Энергетическая эффективность основного технологического оборудования агрегата синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут (на примере компрессора)
Для сжатия синтез-газа применяют 4-х ступенчатый компрессор мощностью 32 МВт. Турбина компрессора потребляет пар с давлением 10 МПа и температурой 482°С в количестве около 360 т/ч. При конденсации отработанного («мятого») пара потери энергии достигают 0,4 Гкал/т NH3, в то время как расход энергии на синтез составляет около 8,4 Гкал/т NH3 Иначе говоря, потери энергии в турбине компрессора находятся примерно на уровне 4,8% от общих энергозатрат.
В этом примере вновь пришлось столкнуться с проблемой наглядности больших чисел. 1 Гкал = 109 кал, много это или мало? Одна кал равна количеству тепла, которое необходимо для нагрева 1 г воды на 1°С. Тогда одной Гкал можно вскипятить 10 т воды. Понятно, что в агрегате синтеза аммиака 1360 т/сут потери только за счет конденсации пара составляют: 1360·0,4 = 544 Гкал. Этого тепла достаточно, чтобы нагреть до кипения 5440 т воды. То есть, взять и вскипятить почти 109 железнодорожных цистерн с водой по 50 т воды в каждой. И такую процедуру можно проводить ежедневно, пока идет синтез аммиака.
Рис. 7.5 Схема утилизации теплоты химической реакции синтеза NH3
1 – колонна (реактор) синтеза; 2 – котел-утилизатор; 3 – теплообменник, восстановленный железный промотированный плавленый катализатор
На рис. 7.5 приведена одна из возможных схем утилизации теплоты химической реакции синтеза аммиака, выделяющейся в колонне синтеза (1), с помощью котла-утилизатора (2) и выносного теплообменника (3). Использование представленной схемы позволяет получать на 1 т аммиака (50 т/ч) ≈ 0,9 т пара с давлением 4 МПа, температурой 380°С, который используется для работы компрессора азотоводородной смеси.
Лекция 8
8. Повышение компонентоотдачи пластов как основа ресурсосберегающих технологий углеводородного сырья
На протяжении многих лет одной из проблем нефтедобывающей промышленности является увеличение объема извлекаемой нефти из продуктивных пластов и темпов разработки нефтяных залежей.
Эффективность работы добывающих и нагнетательных скважин во многом определяют характер выработки нефтяных пластов. Качественная и бесперебойная эксплуатация скважин зависит от геологических и технологических факторов. Под этим понимается эксплуатация их с дебитами нефти, равными потенциальным возможностям пласта при полном его охвате процессом фильтрации.
В настоящее время в разработке находится большое количество месторождений, представленных низко проницаемыми коллекторами или коллекторами с различной проницаемостью. Нагнетаемая в пласт вода прорывается к забоям добывающих скважин по высоко проницаемым прослоям и зонам, оставляя не вытесненной нефть в малопроницаемых слоях и зонах пласта.
Эффективность извлечения нефти из нефтеносных пластов современными, промышленно освоенными методами разработки, с точки зрения обеспечения полноты выработки запасов во всех нефтедобывающих странах, считается неудовлетворительной. В подтверждение этому достаточно сказать, что средний КИН по данным ряда специалистов по месторождениям мира не превышает 0,4. Это означает, что если не применять принципиально новые методы улучшения выработки запасов, то около 60 % начальных запасов нефти останутся неизвлеченными. Еще в более широком диапазоне, 0,10 – 0,60, изменяются КИН по отдельным разрабатываемым месторождениям Западной Сибири.