автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена методами энерготехнологического комбинирования

На правах рукописи

МИХАЙЛОВА ЛЮДМИЛА ВАЛЕРЬЯНОВНА

Повышение энергетической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена методами энерготехнологического комбинирования

Специальность 05.14.04 - «Промышленная теплоэнергетика»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2005 г.

Диссертация выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Казанского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель:

член-корреспондент РАН, доктор технических наук Назмеев Юрий Гаязович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Николаев Андрей Николаевич

кандидат технических наук Бакаев Марат Робертович

Ведущая организация: Волгоградский государственный

технический университет

Защита состоится « 12 » мая 2005 г. в 15 час. 00 мин. в конференц-зале КазНЦ РАН на заседании диссертационного совета Д022.004.01 при Казанском научном центре Российской академии наук (Исследовательском центре проблем энергетики).

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 190.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского научного центра Российской академии наук.

Автореферат разослан« 11 » апреля 2005 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д022.004.01,

к.т.н. / Шамсутдинов Э.В.

Мсел

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство низших олефинов по объему вырабатываемой продукции занимает первое место среди производств органического синтеза и при этом является крупным потребителем топливно-энергетических ресурсов, что обусловлено большими удельными расходами топлива и энергии при многостадийной переработке углеводородного сырья, а также увеличением выпуска нефтехимической продукции. Показатели норм расхода энергетических ресурсов ОАО «Казаньоргсинтез» для выработки этилена в 2003 году составили 700 тыс. Гкал/год теплоты в виде водяного пара, 400 тыс. Гкал/год холода, 280 тыс. МВтч/год электроэнергии.

Наиболее топливо- и энергоемким участком теплотехнологической схемы производства низших олефинов, таких как этилен, пропилен, бутен, бутан, бутадиен, является участок пиролиза или термического разложения углеводородного сырья. Энергопотребление рассматриваемой стадии пиролиза при производстве низших олефинов - 200 тыс. Гкал/год теплоты, 95 тыс. Гкал/год холода, 65 тыс, МВт-ч/год электроэнергии. При этом стадия пиролиза углеводородного сырья характеризуется значительным выходом как высоко-, так и низкопотенциальных тепловых, а также горючих вторичных энергетических ресурсов. В настоящее время на мировом рынке наблюдается тенденция роста спроса на этилен и пропилен. В 2003 году общая мощность производства этилена составила 334 тыс. тонн в год. Достигнутая производственная мощность рассматриваемой стадии пиролиза - 78 тыс. тонн в год. Как следствие, наблюдается рост темпов потребления топлива, тепловой, электрической энергии в производстве низших олефинов. В связи с этим возрастает важность задачи совершенствования энергоиспользования и снижения затрат топлива и энергии в рассматриваемом производстве.

В качестве перспективного направления энергосбережения можно назвать организацию систем утилизации образующихся на предприятиях по производству низших олефинов вторичных энергетических ресурсов в рамках энерготехнологических комбинированных систем.

Теплотехнологическая схема пиролиза в производстве низших олефинов включает в себя более ста аппаратов, а все производство этилена - несколько сотен и даже тысяч разнотипного оборудования, которое различается по назначению, конструкции, по структуре включения в технологическую линию с учетом взаимодействия с системами энергообеспечения. Работа каждого аппарата влияет на графики энергопотребления и выхода вторичных ресурсов в той технологической линии, к которой относится данный элемент. Оценить эффективность работы такой системы возможно на. '""ЧЛВ? системного анализа,

МЛЦМОНАЛЬНМ I

«Ш1 I

включающего анализ структуры внутренних и внешних связей рассматриваемого объекта, а также тепловой и термодинамический анализ.

Анализа структуры связей теплотехнологической схемы пиролиза в производстве низших олефинов заключается в выявлении зависимостей между элементами схемы, выделении замкнутых последовательностей элементов и определении оптимальной последовательности ее расчета. Термодинамический анализ, основанный на применении эксергетического метода, позволяет оценить степень термодинамического совершенства системы, выявить потери от необратимости для всей системы и элементов, произвести оценку эффективности элементов в составе системы, определить величину технически работоспособной энергии.

Системный анализ позволяет оценить резервы энергосбережения и выявить оптимальный вариант повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в производстве низших олефинов на базе энерготехнологических комбинированных систем. Энерготехнологическое комбинирование является наиболее перспективным направлением энергосбережения в нефтехимии.

Целью работы является организация системы комплексной утилизации вторичных энергетических ресурсов для теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) на базе комбинированных энерготехнологических систем.

