«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

О внутреннем энергосбережении в ректификационных колоннах первичной переработки нефти

УДК: 66.061.5
DOI: -

Авторы:

¹ МИРЭА - Российский технологический университет, Москва, Россия

Ключевые слова: внутреннее энергосбережение, ректификация, флегмовое число, нефть, флегма, первичная переработка нефти

Аннотация:

Приведены основные способы энергосбережения в энергоемких процессах химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Объяснены причины наибольших затрат теплоты при сушке влажных материалов и ограничение способов использования теплоты уходящего сушильного агента. Перечислены все возможные способы энергосбережения при выпаривании растворов солей и щелочи. Детально рассмотрены способы энергосбережения в процессах ректификации бинарных и многокомпонентных жидких смесей. Проведено сравнение способов энергосбережения в процессах ректификации на основе теории обратимой ректификации и на основе разработанной авторами этой статьи теории внутреннего энергосбережения. Доказана большая эффективность способов энергосбережения на основе теории внутреннего энергосбережения по сравнению с обратимой ректификацией. На основе теории внутреннего энергосбережения разработаны новые способы энергосбережения. Доказано, что внутреннее энергосбережение в ректификационных колоннах зависит от флегмового числа в укрепляющей секции колонны и отношения числа теоретических тарелок в укрепляющей и отгонной секциях. Рассмотрена возможность применения этой теории для улучшения качества продуктов первичной переработки нефти в сложных колоннах с отпарными секциями.

Список литературы:

1. Процессы и аппараты химической технологии. Общий курс: учеб. в 2 т. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов [и др.]; под ред. В.Г. Айнштейна. – 10-е изд. – СПб.: Лань, 2023. – 1792 с.
2. Benedict M. Multistage separation processes // Chemical Engineering Progress. – 1947. – Vol. 43, No. 2. – P. 41–45.
3. Fonyo Z. Thermodynamic analysis of rectification. Reversible model of rectification // Int. Chemical Engineering. – 1974. – Vol. 14, No. 1. – P. 18–27.
4. Wakabayashi T., Ferrari A., Hasebe S. Design and commercial operation of a discretely heat-integrated distillation column // Chemical Engineering Research and Design. – 2019. – Vol. 147. – P. 214–221. – DOI: 10.1016/j.cherd.2019.04.036
5. Internally heat-integrated distillation columns: A review / M. Naкaiwa, K.J. Huang, A. Endo [et al.] // Chemical Engineering Research and Design. – 2003. – Vol. 81, No. 1. – P. 162–177. – DOI: 10.1205/026387603321158320
6. Halvorsen I.J., Skogestad S. Energy efficient distillation // J. of Natural Gas Science and Engineering. – 2011. – Vol. 3, Issue 4. – P. 571–580. – DOI: 10.1016/j.jngse.2011.06.002
7. Koeijer G.M., Røsjorde A., Kjelstrup S. Distribution oh heat exchange in optimum diabatic distillation columns // Energy. – 2004. – Vol. 29, Issue 12-15. – P. 2425–2440. – DOI: 10.1016/j.energy.2004.03.034
8. Kim Young Han. Design and control of energy-efficient distillation columns // Korean J. of Chemical Engineering. – 2016. – Vol. 33, Issue 9. – P. 2513–2521. – DOI: 10.1007/s11814-016-0124-4
9. Fonyo Z., Mizsey P. Economic applications of heat pumps in integrated distillation systems // Heat Recovery Systems and CHP. – 1994. – Vol. 14, Issue 3. – P. 249–263. – DOI: 10.1016/0890-4332(94)90020-5
10. Захаров М.К., Егоров А.В., Подметенный А.А. О целесообразности распределенного подвода теплоты в ректификационных колоннах // Хим. технология. – 2022. – Т. 23, № 3. – С. 123–130. – DOI: 10.31044/1684-5811-2022-23-3-123-130
11. Захаров М.К. Процессы и аппараты химической технологии. Теория и способы энергосбережения в ректификации: учеб. пособие для вузов. – СПб.: Лань, 2024. – 228 с.
12. Канафеева Д.И., Ясашин В.А., Радаев Г.В. Анализ путей повышения эффективности оборудования нефтепереработки // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2020. – № 3(117). – С. 52–55. – DOI: 10.33285/1999-6934-2020-3(117)-52-55
13. Черный Ю.И. Основные показатели развития мировой нефтеперерабатывающей промышленности в начале XXI века // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2011. – № 4(265). – С. 236–244.
14. Томина А.П. Анализ условий и формирование предпосылок инновационного развития предприятий нефтяной отрасли // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2011. – № 1(262). – С. 136–145.
15. Прокофьева Т.В., Круглов С.С., Круглов С.С. Снижение энергетических и капитальных затрат на атмосферном блоке установки АВТ // Технологии нефти и газа. – 2022. – № 3(140). – С. 3–6. – DOI: 10.32935/1815-2600-2022-140-3-3-6
16. Zakharov M.K., Boichuk A.A. Influence of internal energy saving on selection of optimum scheme of heating for mixture separation in fractionating column // Chemical and Petroleum Engineering. – 2019. – Vol. 54, № 11-12. – P. 901–909. – DOI: 10.1007/s10556-019-00570-4
17. Zakharov M.K., Pletnev D.B. On the necessity of increasing the reflux ratio in complex crude oil separation columns // Sino-Russian symposium on reducing emissions and improving the environmental component of the chemical and petrochemical industry: Collection of works, Moscow, May 27–28, 2024. – Moscow: National University of Oil and Gas "Gubkin University", 2024. – P. 181–183.