- •Оптимизация рекуперативного теплообмена технологических потоков цгфу методом пинч-анализа
- •Введение
- •1. Обследование схемы рекуперативного теплообмена установки цгфу и экстракция данных технологических потоков, небходимых для теплоэнергетической интеграции
- •1.1 Технологические потоки установки цгфу потенциально применимые в тепловой интеграции
- •1.2 Материальный баланс установки
- •1.3. Определение энергосберегающего потенциала цгфу
- •2. Синтез технологических схем проектов реконструкции системы теплообмена установки цгфу
- •3. Интеграция теплового насоса в колонну к3
- •7. Заключение
- •Item: t1
- •1*Cpl30 Horizontal Crossflow aisi 316 l 0.80 mm 120pl 13.2/13.4 m2
- •Item: t2
- •2*Cpl75 Horizontal Crossflow aisi 316 l 1.00 mm 180pl 117.3/118.6 m2
- •Item: t3
- •1*Cpk40 Vertical Countercurrent aisi 316 l 1.00 mm 162pl 26.2/26.6 m?
- •Item: т4
- •1*Cpl30 Horizontal Crossflow aisi 316 l 0.80 mm 132pl 14.6/14.8 m2
- •Item: t4var
- •1*Cpl50 Vertical Countercurrent aisi 316 l 1.00 mm 252pl 69.8/70.3 m2
- •Item: т5
- •1*Cpl50 Horizontal Crossflow aisi 316 l 1.00 mm 152pl 41.9/42.4 m2
1. Обследование схемы рекуперативного теплообмена установки цгфу и экстракция данных технологических потоков, небходимых для теплоэнергетической интеграции
На основании изучения технологического регламента процесса разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) на центральной газофракционирующей установке (ЦГФУ), выполнения ее обследования и проведения измерений технологических параметров процесса построена энерго-технологическая схема процесса разделения (рис. 1).
В настоящее время в технологическом процессе задействованы пять ректификационных колонн. Это
колонна К-1 – узла выделения этан-пропановой фракции;
колонна К-2 – узла выделения изобутан-бутановой фракции;
колонны К3/1 и К-3/2 –узла разделения изобутан-бутановой фракции;
колона К-4 – узла выделения изопентан-пентановой фракции.
В технологической семе процесса разделения действующей в настоящее время также можно выделить несколько структур, в которых выполняется тепло-энергетическая подготовка технологических процессов:
узел конденсации этан-пропановой фракции, включающий теплообменные аппараты Т-20/1, 2, Т-21, Т-24/1, 2;
узел охлаждения и вывода на склад бутановой фракции, включающий теплообменные аппараты Т-11/1, 2,
узел охлаждения гексановой фракции, включающий теплообменные аппараты Т-14/1, 2.
Обследование теплоэнергетической системы установки показало, что в схеме используются только два рекуперативных теплообменных аппарата, подогревающих питание процесса – исходную фракцию ШФЛУ, заходящую на установку. Сначала питание подогревается в теплообменном аппарате Т-28 при теплообмене с конденсатом бойлеров колонн К-1 и К-2. Затем исходный поток нагревается до своей целевой температуры в теплообменнике Т-1 кубовым остатком колонны К-1 (рис. 1).
Тепловая мощность рекуперируемая в теплообменном аппарате Т-1 составляет значение, равное 424 кВт, а в теплообменнике Т-28 – значение 1304 кВт. Общая мощность рекуперации тепловой энергии равна QREC =1728 кВт.
Основные технические данные работающих в настоящее время на установке теплообменных аппаратов приведены в таблице 1.
Таблица 2. Технические характеристики теплообменных аппаратов задействованных на ЦГФУ в настоящее время
№ |
Горячий поток |
Холодный поток |
Tmin |
Q, кВт |
S, м2 |
||||
№ |
Твх, °С |
Твых, °С |
№ |
Твх, °С |
Твых, °С |
||||
Рекуперативные |
|||||||||
Т4 |
1 |
111 |
104 |
11 |
49 |
55 |
55 |
424 |
212 |
Т28 |
10 |
105 |
59 |
11 |
20 |
49 |
39 |
1346 |
175 |
Холодильники |
|||||||||
Т2/1 |
2 |
54 |
54 |
ОВ |
17 |
43 |
11 |
3513 |
830 |
Т2/2 |
2 |
54 |
54 |
ОВ |
17 |
43 |
11 |
3513 |
830 |
Т/20/1 |
3 |
54 |
26 |
ОВ |
17 |
24 |
9 |
1116 |
450 |
Т/20/2 |
3 |
54 |
45 |
ОВ |
17 |
36 |
18 |
1116 |
450 |
Т/21 |
3 |
38 |
18 |
ОВ |
14 |
17 |
4 |
1116 |
180 |
Т/24/1 |
3 |
32 |
19 |
ОВ |
17 |
22 |
2 |
1116 |
102 |
Т/24/2 |
3 |
32 |
19 |
ОВ |
17 |
22 |
2 |
1116 |
102 |
Т6/1 |
4 |
60 |
60 |
ОВ |
17 |
36 |
24 |
6570 |
860 |
Т6/2 |
4 |
60 |
60 |
ОВ |
17 |
36 |
24 |
6570 |
860 |
Т11/1 |
5 |
69 |
42 |
ОВ |
17 |
23 |
25 |
634 |
136 |
Т9/1 |
6 |
48 |
48 |
ОВ |
17 |
32 |
16 |
6055 |
1355 |
Т9/2 |
6 |
48 |
48 |
ОВ |
17 |
39 |
9 |
6055 |
1355 |
Т9/3 |
6 |
48 |
48 |
ОВ |
17 |
39 |
9 |
6055 |
1355 |
Т10/1 |
7 |
48 |
38 |
ОВ |
17 |
36 |
12 |
83 |
309 |
Т10/2 |
7 |
48 |
38 |
ОВ |
17 |
36 |
12 |
84 |
309 |
Т14/1,2 |
8 |
82 |
19 |
ОВ |
17 |
19 |
2 |
89 |
24 |
Т17/2 |
9 |
63 |
63 |
ОВ |
17 |
39 |
24 |
2433 |
1115 |
Испарители |
|||||||||
Т1/2 |
Пар |
|
|
12 |
111 |
111 |
|
10640 |
480 |
Т5/2 |
Пар |
|
|
13 |
109 |
109 |
|
11057 |
344 |
Т3/2 |
Пар |
|
|
14 |
69 |
69 |
|
18130 |
212 |
Т12/1 |
Пар |
|
|
15 |
82 |
82 |
|
1142 |
112 |
Т12/2 |
Пар |
|
|
15 |
82 |
82 |
|
1143 |
112 |
Во время обследования работы установки ЦГФУ были определены основные параметры технологических потоков, которые могут быть включены в теплоэнергетическую интеграцию процесса, в настоящем режиме работы.