Научная новизна;

1. На основе методов математического моделирования проведен анализ структуры внутренних и внешних связей исследуемого объекта -теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена).

2. В результате проведения системного анализа, декомпозиции и синтеза теплотехнологической схемы получена расчетная модель стадии пиролиза в производстве низших олефинов.

3. Проведен анализ тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена).

4. Предложены схемные решения по организации новой системы утилизации вторичных энергетических ресурсов в рамках энерготехнологической комбинированной системы стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена), обеспечивающей выработку технологической продукции и энергоносителей в виде пара, горячей воды и холода требуемых параметров на основе применения пароструйных компрессоров и абсорбционных холодильных машин.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанные в диссертационной работе положения и реализованные программы могут быть использованы при усовершенствовании уже действующих и проектировании новых теплотехнологических схем нефтехимических производств, в частности, теплотехнологических схем пиролиза в производстве низших олефинов.

Результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы к применению при организации энерготехнологических комплексов на предприятиях по производству низших олефинов.

Автор защищает; комплексную методику проведения системного анализа теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена); результаты анализа и оценки тепловой и термодинамической эффективности и разработанную на их основе систему утилизации вторичных энергоресурсов в рамках энерготехнологической комбинированной системы стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена).

Личное участие. Основные результаты работы получены автором лично под руководством член-корр. РАН, д.т.н. Назмеева Ю.Г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на следующих научно-технических конференциях:

1. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, март 2000 г.;

2. Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань, 2-4 октября 2002 г.;

3. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, март 2003 г.;

4. Ш Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники», Киев, Украина, 29 сентября - 4 октября 2003 г.;

5. IV Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», Казань, 18 -20 декабря 2003 г.;

6. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, 6-8 апреля 2004 г.;

7. IV Школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», 28 - 29 сентября 2004 г.;

8. V Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность. Энергосбережение», Казань, 1-3 декабря 2004 г.;

9. Итоговая научная конференция 2004 года Казанского научного центра Российской академии наук, Казань, 8-16 февраля 2005 г.;

10 Одиннадцатая ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энерг етика», Москва, 1 — 2 марта 2005 г Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ Объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения. Работа содержит 23 рисунка и 33 таблиц. Список использованной литературы содержит 157 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен обзор литературных источников, посвященных основным направлениям энергосбережения в нефтехимической промышленности на примере производил ва низших олефинов. Рассмотрено применение системного анализа для оценки совершенства теплотехнологических схем

В результате сделаны следующие выводы 1. Производство низших олефинов - основных продуктов нефтехимии, являющихся исходными веществами для производства полиэтилена, полипропилена, стирола, ацетона, этиленгликоля, поливинилхлорида, характеризуется большими удельными расходами топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Но при этом на предприятиях по производству низших олефинов основные направления использования имеющихся вторичных энергетических ресурсов несовершенны. Современное состояние работ по энергосбережению говорит о необходимости организации новых систем утилизации ВЭР в рамках комбинированных энерготехнологических систем.

2 Для предприятий органического синтеза, в частности, производства этилена и пропилена, бутана, бугена, бутадиена основными направлениями повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов на сегодняшний день являются: а) переход на энергосберегающие технологии и конструктивное совершенствование технологических агрегатов и процессов; б) повышение тепловых и термодинамических КПД энергетических установок и энергопотребляющих элементов, в том числе агрегатов - источников побочных энергоресурсов за счет улучшения организации технологических процессов и режимов работы афегатов; в) построение энерготехнологического комплекса и его оптимизация с привлечением методов математического моделирования производственных процессов и систем.

3. Системный анализ теплотехнологической схемы пиролиза в производстве низших олефинов позволяет исследовать структуру внутренних и внешних связей элементов теплотехнологической схемы,

проанализировать эффективность исследуемого объекта по тепловому и термодинамическому критериям; направлен на поиск эффективных решений по организации энерготехнологических комплексов.

Во второй главе представлены основные сведения о характеристиках, свойствах, технологии получения и области применения низших олефинов. Представлена существующая схема наиболее энергоемкой стадии производства низших олефинов - стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена. Рассмотрена структура теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) на заводе «Этилен» ОАО «Казаньоргсинтез». Проектная мощность по этилену этого участка производства составляет 62,4 тыс.т/год, по пропилену - 29,5 тыс.т/год; достигнутая мощность по этилену - 78,0 тыс.т/год, по пропилену - 39,6 тыс.т/год.

