ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ И ГАЗА (OIL AND GAS)

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СТЕПЕНИ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА НА УСТАНОВКАХ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

(WAYS TO INCREASE THE HEAT RECOVERY RATE AT PRIMARY CRUDE OIL PROCESSING PLANTS)

Оптимизация теплообменных систем на установках первичной переработки нефти (атмосферно-вакуумных трубчатках) по‑прежнему является одной из наиболее сложных инжиниринговых задач с точки зрения поиска путей интеграции тепловых потоков для объектов топливно-энергетического комплекса. Зачастую службами нефтеперерабатывающих предприятий принимаются решения об установке дополнительной теплообменной поверхности без опоры на инженерную модель объекта и проведения пинч-анализа системы.
В статье рассмотрены пути малозатратной и комплексной оптимизации теплообменной сети установок первичной переработки нефти и дана оценка потенциального эффекта от рекуперации тепла путем организации дополнительного верхнего циркуляционного орошения атмосферной колонны и подвода тепла в куб отбензинивающей колонны типовой установки первичной переработки нефти. Сравнение полученного эффекта от использования дополнительной теплообменной поверхности при проведении верхнего циркуляционного орошения и на горячем потоке гудрона свидетельствует о наличии большего потенциала у последнего. На основании сравнения композитных кривых рассмотрена важнейшая роль исключения печи нагрева горячей струи отбензинивающей колонны для максимизации рекуперации тепла на установках первичной переработки нефти. Отмечено, что особое место в процессе оптимизации сложных теплообменных систем занимает изменение температурного профиля колонн за счет перераспределения тепла горячих циркуляционных орошений или организации дополнительного высокопотенциального циркуляционного орошения в нижней части колонны.
Для обоснования теоретических выводов приведены результаты расчетов наиболее эффективных комплексных путей оптимизации теплообмена атмосферно-вакуумных трубчаток на основании принципов пинч-анализа системы, многократно проверенных на предприятиях ПАО «НК «Роснефть» за последние пять лет инжиниринговой деятельности АО «ВНИИ НП».

Optimisation of heat-exchange systems in primary oil refineries (atmospheric-vacuum tube systems) is still one of the most challenging engineering tasks in terms of finding ways to integrate heat flows for fuel and energy facilities. Often, refinery services make decisions about installing an additional heat exchange surface without relying on an engineering model of the facility and conducting a pinch analysis of the system.
The paper considers ways of low-cost and complex optimization of heat-exchange network of primary refining units and gives estimation of potential effect from heat recovery by organization of additional upper circulating spraying of atmospheric column and heat supply to stripping cube of typical primary refining unit. Comparison of the received effect of additional heat-exchange surface at top circulation irrigation and at the hot stream of tar oil shows the bigger potential of the last one. On the basis of composite curves comparison the crucial role of hot stripper jet heating furnace exclusion for maximization of heat recovery at the primary oil processing plants is considered. It is pointed out, that a special place in the process of optimization of the complicated heat-exchange systems is occupied by changing temperature profile of the columns due to redistribution of heat of hot circulating spraying or organization of additional high-potential circulating spraying in the lower part of the column.
To substantiate theoretical conclusions the results of calculations of the most effective complex ways of atmosphericvacuum tube heat exchange optimization based on principles of pinch system analysis, repeatedly tested at “Rosneft” PJSC enterprises for the last five years of engineering activity of “VNII NP” JSC are given.

ТЕПЛООБМЕН, ПИНЧ-АНАЛИЗ, КОМПОЗИТНАЯ КРИВАЯ, ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ОРОШЕНИЕ

HEAT-EXCHANGE, PINCH-ANALYSIS, COMPOSITE CURVE, CIRCULATING IRRIGATION

Н.В. Панова1, e-mail: panovanv@vniinp.ru;

М.С. Лесухин1, e-mail: lesukhinms@vniinp.ru

1 Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» («ВНИИ НП») (Москва, Россия).

N.V. Panova1, e-mail: panovanv@vniinp.ru;

M.S. Lesukhin1, e-mail: lesukhinms@vniinp.ru

1 Joint Stock Company “All-Russian Scientific Research Institute for Oil Refining” (“VNII NP”) (Moscow, Russia).

Панова Н.В., Лесухин М.С. Пути повышения степени рекуперации тепла на установках первичной переработки нефти // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2021. № 11–12. С. 38–45.

Panova N.V., Lesukhin M.S. Ways to Increase the Heat Recovery Rate at Primary Crude Oil Processing Plants. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2021;(11–12):38–45. (In Russ.)

Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. Москва: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. 3-е изд., перераб. и доп. 677 c.

Смит Р., Клемеш Й., Товажнянский Л.Л. и др. Основы интеграции тепловых процессов. Харьков: НТУ «ХПИ», 2000. 458 c.

Ajao K.R., Akande H.F. Energy Integration of Crude Distillation Unit Using Pinch Analysis // Researcher. 2009. Vol. 1. Iss. 2. P. 54–66.

Доброва А.А., Ильчибаева А.К., Хидиятуллин А.С. и др. Анализ и оптимизация работы теплообменного оборудования установок атмосферно-вакуумной перегонки нефти // Нефтегазохимия. 2017. № 1. С. 40–46.

Канищев М.В., Мешалкин В.П., Ульев Л.М. Определение энергоэффективности установки первичной переработки нефти. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 7–8. С. 80–92.

Skoblo A.I., Molokanov Y.K., Vladimirov A.I., Shchelkunov V.A. Processes and Apparatuses of Oil and Gas Refining and Petrochemicals. Moscow: Nedra-Business Centre LLC; 2000. 3rd ed. revised and supplemented. (In Russ.)

Smith R., Klemesh J., Tovazhniansky L.L. et al. Fundamentals of Integration of Thermal Processes. Kharkov: National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”; 2000. (In Russ.)

Ajao K.R., Akande H.F. Energy Integration of Crude Distillation Unit Using Pinch Analysis. Researcher. 2009;1(2):54–66.

Dobrova A.A., Ilchibaeva A.K., Hidiyatullin A.S. et al. Analysis and Optimization of Heat Transfer Equipment of Atmospheric and Vacuum Distillation of Oil Refining. Neftegazokhimiya [Oil and Gas Chemstry]. 2017;(1):40–46. (In Russ.)

Kanischev M.V., Meshalkin V.P., Ulyev L.M. Energy Efficiency Determination for Crude Oil Unit. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019;(7–8):80–92. (In Russ.)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57