Повышение энергоэффективности в процессе гидрокрекинга нефтепродуктов
Объектом исследования является установка Л-24/8с в режиме легкого гидрокрекинга.
Цель работы – модернизация теплообменной сети установки Л-24/8с в режиме легкого гидрокрекинга.
В процессе исследования была произведена экстракция данных установки Л-24/8с, разработана ее математическая модель, а также разработаны варианты модернизации теплообменной сети с целью увеличения энергоэффективности установки и проведено их сравнение.
Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
1 Литературный обзор……………………………………………………………………………. 13
1.1 Процесс гидрокрекинга ………………………………………………………………. 14
1.2 Способы повышение энергоэффективности установок
гидрокрекинга ……………………………………………………………………………………. 21
2 Объект и методология исследования ……………………………………………………. 27
2.1 Объект исследования ……………………………………………………………………. 27
2.2 Методология исследования …………………………………………………………… 30
3 Результаты исследования …………………………………………………………………….. 35
3.1 Анализ исходных данных ……………………………………………………………… 35
3.2 Моделирование установки гидрокрекинга Л-24/8с ………………………….. 41
3.3 Результаты путей модернизации ……………………………………………………. 46
3.4 Сравнение вариантов модернизации ………………………………………………. 55
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 56
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения . 56
4.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………. 61
4.3 Планирование научно-исследовательских работ …………………………… 62
4.4 Бюджет научно-технического исследования …………………………………… 65
4.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой и
экономической эффективности исследования ……………………………………. 71
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 74
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 74
5.2 Производственная безопасность…………………………………………………….. 75
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………. 82
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………….. 83
Заключение …………………………………………………………………………………………… 86
Список публикаций студента …………………………………………………………………. 87
Список использованных источников ………………………………………………………. 88
Приложение А ………………………………………………………………………………………. 95
Приложение Б ……………………………………………………………………………………….. 96
Приложение В ………………………………………………………………………………………. 97
С развитием человечества происходит постоянное повышение
потребления топлив, масел и углеводородных сжиженных газов С 3 – С4.
Одним из способов получения данных веществ или сырья для них является
процесс гидрокрекинга. Повышение энерго- и ресурсоэффективности данного
процесса необходимо для снижения конечной стоимости продуктов, а также
для уменьшения вредных выбросов в атмосферу.
Большинство действующих на сегодняшний день НПЗ были введены в
эксплуатацию в конце ХХ – в начале ХХI вв., это означает, что большая часть
установок гидрокрекинга, находящихся в составе данных НПЗ, не отвечают
современным требованиям энергоэффективности и ресурсосбережения,
поэтому необходима их модернизация и оптимизация.
На сегодняшний день существуют различные способы модернизации и
оптимизации установок, входящих в состав НПЗ: автоматизация,
реконструкция технологической схемы, модернизация аппаратов. Для этого
могут применяться различные методы такие как: эвристический подход [1],
пинч-анализ [2], математическое моделирование [3] и гибридные методы [4],
которые включают в себя использование сильных сторон перечисленных
раннее методов, и т.д.
Использование данных методов позволит повысить рентабельность
установок гидрокрекинга за счет более эффективного использования
энергетических потоков.
В данной работе произведен анализ установки гидрокрекинга Л-24/8с.
По результатам анализа разработано 2 варианта модернизации установки.
Первый вариант включает в себя очистку теплообменников Е-103/1, 2 и
перестановку Е-103/2 на другие потоки. Также в данном варианте
предлагается произвести очистку теплообменника Е-1, увеличить его
теплообменную поверхность в 6 раз, а также изменить трубки в печах и
воздушных холодильниках. Данные мероприятия позволяют снизить расход
топлива на 53 %, а потребление электроэнергии – на 21 %. Снижение расхода
топлива и уменьшение потребления электричества позволяет снизить выбросы
СО2 на 19204 т/год. Инвестиции для данного варианта модернизации
составляют 691999 $, а срок окупаемости равен 6 месяцам.
Второй вариант аналогичен первому, однако вместо очистки
теплообменников Е-103/1, 2 и перестановки Е-103/2 предлагается
интегрировать новый теплообменный аппарат с теплообменной поверхностью
равной 32 м2. Данная модернизация позволяет снизить расход топлива на 53,5
%, а потребление электроэнергии – на 20 %. Это в свою очередь приводит к
снижению выбросов СО2 на 19088 т/год. Инвестиции для данного варианта
модернизации составляют 699589 $, а срок окупаемости – 7 месяцев.
Предложенные варианты модернизации установки могут быть
дополнены подробным моделированием установки, углубленным
экономическим анализом и исследованием новой технологии процесса.
Методология, представленная в данном исследовании, может применяться в
масштабах всего завода, что позволит существенно снизить потребление
энергии, и как следствие, негативное влияние на окружающую среду. Также
результаты данного исследования могут служить основой при проектировании
и строительстве нового нефтеперерабатывающего завода.
Список публикаций студента
1. S. Boldyryev, T. Gil, M. Kuznetsov. Is it Possible to Reduce the Energy
Consumption by 50 % at Existing Refinery Units: the Case Study of Hydrocracking
Unit. Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment
Systems. Cologne, 01 – 05.09.2020. P. 185.
2. Boldyryev S., Gil T. A. Debottlenecking of existing hydrocracking unit
by improved heat recovery for energy and carbon dioxide savings // Energy
Conversion and Management. – 2021 – Vol. 238, Article number 114164. – p. 1-14.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.7 (96 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
5 (8 отзывов)
5 (14 отзывов)
4.9 (20 отзывов)
5 (145 отзывов)
4.2 (6 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