В третьей главе приведены результаты анализа структуры внутренних и внешних связей теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена), полученные с помощью прикладной программы, которая позволяет:

1. определять структуру связей между элементами;

2. выделять замкнутые и разомкнутые последовательности элементов или идентифицировать имеющиеся в теплотехнологической схеме контуры, а также потоки и элементы, их образующие;

3. вычислять количество контуров, определять их состав и ранг;

4. определять минимально необходимое количество потоков, условный разрыв которых позволяет выявить оптимальную последовательность расчета и рассчитать многоконтурную теплотехнологическую схему. Анализ структуры внутренних и внешних связей исследуемого объекта произведен с использованием графоаналитического метода. Теплотехнологическая схема пиролиза в производстве низших олефинов представлена в виде графа. Элементы схемы являются вершинами графа, а технологические и энергетические потоки — дугами графа. При помощи матрицы смежности, отображающей построенный граф, выявлены разомкнутые последовательности элементов и контуры (замкнутые последовательности элементов), а также системы контуров. Найдены оптимальные места разрыва контуров.

На основе результатов анализа структуры внутренних и внешних связей исследуемого объекта выбрана последовательность расчета теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена).

В четвертой главе проведены анализ и оценка тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и

пропилена) Для проведения анализа осуществлена декомпозиция теплотехнологической схемы пиролиза по слабым связям на отдельные блоки. Полученная схема носит название балансовой теплотехнологической схемы (БТТС). Определены действительные значения тепловой и эксергетической мощности потоков энергии и вещества на входе и выходе элементов БТТС, составлены материальные, тепловые и эксергетические балансы, определены тепловые и эксергетические КПД, выявлены потери теплоты и эксергии для каждого элемента и схемы в целом. Проведен анализ и произведена оценка термодинамической эффективности БТТС, ее элементов, резервов энергосбережения БТТС. Выявлены основные технологические и энергетические потоки, которые могут быть полезно использованы на производстве. Предложены конкретные энергосберегающие мероприятия.

Проведен тепловой и термодинамический анализ для каждого из блоков БТТС или для каждого участка рассматриваемой стадии пиролиза в производстве низших олефинов, который показал, что эксергетический КПД стадии пиролиза составил 46,12% На рис 1, 2 приведены диаграммы потоков эксергии основных участков стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена).

Для оценки совершенства рассматриваемых объектов использованы широко известные критерии эффективности. Это тепловой и эксергетический коэффициенты полезного действия (КПД), рассчитываемые относительно подведенной и относительно переданной теплоты и эксергии. Данные критерии не позволяют определить эффективность использования теплоты и эксергии в системе. Они определяют способность объекта передавать или использовать теплоту или эксергию, но не позволяют оценить, как и в каком количестве используется теплота или эксергия в составе всей системы производства. Поэтому эффективность использования теплоты или эксергии в системе производится при помощи дополнительных критериев эффективности: коэффициента системного использования (КСИ) и коэффициента полезного использования (КПИ).

Коэффициент системного использования эксергии позволяет оценить долю использования в системе подведенной к объекту эксерши:

Рис. 1 Диаграмма потоков эксергии для элементов участка пиролиза углеводородных газов, отмывки пиролизного газа в скрубберах: 3 — печь пиролиза; 4 - котел-утилизатор; 5 - подогреватель; 6 - закалочный аппарат; 7 — дозакалочная камера пенного аппарата; 8 -пенный аппарат, 9 - теплообменный аппарат; 10 - скруббер; 11 - скруббер; г)е - эксергетический КПД элемента, %

#С#(£)--^г---—-> (1)

где - эксергия, подведенная к объекту (затраты); Р" - эксергия,

отведенная из объекта (эффект), по1ери эксергии в объекте, £ -потери эксергии с отведенными из объекта потоками вещества.

Разница между КПД и КСИ показывает потери подведенной к объекту эксергии с отводимыми потоками Эксергия, теряемая с отводимыми из объекта потоками, является вторичным энергоресурсом и может быть использована при организации мероприятий по энергосбережению.

Коэффициент полезного использования (КПИ) позволяет оценить долю полезного использования в сисгеме переданной в объекте эксергии:

У &£"

(2)

где £ Е' ' эксергия, переданная в объекте; £", - только полезно воспринятая в объекте эксергия.

КПИ показывает целесообразность применения рассматриваемого объекта для проведения технологических процессов.

