ЭЛОУ-АТ Сырая нефть Дизельная фракция Мазут Н-1 Т-1 Т-2 Э-1 Т-3 К-1 Н-2 Н-3 АВО-1 ВХ-1 Охлаждающая вода Е-1 АВО-2 ВХ-2 Охлаждающая вода Вода на очистку Е-2 К-2 К-3/1 К-3/2 П-1 Т-1 Т-2 Т-3 АВО-3 АВО-4 АВО-5 Н-4 Топливный газ Прямогонный бензин ТС-1 Градирня Вода на подпитку Охлаждённая вода Заиленная вода на очистку Нагретая вода потери Э-1 – электродегидратор нефти П-1 – печь К-1 – отбензинивающая колонна Н-1, 2, 3, 4 – насосы К-2 – основная ректификационная колонна К-3/1 – отпарная колонна керосиновой фракции К-3/2 – отпарная колонна дизельной фракции Е-1 – рефлюксная емкость К-1 Е-2 – рефлюксная емкость К-2 Т-1 – теплообменник нефть/керосин Т-2 – теплообменник нефть/дизтопливо Т-3 – теплообменник нефть/мазут АВО-1 – аппарат воздушного охлаждения бензиновых фракций из К-1 ВХ-1 – водяной холодильник бензиновых фракций из К-1 АВО-2 – аппарат воздушного охлаждения бензиновых фракций из К-2 ВХ-2 – водяной холодильник бензиновых фракций из К-2 АВО-3 – аппарат воздушного охлаждения керосиновых фракций АВО-4 – аппарат воздушного охлаждения дизельных фракций АВО-5 – аппарат воздушного охлаждения мазута потери

Альтернативный вариант теплообмена: «Бесхозное» тепло нефтеперерабатывающих установок может быть конвертировано в электрическую энергию. Нормальный бутан в жидком состоянии насосом Н-5 прокачивается через теплообменники-испарители ТИ-1, 2, затем образовавшиеся пары перегреваются в ТИ-3 и направляются в турбодетандер ТД, который вращает генератор ЭГ, производящий электрическую энергию. Отработанные пары бутана при пониженном давлении и температуре доохлаждаются сначала в АВО-6, а затем в Т-4 происходит их конденсация потоком холодной нефти. Уменьшение негативного воздействия на окружающую среду Выработка дополнительной электрической энергии Экономия воды

Принципиальная схема установки ЭЛОУ-АТ с генерацией электроэнергии Сырая нефть Н-1 Т-4 Т-1 Т-2 Э- 1 К-1 Н-2 Е-1 Вода на очистку Н-3 Дизельная фракция Мазут Вода на очистку Е-2 К-2 ТС-1 П-1 Прямогонный бензин Топливный газ ТИ-1 ТИ-2 ТИ-3 Т-3 Т-2 Т-1 АВО-5 АВО-4 АВО-3 К- 3/2 К-3/1 Н-4 Т-3 Н-5 ГЭ АВО-6 Е-1 – емкость-сборник н-бутана Н-5 – насос подачи жидкого н-бутана ТИ-1, 2, 3 – теплообменники-испарители ТД - турбодетандер ЭГ – генератор электроэнергии АВО-6 – аппарат воздушного охлаждения н-бутана ТД Е-1

Схема теплообмена для двух установок ЭЛОУ- АТ мощностью по 2,5 млн тонн в год: Традиционная схема Альтернативная схема (для каждой установки) 1. Строительство блока оборотного водоснабжения (БОВ) производительностью по воде 2000 м 3 /час; 2. Использование дорогостоящих реагентов для функционирования БОВ: - ингибитор коррозии и солеотложений – до 15 тонн в год; - биоцид и биодиспергатор – до 7 тонн в год. 1. Приобретение и монтаж ёмкости Е-1 объёмом 10…20 м 3 ; 2. Приобретение и монтаж насоса Н-3 (с резервом) производительностью до 200 м 3 /час; 3. Установка дополнительного теплообменника Т-4; 4. Замена АВО-1 и АВО-2 на теплообменники-испарители ТИ-1 и ТИ-2; 5. Установка АВО-6, ТИ-3, турбодетандера и генератора электроэнергии.

Сравнение технико-экономических показателей вариантов схем охлаждения: п/п Наименование показателейСуществующая схема Альтернативный вариант 1.Капиталовложения, млн рублей400,00 2.Потребление электроэнергии, кВт1000– 3.Производство электроэнергии, кВт– Потребление свежей воды, м 3 /часдо 48,0– 5. Необходимая площадь для размещения оборудования, тыс. м 2 4,5 0,4 в рамках технологической установки 6. Затраты на приобретение химических реагентов, млн рублей в год 2,2– 7. Затраты на электроэнергию, млн рублей в год 35,04– 8. Прибыль от реализации электроэнергии, млн рублей в год –70,08

Преимущества технологии: 1. В случае реконструкции старых установок при практически одинаковых затратах можно получить дополнительно около 3 МВт электроэнергии, что эквивалентно 105 млн рублей в год. 2. При строительстве новых технологических установок целесообразно максимально заменять традиционное оборудование, обеспечивающее охлаждение готовой продукции, на комплекты оборудования, позволяющие производить электроэнергию из «бросового» тепла. 3. Предложенный способ утилизации тепла также решает проблему образовавшегося в последние годы во многих регионах России дефицита электроэнергии. 4. Предложенный способ генерации электроэнергии также отчасти решает вопросы защиты воздушного бассейна от загрязнений, так как при производстве 3 МВт электроэнергии удается избежать сжигания около 6,5 тыс. тонн углеводородного топлива в год, а также уменьшить выплаты за загрязнение воздуха. 5. Предлагаемая технология позволяет экономить около 200…300 тыс. м 3 воды в год, а также снизить нагрузку на заводские очистные сооружения для очистки заиленной воды с градирни. 6. Экономический эффект при внедрении новой системы теплообмена с генерацией электроэнергии на двух установках ЭЛОУ-АТ общей мощностью 5 млн тонн перерабатываемой нефти в год может достигать 150 млн рублей ежегодно.

Специалисты ЗАО «ИПН» готовы выполнить: 1.Предпроектную проработку модернизации системы охлаждения товарных нефтепродуктов для конкретных условий Заказчика с определением планируемых технико-экономических показателей и сравнением с традиционным подходом. 2.Проектную и рабочую документацию системы охлаждения товарных нефтепродуктов с прохождением Государственной экспертизы. 3.Заказ оборудования. 4.Авторский надзор за строительством.

Адрес: , Москва, ул. Плеханова, 7 стр. 1 Тел. (495) Тел/факс (495) Зам. генерального директора по развитию Г.С. Яицких Контакты: Спасибо за внимание!