Ресурсы снижения энергии на установках нефтепереработки

Наибольшие резервы имеются на установках первичной переработки нефти, где около 70 % нефти перерабатывается на установках, находящихся в эксплуатации более 20 лет. Большие потери имеют место в технологических печах, потребляющих 80 % топлива, повышение КПД которых может снизить потери на 4 млн. т.у.т.

Согласно оценкам, на зарубежных предприятиях нового тысячелетия в процессе дистил­ляции приоритетными будут ректификационные колонны двух типов: колонны с внутренними разделительными перегородками (DWC) и системы Petlynk, обеспечивающие энергосбережение.

По заявлению компаниий-разработчиков колонн DWC (Kellogg, США; ВР, Великобрита­ния; Sumitomo Heavy Industries, Япония), такие колонны могут обеспечивать энергосбережение более 60%, характеризуется повышенным термическим КПД по сравнению с большинством ко­лонн других конструкций, могут использоваться как на действующих, так и на новых установках.

Система Petlynk обеспечивает улучшенное энергосбережение по сравнению со стандарт­ной двухколонной системой за счет флегмы, циркулирующей между двумя колоннами, что ис­ключает необходимость рибойлера и/или конденсатора в колонне предварительного фракциони­рования.

По оценке нефтяной группы Управления промышленных технологий (США) в качестве альтернативы высокоэнергоемкого процесса дистилляции в перспективе может рассматриваться мембранная сепарация, характеризующаяся меньшими затратами тепла. Повышение энергоэф­фективности может быть также достигнуто за счет использования технологии адиабатической дистилляции.

Большие возможности энергосбережения имеются на установках каталитического кре­кинга, где важно поддерживать тепловой баланс между реактором и регенератором при возможно более низкой температуре в реакторе, эффективно утилизируя избыточное тепло стадии реге­нерации катализатора, а также тепло, получаемое при дожиге СО.

Для модернизации установок гидроочистки при получении дизельных топлив с очень низким содержанием серы компания Stone & Webster предлагает конструкцию четерехбарабанного сепаратора. Использование сепаратора такой конструкции снижает перепад давления в ре­акторном контуре, позволяет сократить общие капитальные затраты на установку, повышать энергоэффективность, уменьшать габариты печей и снижать нагрузку на отпарную секцию. Та­кая конструкция сепаратора эффективно защищает от избыточного давления и проста в эксплуа­тации.

Технология регенерации растворителя из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях позволяет снизить общие энергозатраты процесса деасфальтизации на 30-50%. За рубежом на многих установках деасфальтизации действуют такие системы регенерации раство­рителей. В России Институтом проблем нефтехимпереработки АН РБ также разработана анало­гичная технология и подготовлены технологические регламенты на проектирование реконструк­ции нескольких установок пропановой деасфальтизации.

Использование современных высокоактивных

и селективных катализаторов нефтепереработки –

важнейшее направление в решении проблем

материало- и энергосбережения

Использование современных высокоактивных и селективных катализаторов риформинга прямогонных бензинов дает возможность снизить удельные расходы топлива и понизить темпе­ратуру процесса, а также увеличить выход целевого продукта - высокооктанового бензина за счет лучшей селективности.

То же самое можно отнести и к процессам гидроочистки дизельного топлива и керосина. Резкое повышение требований к качеству этих продуктов заставляет разрабатывать и применять высокоактивные катализаторы, работающие при высокой объемной скорости подачи сырья.

Так, например, российскими специалистами разработан новый катализатор, обладающий по сравнению с существующими промышленными катализаторами повышенной активностью в реакциях гидрообессеривания и гидрирования. Это позволяет повысить эффективность гидроочистки: умень­шить содержание серы в дизельном топливе, довести межрегенерационный период до двух лет, общий срок службы катализатора - до 6-7 лет.

Строительство собственных источников энергоснабжения

(котельные, парогазовые, газотурбинные установки)

является важным направлением энергосбережения

в современных условиях

В настоящее время при работе российских НПЗ по схеме процессинга доля покупной энер­гии от энергосистем у предприятий, имеющих собственные ТЭЦ и котельные значительно ниже в общей доле затрат, чем у не имеющих собственных источников энергии (на 30-40 %). В связи с этим, все большее количество заводов и компаний стремится иметь и сооружать свои автономные источники энергопитания. В дальнейшем тенденция оснащения энергохозяйств индивидуальными автономными источниками энергоснабжения промышленных предприятий будет продолжаться.