Также проведен анализ тепловой и термодинамической эффективности всей теплотехнологической схемы пиролиза с оценкой эффективности отдельных элементов в составе системы производства

В пятой главе предложена система утилизации ВЭР на базе ЭТКС (энерготехнологической комбинированной системы) стадии пиролиза в производстве низших олефинов (рис. 3).

Синтезируемая ЭТКС предназначена для выработки технологического пара с давлением 0,45 МПа, захоложенной воды с температурой 7°С и покрытия нагрузок на подогрев технологических потоков, отопление и горячее водоснабжение. Основой предлагаемой схемы является утилизационный контур, обеспечивающий непрерывную транспортировку теплоты от источников к потребителям. В теплообменном аппарате 1 осуществляется отвод теплоты от циркуляционной воды скрубберов, за счет чего происходит подогрев воды с 40 до 60°С. Данный теплообменный аппарат заменяет воздушный холодильник, имеющий место в БТТС Далее вода подогревается до 95°С за счет теплоты конденсата, образующегося в данной схеме (аппарат 2). В промежуточной емкости 3 происходит смешение подогретой воды и охлажденного конденсата. Циркуляционная вода прокачивается насосом через теплообменник на дымовых газах 4, где подогревается до 155°С за

Рис 3. Принципиальная схема утилизационной системы ЭТКС стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена). 1,2,4, 8 -12 - теплообменные аппараты, 3, 13 - промежуточные емкости, 5 - сепаратор, 6 - пароструйный компрессор; 7 - абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина

счет теплоты уходящих газов печей пиролиза. Дымовые газы охлаждаются до 150°С и сбрасываются в атмосферу. Горячая циркуляциоггная вода с температурой 155°С используется как источник образования пара вторичного вскипания. Для этого она сбрасывается в сепаратор 5, где кипит с образованием пара вторичного вскипания за счет расширения с давления 0,55 МПа в трубопроводе циркуляционной воды до давления 0,22 МПа в сепараторе 5. Образовавшийся пар вторичного вскипания отсасывается пароструйным компрессором 6, в котором используется энергия расширения пара с ТЭЦ от давления 1,6 МПа до технологического давления 0,6 МПа. Такое решение позволяет полезно использовать энергию расширения, теряемую при вынужденном дросселировании водяного пара. После сепаратора 5 циркуляционная вода с температурой 123°С насосами подается в абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину (АБХМ) 7. В ней вырабатывается захоложенная вода с температурой 7°С. Холод, вырабатываемый в АБХМ, используется для охлаждения циркуляционной воды второго контура скрубберов, а

также для охлаждения пиролизного газа (аппараты 8, 9, 10). Здесь охлаждающая циркуляционная вода заменяет антифриз, поступающий на производство со стороны. После АБХМ циркуляционная вода с температурой 100°С поступает в теплообменник 11, в котором охлаждается до 40°С за счет подогрева сырья от 3 до 80°С. Сырье затем подается на пиролиз в трубчатые печи. Часть воды с температурой 100°С используется для покрытия нагрузок отопления и горячего водоснабжения, а также поступает на стадию химводоочистки. Охлажденные потоки воды 1 собираются в емкости 13, откуда насосом перекачиваются в аппарат 1 для

охлаждения циркуляционной воды первого контура скрубберов.

Организация ЭТКС позволяет, не изменяя технологии, решать задачи по энергообеспечению производства. Эффект от внедрения утилизационной системы ЭТКС комплексный. Применительно к разработанной системе утилизации ВЭР на базе ЭТКС стадии пиролиза достигается тройной эффект. Во-первых, имеет место экономия от замещения части пара с ТЭЦ паром вторичного вскипания за счет использования пароструйного компрессора вместо дросселирования. Во-вторых, экономия антифриза счет использования АБХМ. И в-третьих, экономия за счет снижения затрат на отопление, горячее водоснабжение и подогрев технологических потоков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе методов математического моделирования проведен анализ структуры внутренних и внешних связей исследуемого объекта -теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена). Реализована прикладная программа, позволяющая идентифицировать имеющиеся в теплотехнологической схеме контуры, а также потоки и элементы, их образующие, определять минимально необходимое количество потоков, условный разрыв которых позволяет рассчитать всю многоконтурную теплотехнологическую схему. . 2. В результате проведения системного анализа произведены

декомпозиция и синтез теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена), выявлена оптимальная последовательность расчета и получена расчетная модель теплотехнологической схемы пиролиза

3. Проведен анализ тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза. Определены критерии эффективности КСИ и КПИ. Произведена оценка уровня полезного использования подведенной и переданной эксергии в отдельных

элементах, блоках и БТТС в составе системы производства. При расходе сырья (пропан-бутановой и этановой фракций) в количестве 34,538 т/ч к БТТС стадии пиролиза подводится 49,291 МВт (100%) эксергии. Из-за термодинамического несовершенства процессов теряется 18,604 МВт. В элементах БТТС передается 32,602 МВт (100%) эксергии, из которых воспринимается 15,036 МВт (51,9%).

