1.6 Совершенствование химической схемы процесса

Снижение энергозатрат за счет совершенствования химической схемы достигается путем:

1. замены многостадийных процессов одностадийными;

2. замены эндотермических процессов на экзотермические с использованием выделяющегося тепла.

Мероприятия по сокращению стадийности производства особенно эффективны в технологических процессах, имеющих сложные узлы по промежуточному разделению продуктов реакции. Так, переход на одностадийное дегидрирование бутана в бутадиен обеспечивает экономию по крайней мере 22 % энергоресурсов, потребляемых на осуществление двухстадийного процесса. Внедрение экзотермического окислительного дегидрирования н-бутана позволяет в более чем 2 раза снизить расход водяного пара на единицу продукции, что приводит к значительному снижению ее себестоимости. Прямое окисление этилена в ацетальдегид обеспечивает снижение энергоресурсов примерно на 17% по сравнению с двухстадийным методом получения ацетальдегида из этилена через стадию получения этилового спирта.

2Повышение эффективности использования энергоресурсов

Улучшение использования энергоресурсов достигается по двум направлениям;

1. совершенствование систем использования первичных энергоресурсов;

2. максимальная утилизация вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).

Первое направление в условиях нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств реализуется повышением КПД преобразующих устройств: технологических печей, парогенераторов, пароперегревателей. Она может быть достигнута за счет совершенствования конструкций агрегатов, подбора благоприятного технологического режима, оптимального типа горелочных устройств, минимизацией коэффициентов избытка воздуха, снижения расхода пара на подогрев и распыление топлива, снижения безвозвратных потерь топлива. Например, применение на печах пиролиза горелки типа АГГ дает экономию топлива не менее 15 %, в 2 раза снижается выброс оксидов азота в атмосферу.

Не менее важен правильный выбор исходного первичного энергоносителя: мазута, газа или угля, а также привода для компрессоров, насосов, газодувок, транспортных линий.

Особый интерес представляют мероприятия, для реализации которых не требуются большие капиталовложения. К таким мероприятиям относятся:

• использование ВЭР;

• регенерация теплоты на технологических установках;

• оптимизация температурных режимов работы регенераторов теплоты;

• повышение тепловых и термодинамических КПД энергетических установок и энергопотребляющих элементов, в том числе агрегатов – источников побочных энергоресурсов;

• разработка эффективных тепловых схем энерготехнологических установок и их оптимизация с наиболее полной утилизацией энергоресурсов;

• использование принципов энерготехнологического комбинирования;

• модернизация теплоутилизационного оборудования; оптимизация работы крупных холодильных систем;

• совершенствование связей предприятий с централизованными источниками энергоснабжения внутрипромышленного узла на основе выбора наиболее эффективных направлений использования ВЭР, вида и параметров энергоносителей, вырабатываемых ТЭЦ.

Проблема максимальной утилизации побочных или вторичных энергетических ресурсов в нефтепереработке и нефтехимии представляет важнейшую задачу, так как в ВЭР переходит большая часть применяемой первичной энергии. Например, в производстве олефинов количество ВЭР достигает 0,7 ТУТ на 1 готовой продукции, в производстве бутадиена двухстадийным дегидрированием бутана 2,1 ТУТ/т бутадиена, в производстве ароматических углеводородов 0,25 ТУТ/т бензола.

Образующиеся в производствах нефтепереработки и нефтехимии вторичные энергоресурсы можно использовать или непосредственно в виде топлива или же преобразовывать в иные энергоносители в утилизационных установках.

Основными направлениями применения высокотемпературных ВЭР является их использование в котлах-утилизаторах для получения водяного пара, в воздухонагревателях рекуперативного и регенеративного типов для подогрева компонентов горения.

Низкопотенциальные ВЭР (дымовые газы с температурой ниже 300С, жидкости с температурой ниже 90С, воздух с температурой 60-70С) используются для получения горячей воды для производственных или хозяйственных нужд или же для нагрева промежуточных теплоносителей с последующей передачей ими теплоты. Большой интерес представляет использование низкопотенциальной теплоты в абсорбционных холодильных установках.