В этой области в настоящее время имеется много технических решений, которые за счёт сооружения модульных котельных, блоков ГТУ, индивидуальных тепловых пунктов, электроаг­регатов позволяют снизить капитальные затраты на их строительство и обеспечить более низкую себестоимость получаемой тепло- и электроэнергии.

Затраты НПЗ на покупную энергию (тепловую и электрическую) при существующем уровне тарифов для НПЗ, не имеющих собственных генерирующих мощностей, составляют в среднем от 80 до 100 руб./т переработанной нефти, а на некоторых предприятиях.

В то же время на предприятиях, имеющих собственные тепло- и электрогенерирующие мощности, затраты на энергоре­сурсы и, прежде всего, на покупные энергоресурсы оказываются существенно ниже (от 8 до 12 руб./т).

Выполненные технико-экономические исследования и обоснования инвестиций в создание на НПЗ собственных элек­тро- и/или теплогенерирующих мощностей (парокотельные, ТЭЦ, ГТУ - ТЭС, дизельные тепло­электростанции и др.) подтверждают их чрезвычайно высокую экономическую эффективность и позволяют считать создание в составе НПЗ собственных генерирующих мощностей важнейшим направлением работ по повышению эффективности переработки нефти, существенному сокра­щению энергетической составляющей себестоимости продукции.

Сопоставительный анализ различных вариантов генерирующего оборудования для созда­ния теплоэлектростанции, обеспечивающей собственные нужды НПЗ, позволяет утверждать, что в большинстве случаев при создании в составе НПЗ генерирующих мощностей наиболее пред­почтительным для заводов типом оборудования являются когенерационные газотурбинные уста­новки простого цикла.

Исходя из уровня потребления энергии на НПЗ, наиболее приемлемой для ТЭС НПЗ еди­ничной электрической мощностью газотурбинного агрегата является мощность 16 - 25 МВт. При работе таких агрегатов по схеме простого цикла реально генерируется соответственно от 20 до 38 МВт тепловой энергии в виде водяного пара с температурой 300°С.

Контрольные вопросы к VІІ разделу

«Состояние и проблемы энерго- и ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности»

1. Ресурсы снижения потребления энергии на НПЗ.

2. Основные направления сокращения потребления энергии на НПЗ.

3. Способы расчета глубины переработки нефти.

4. Назначение и принцип работы трубчатых печей в нефтепереработке.

5. Способы утилизации трубчатых печей.

6. Роль каталитических технологий в нефтепереработке.

7. Энерготехнологические установки в нефтепереработке.

Тестовые задания к разделу

«Состояние и проблемы энерго- и ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности»

7.1. Горючие ископаемые:

А. фосфориты

Б. сланцы

В. нефть

Г. древесина

Д. известняк

7.2. Углеводородное сырье:

А. попутный газ

Б. дымовые газы

В. газовая сера

Г. воздух

Д. газовый конденсат

7.3. Градирни водооборотных систем химических предприятий предназначены для:

А. охлаждения

Б. очистки от механических примесей

В. упаривания

Г. дегазации

Д. нейтрализации

4. Химические методы умягчения воды:

А. дистилляция

Б. известковый

В. ионный обмен

Г. обработка фосфатом натрия

Д. термическая обработка

4. Технические характеристики ионитов:

А. обменная емкость

Б. коэффициент набухания

В. растворимость

Г. молекулярная масса

Д. элементный состав

4. Светлые нефтепродукты:

А. бензин

Б. дизельное топливо

В. мазут

Г. керосин

Д. гудрон

7.7. Октановое число бензинов характеризует стойкость:

А. химическую

Б. детонационную

В. ингибирующую

Г. антикоррозионную

7.8. В РФ уровень добычи нефти в 2007 году составил около:

А. 50 млн. т

Б. 500 млн. т

В. 900 млн. т

Г. 100 млн. т

9. Целью первичной переработки нефти является получение:

А. товарного бензина

Б. товарного дизельного топлива

В. кокса

Г. нефтяных фракций

Д. синтез-газа

7.10. К продукции первичной переработки нефти относят:

А. линейные алкилбензолы

Б. нефтяные битумы

В. нефтяные коксы

Г. керосиновая фракция

Д. нормальные парафины