4. Выполнена оценка термодинамической эффективности основных элементов БТТС стадии пиролиза. По количеству переданной эксергии первое место занимают печи пиролиза (69,06 %), второе - подогреватели сырья и топлива (7,12 %), третье - котлы-утилизаторы (6,88 %), затем следуют скрубберы. Произведена оценка термодинамической эффективности элементов БТТС по балансу КПИ(Е). Выявлены элементы, в которых происходят потери из-за неэффективного использования воспринятой эксергии (теплообменники скрубберов).

5. Полученные результаты позволяют оценить резервы энергосбережения в теплотехнологической схеме пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена). В результате анализа эффективности теплотехнологической схемы пиролиза по тепловому и термодинамическому критериям выявлен ряд технологических и энергетических потоков, эксергия которых может быть использована на предприятии. Особое внимание следует уделить потокам парового конденсата, метано-водородной фракции, паров углеводородов, водяного пара и потокам дымовых газов печей пиролиза. По уровню тепловой мощности выделяются низкотемпературные потоки ВЭР с оборотной водой. Наибольшей эксер1ет и ческой мощностью характеризуются потоки вырабатываемого в котлах-утилизаторах водяною пара, потоки дымовых газов и парового конденсата.

6. В результате проведения термодинамического анализа определены возможные направления использования имеющихся на предприятии резервов энергосбережения.

7. Разработана новая система утилизации вторичных энергоресурсов на базе энерготехнологической комбинированной системы стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена). Проведена термодинамическая оценка эффективности утилизационной системы ЭТКС Использование переданной эксергии - 67,46% Полезное использование переданной в утилизационной системе ЭТКС эксергии по балансу КПИ(Е) - 66,46%.

8. В результате включения утилизационной системы в рамках ЭТКС стадии пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) получены следующие результаты:

а) коэффициент полезного использования теплоты в БТТС стадии ииролиза после включения УС ЭТКС увеличился с 73,58% до 86,94%, коэффициент полезного использования эксергии с 43,82% до 52,43%;

б) потери генловой и жсергетической мощности с отводимыми потоками энергии и вещества уменьшились; утилизирована большая часть ранее теряемой теплоты. Утилизированная теплота использована для получения водяного пара, охлаждения технологической воды с t=12°C до t-7°C, для охлаждения пиролизного газа, циркуляционной воды скрубберов, подогрева сырья, а также для покрытия нагрузок на отопление и горячее водоснабжение.

в) возможная экономия условного топлива составила 3,68 1ыс. т у.т./год или 2 млн. 100 тыс. руб.

9. Реализована программа для расчета основных характеристик пароструйного компрессора.

10. Проведен расчет АБХМ, используемой в УС ЭТКС стадии пиролиза в производстве низших олефинов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Михайлова Л.В. Энерготехнологическое комбинирование высокотемпературных установок // Аспиран1ско-ма1 истерский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. - Казань, 2000.

2. Сосунова Л.В. Создание эффективных энерготехнологических комплексов производств в нефтехимической промышленности // Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (2-4 октября 2002 г).: Тез. докл. - Казань, 2002.

3. Сосунова Л.В. Повышение эффективности энергоиспользования в производстве этилена // Аспирантско-магжперский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. - Казань, 2003.

4. Сосунова Л В Повышение эффективности процессов нефтехимических производств за счет утилизации тепловых вторичных энергетических ресурсов // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. - Казань, 2003.

5. Сосунова Л.В. Разработка системы комплексной утилизации ВЭР в производстве этилена. «Промышленная теплотехника» - 2003, № 4, Т. 25. -С. 201 -202.

6. Сосунова Л.В , Назмеев Ю.Г. Утилизация вторичных энергетических ресурсов в процессе пиролиза и компримирования производства этилена и пропилена // IV Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность и

энергосбережение в современных условиях хозяйствования» (18 - 20 декабря 2003 г.): Материалы конф. - Казань, 2003.

7. Сосунова Л.В. Исследование структурной зависимости элементов теплотехнологической схемы получения этилена и пропилена // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ (6-8 апреля 2004 г.): Тез. докл. - Казань, 2003.

8. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Сосунова Л.В. Определение оптимальной последовательности расчета комбинированной энерготехнологической системы стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен в производстве изопрена. Изв. Вузов. «Проблемы энергетики». -2003, № 9 - 10.

9. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Сосунова Л.В. Построение математической модели комбинированной энерготехнологической системы стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен. Изв. Вузов. «Проблемы энергетики». - 2003, № 11 - 12, С. 27 — 38.

10.Сосунова Л.В. Структурный анализ теплотехнологической схемы процесса пиролиза и компримирования в производстве этилена и пропилена // IV Школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена ' и гидродинамики в энергомашиностроении» (28 - 29 сентября 2004 г.): Материалы конф. -Казань, 2004.

11.Сосунова Л.В., Валиев Р.Н. Структурно-термодинамический анализ на примере производства этилена как способ определения возможных направлений экономии тепловых энергоресурсов // V Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность. Энергосбережение» (1-3 декабря 2004 г.): Материалы конф. - Казань, 2004.

12. Сосунова Л.В., Назмеев Ю.Г. Системный анализ и оценка эффективности теплотехнологических схем промышленных предприятий // Одиннадцатая ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (1-2 марта 2005 г.): Тез. докл.. - Москва, 2005.

Центр инновационных технологий Россия, РТ, г. Казань, ул. К.Фукса, д. 11/6

Подписано в печать //. ^.О.Б'формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л.'/, 0 Тираж 100 экз.

Отпечатано в Центре инновационных технологий Россия, РТ, 420111, г. Казань, ул. К.Фукса, 11/6 Лиц. ПЛ №0173 от 26.10.99. Тел. 38-97-56

¿-6 8

РНБ Русский фонд

2006-4 4791

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ состояния вопроса.

1.1. Повышение эффективности энергоиспользования в совместном производстве этилена и пропилена.

1.2. Анализ структуры внутренних и внешних связей теплотехнологических схем.

1.3. Исследование термодинамического совершенства промышленных и энергетических систем.

1.4. Выводы.

Глава 2. Теплотехнологическая схема пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

2.1. Основные сведения о свойствах низших олефинов, технологии пиролиза.

2.2. Характеристика стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

Глава 3. Анализ структуры связей теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Блок-схема программы для проведения анализа структуры внутренних и внешних связей теплотехнологических схем.

3.3. Результаты проведения анализа структуры связей теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

3.4 Выводы.

Глава 4. Тепловой и термодинамический анализ и оценка эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Методика проведения теплового и термодинамического анализа и расчета тепловой и термодинамической эффективности.

4.3. Информационная часть термодинамического анализа.

4.4. Оценка тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

4.5. Анализ результатов расчета термодинамической эффективности.

4.6. Выводы.

Глава 5. Организация системы утилизации ВЭР на базе энерготехнологической комбинированной системы стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Структура комбинированного использования ВЭР для теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

5.3 Использование пароструйных компрессоров в утилизационной системе на базе ЭТКС.

5.4 Расчет абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины в утилизационной системе на базе ЭТКС.

5.5. Оценка эффективности разработанного энерготехнологического комплекса для стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

5.6. Выводы.

Актуальность темы

Предприятия нефтехимической отрасли относятся к числу наиболее крупных потребителей топливно-энергетических ресурсов. На предприятиях нефтехимии ежегодно расходуется около 30 млн. т. условного топлива и 650 млн. ГДж теплоты. По уровню потребления тепловой энергии она занимает первое место, по затратам натурального топлива - пятое место, по затратам электрической энергии — третье место среди других отраслей промышленности.

Одним из крупнейших предприятий нефтехимической промышленности Татарстана и России, производящим ежегодно более 1 млн. тонн химической продукции, является Акционерное общество «Казаньоргсинтез». ОАО «Казаньоргсинтез» сохраняет лидирующее положение в России среди производителей полиэтилена низкого и высокого давления (ПВД и ПНД) и является его крупнейшим экспортером. Удельный вес ПВД и ПНД в товарной продукции предприятия составляет 60%. Исходным сырьем для производства полиэтилена служит этилен - один из целевых продуктов олефинового производства, осуществляемого на первом в технологической цепочке ОАО «Казаньоргсинтез» заводе «Этилен». Наиболее топливо- и энергоемким участком теплотехнологической схемы производства низших олефинов, таких как этилен, пропилен, бутен, бутан, бутадиен, и ряда ароматических углеводородов, является участок пиролиза или термического разложения углеводородного сырья. Показатели норм расхода энергетических ресурсов ОАО «Казаньоргсинтез» для выработки этилена в 2003 году составили 700 тыс. Гкал/год теплоты в виде водяного пара, 400 тыс. Гкал/год холода, 280 тыс. МВт-ч/год электроэнергии. Энергопотребление рассматриваемой стадии пиролиза одной из технологических линий при производстве низших олефинов - 200 тыс. Гкал/год теплоты, 95 тыс. Гкал/год холода, 65 тыс. МВт-ч/год электроэнергии. Кроме того, стадия пиролиза углеводородного сырья характеризуется значительным выходом тепловых высокопотенциальных, тепловых низкопотенциальных и горючих вторичных энергетических ресурсов.

