Введение
1. Анализ состояния вопроса и задачи исследования 10
1.1. Существующие способы повышения энерго- и ресурсосбережения на технологических установках 10
1.1.1. Повышение энергоэффективности теплотехнического оборудования 10
1.1.2. Увеличение эффективности теплообменных процессов и сжигания топлива в нагревательных печах 11
1.1.3. Применение современных теплообменных аппаратов 11
1.1.4. Совершенствование системы рекуперации в процессах переработки нефти 12
1.1.5. Применение устройств плавного пуска на приводах технологического и вспомогательного оборудования 14
1.1.6. Замена рабочих колес АВО с металлическими лопастями на колеса, выполненные из композитных материалов 14
1.1.7. Использование энергии редуцируемого пара путем внедрения паровых турбин с противодавлением и компенсация реактивной мощности
1.2. Математическое моделирование технологических процессов 18
1.3. Характеристика процесса, влияние технологических параметров на качество и выход продуктов, описание технологической схемы 20
1.4. Влияние технологических параметров на качество и выход продуктов
1.4.1. Состав сырья 23
1.4.2. Объемная скорость подачи сырья 24
1.4.3. Температура процесса 24
1.4.4. Давление 25
1.4.5. Мольное отношение «водород : сырье» и кратность циркуляции ВСГ 25
1.5. Описание технологической схемы установки 26
1.5.1. Секция гидроочистки 26
1.5.2. Секция деизопентанизации 29
1.5.3. Реакторный блок изомеризации 31
1.5.4. Секция стабилизации изомеризата 33
1.5.5. Блок разделения изомеризата
1.6. Общий анализ пинч-технологии 37
1.7. Постановка задачи исследованияи, пути ее решения 39
2. Разработка математической модели установки изомеризации для расчета технологических процессов и параметров ее работы 41
2.1. Постановка задачи рационализации энергоемкого процесса изомеризации 41
2.2. Моделирование термодинамических и физических свойств углеводородов 43
2.3. Моделирование в программной среде Aspen HYSYS 48
2.3.1. Расчет свойств 49
2.3.2. Уравнения состояния 49
2.3.3. Расчет технологических схем 50
2.4. Разработка и построение имитационной модели установки изомеризации в программной среде Aspen HYSYS 51
2.4.1. Технологические параметры, влияющие на процесс 52
2.4.2. Построение модели 53
2.5. Оценка адекватности построенной имитационной модели 55
3. Разработка мероприятий по улучшению установки изомеризации с применением пинч-анализа 57
3.1. Выполнение пинч-анализа установки изомеризации 57
3.1.1. Извлечение данных 57
3.1.2. Целевые показатели энергопотребления 59
3.1.3. Определение целевых показателей по колоннам 68
3.1.4. Анализ загрязнения теплообменников 70
3.2. Анализ работы блока оборотного водоснабжения установки изомеризации 72
3.2.1. Качество подпиточной и оборотной воды 72
3.2.2. Скорость коррозии 76
3.2.3.Анализ работы градирни 77
4. Направление совершенствования эксплуатации установок изомеризации на основе имитационного моделирования и пинч-анализа 82
4.1. Дополнительный подогрев сырья ГО отходящим потоком 82
4.2. Модернизация схемы подготовки сырья установки изомеризации 83
4.3. Замена двух паровых ребойлеров на технологическую печь 91
4.4. Подогрев потока топливного газа технологическим потоком
4.5. Дополнительный подогрев сырьевого потока колонны К-3 за счет тепла кубового потока колонны К-2 96
4.6. Методика определения оптимального места ввода сырья для снижения энергопотребления колонны-деизопентанизатора 98
4.7. Модернизация системы фильтрации установки изомеризации 104
5. Определение технико-экономической эффективности внедрения мероприятий для повышения энерго- и ресурсосбережения 108
5.1. Расчет экономического эффекта от внедрения узла подготовки сырья и монтажа теплообменника Т-1/6 109
5.2. Расчет экономической эффективности мероприятия по замене двух ребойлеров на технологическую печь 111 5.3. Расчет экономической эффективности мероприятия по подогреву потока топливного газа технологическим потоком 113
5.4. Расчет экономической эффективности мероприятия по дополнительному подогреву сырьевого потока колонны К-3 за счет тепла кубового потока колонны К-2 114
5.5. Расчет экономической эффективности мероприятия по снижению энергопотребления колонны-деизопентанизатора 115
5.6. Расчет экономической эффективности мероприятия по модернизации системы водоподготовки установки изомеризации 117
5.7. Расчет общей экономической эффективности по всем предлагаемым мероприятиям 119
Заключение 122
Список условных сокращений 124
Библиографический список 125
