2.1.2. Прямая рекуперация тепла на установках когенерацией

Когенерация – выработка электроэнергии на технологической установке параллельно с проведением технологического процесса. В современных схемах когенерации электроэнергия вырабатывается в агрегате с газотурбинным приводом, а горячие выхлопные газы турбины, содержащие значительное количество свободного кислорода, направляются в парогенератор или технологическую печь, в которой, в случае необходимости, можно сжигать дополнительное топливо.

Плюсы применения когенерации:

1. уменьшается загрязнение теплообменной поверхности, так как теплообмен осуществляется не в радиантной, а конвекционной части печи;

2. увеличивается поверхность теплообмена (экономия на строительстве новой печи);

3. выработка пара позволяет уменьшить его потребление из котельной;

4. выработка электроэнергии на установке позволяет уменьшить закупку электроэнергии;

5. уменьшаются выбросы CO₂, SO₂, NO_x.

Как показано на рис. 2.4, аппарат, в котором рекуперируется теплота выхлопных газов газовой турбины, может быть включен в технологическую схему либо параллельно, либо последовательно с печью нагрева нефти [26].

Рис. 2.4. Рекуперация тепла на установках с когенерацией:

а – параллельное включение; б – последовательное включение; 1 – газовая турбина; 2 – теплообменники; 3 – электрогенератор; 4 – парогенератор; 5 – печь; 6 – колонна отбензинивания; I – нефть; II – воздух; III – природный газ (топливо); IV – дополнительное сжигание; V – питательная вода; VI – пар; VII – дымовые газы

2.2. Форсирование режима в колонне к-1

В промышленной практике эксплуатации установок первичной переработки нефти производительность, отбор и качество целевых нефтепродуктов зависят от эффективности работы каждой ректификационной колонны [13]. Например, от условий технологии и конструктивного оформления колонны К-1 зависит выбор режима работы перегонки нефти.

Режим работы колонн варьируют флегмовым числом и количеством отбираемого дистиллята. В результате проведенных экспериментов были получены следующие результаты:

1. при увеличении флегмового числа в колонне К-1:

• температура конца кипения бензина снизилась;

• отбор газобензиновой смеси также уменьшился, а доля отбора дистиллята в К-2 возросла;

• суммарная нагрузка колонн на конденсатор и трубчатые печи увеличилась;

• в нижней части колонны К-2 четкость погоноразделения оказалась хуже;

• выход газойлевой фракции уменьшился, что свидетельствует о провале части светлых фракций в мазут [27];

2) при увеличении отбора бензиновых фракций в К-1 за счет изменения температуры сырьевых потоков (температура верха колонны постоянная):

• качество этих фракций резко ухудшается по температуре конца кипения (увеличивается до 193 ^оС вместо 180 ^оС);

• основная часть керосиновых фракций (120-180 ^оС) будет потеряна в К-1 [28];

Таким образом, совместная переработка бензинов К-1 и К-2 с пониженным флегмовым числом в К-1 является экономически целесообразной [27].