В последнее время на мировом рынке наблюдается тенденция роста спроса на этилен и пропилен. На ОАО «Казаньоргсинтез» в 2003 году общая мощность производства этилена составила 334 тыс. тонн в год. Достигнутая производственная мощность по этилену рассматриваемой стадии пиролиза составила 78 тыс. тонн в год, по пропилену - 39,6 тыс. тонн в год. Рост объемов производства этилена по сравнению с предыдущим годом - 11,3%. Кроме того, в результате осуществляемой модернизации и расширения производства планируется увеличить выпуск этилена с 334 тыс. тонн до 600 тыс. тонн в год и нарастить производство полиэтилена различных марок до 700 тыс. тонн в год. Реконструкция завода «Этилен» позволит вывести "Казаньоргсинтез" в лидеры этиленового рынка стран СНГ. Как следствие, наблюдается рост темпов потребления топлива, тепловой и электрической энергии в производстве низших олефинов. В данных условиях проблема повышения эффективности использования всех видов энергии в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) становится все более актуальной.

При значительной энергоемкости теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена нужно отметить недостаточно эффективное использование образующихся на предприятии вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). В производстве этилена и ряда других продуктов олефинового производства теряется значительное количество теплоты уходящих из печей пиролиза дымовых газов, продуктовых потоков, охлаждающей воды. К вторичным энергоресурсам рассматриваемого производства также можно отнести теплоту продуктов реакции (пирогаза, паров верхнего продукта колонн), теплоту образующегося конденсата, теплоту, отводимую в системах принудительного охлаждения (теплоту циркуляционной воды скрубберов).

Наиболее перспективным направлением энергосбережения в нефтехимической промышленности на сегодняшний день считается создание энерготехнологических комплексов, в которых топливно-энергетические ресурсы используются с наибольшей эффективностью [1-5]. Применение принципов энерготехнологического комбинирования стало обязательным условием проектирования новых нефтехимических производств. На действующих предприятиях по производству низших олефинов, где уже сформировалась своя теплотехнологическая структура, принцип энерготехнологического комбинирования в полной мере реализован быть не может, но возможно его частичное использование через организацию систем утилизации неиспользуемых на предприятии вторичных энергоресурсов на базе энерготехнологических комбинированных систем.

Теплотехнологические схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) представляют собой сложные объединения, состоящие из множества различных взаимозависимых элементов, различающихся по назначению, конструкции, по структуре включения в технологическую линию с учетом взаимодействия с системами энергообеспечения. Работа каждого аппарата влияет на графики энергопотребления и выхода вторичных ресурсов в той технологической линии, к которой относится данный элемент. Оценить эффективность работы такой системы возможно на основе системного анализа теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена), включающего анализ структуры внутренних и внешних связей рассматриваемого объекта, а также тепловой и термодинамический анализ.

Анализа структуры связей теплотехнологической схемы пиролиза в производстве этилена и пропилена заключается в выявлении зависимостей между элементами схемы, выделении замкнутых последовательностей элементов и определении оптимальной последовательности ее расчета. Термодинамический анализ, основанный на применении эксергетического метода, позволяет оценить степень термодинамического совершенства исследуемой системы, выявить потери от необратимости для всей системы и элементов, произвести оценку эффективности элементов в составе системы, определить величину технически работоспособной энергии.

Системный анализ позволяет оценить резервы энергосбережения и выявить оптимальный вариант повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в теплотехнологической схеме пиролиза при производстве этилена и пропилена.

Следовательно, целью работы является организация системы комплексной утилизации вторичных энергетических ресурсов для теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве низших олефинов (этилена и пропилена) на базе комбинированных энерготехнологических систем.

Научная новизна состоит в следующем:

1. На основе методов математического моделирования проведен анализ структуры внутренних и внешних связей исследуемого объекта -теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

2. В результате проведения системного анализа, декомпозиции и синтеза теплотехнологической схемы исследуемого объекта получена расчетная модель теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

3. Проведен анализ тепловой и термодинамической эффективности рассматриваемой теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

4. Предложены принципиальные схемные решения по организации новой системы утилизации вторичных энергетических ресурсов в рамках энерготехнологической комбинированной системы стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена, обеспечивающей выработку технологической продукции и энергоносителей в виде пара промышленных параметров, горячей воды и холода требуемых параметров на основе применения пароструйных компрессоров и абсорбционных холодильных машин.

Достоверность

Достоверность представленных положений, предложенных решений обеспечивается применением современных методов структурного и термодинамического анализа, фундаментальных законов технической термодинамики, гидрогазодинамики, теплообмена, апробированных методик расчета теплообменного оборудования, оборудования нефтехимических производств, пароструйных компрессоров, абсорбционных холодильных машин, технологического комбинированных систем по отпуску технологической и энергетической продукции. Полученные результаты подтверждаются результатами натурного эксперимента, проводимого с применением установленного на предприятии контрольно-измерительного оборудования, прошедшего государственные испытания и аттестацию.

Практическая ценность

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанные в диссертационной работе положения и реализованные программы могут быть использованы при проектировании новых и усовершенствовании уже действующих теплотехнологических схем нефтехимических производств, в частности, теплотехнологических схем пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена. Результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы к применению при организации энерготехнологических комплексов на предприятиях нефтехимической промышленности.

Личное участие

Основные результаты работы получены автором лично под руководством член-корр. РАН, д.т.н. Назмеева Ю.Г.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены на следующих научно-технических конференциях:

1. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, март 2000 г.;

2. Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань, 2-4 октября 2002 г.;

3. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, март 2003 г.;

4. III Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники», Киев, Украина, 29 сентября - 4 октября 2003 г.;

5. IV Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», Казань, 18 - 20 декабря 2003 г.;

6. Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ, Казань, 6-8 апреля 2004 г.;

7. IV Школа-семинар молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», 28 - 29 сентября 2004 г.;

8. V Международный Симпозиум «Ресурсоэффективность. Энергосбережение», Казань, 1-3 декабря 2004 г.;

9. Итоговая научная конференция 2004 года Казанского научного центра Российской академии наук, Казань, 8-16 февраля 2005 г.;

10. Одиннадцатая ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 1-2 марта 2005 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

4.6. Выводы

1. В соответствии с методикой проведения термодинамического анализа произведена оценка тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена. Определены критерии эффективности КСИ и КПИ. Критерии позволяют определить и оценить в системе производства уровень потребления подведенной в объекте эксергии и уровень полезного использования переданной эксергии.

2. Составлены тепловой и эксергетический балансы БТТС стадии пиролиза в производстве этилена и пропилена. Определены потери и термодинамическая эффективность отдельных элементов, блоков и БТТС в составе системы производства. При расходе сырья (пропан-бутановой и этановой фракций) в количестве 34,538 т/ч к БТТС стадии пиролиза подводится 49,291 МВт (100%) эксергии. Из-за термодинамического несовершенства процессов теряется 18,604 МВт. В элементах БТТС передается 32,602 МВт (100%) эксергии, из которых воспринимается 15,036 МВт (51,9%).

3. Выполнена оценка термодинамической эффективности основных элементов БТТС стадии пиролиза по балансу КПД(Е)4'2. По количеству переданной эксергии первое место занимают печи пиролиза (69,06 %), второе - подогреватели сырья и топлива (7,12 %), третье - котлы-утилизаторы (6,88 %), затем следуют скрубберы.

4. Выполнена оценка термодинамической эффективности основных элементов БТТС стадии пиролиза по балансу КПИ(Е). Выявлены элементы, в которых происходят потери из-за неэффективного использования воспринятой эксергии. Первое место по потерям эксергии занимают трубчатые печи пиролиза. Затем подогреватели сырья и топлива, скрубберы, котлы-утилизаторы.

5. Полученные результаты позволяют оценить резервы энергосбережения в теплотехнологической схеме пиролиза при совместном производстве этилена и пропилена. В результате проведения анализа и оценки термодинамической эффективности теплотехнологической схемы пиролиза выявлены следующие основные технологические и энергетические потоки, эксергия которых может быть использована на предприятии (см. рис. 4.3): а) потоки воздуха «60»; б) потоки антифриза «80», «140», «169» и «187»; в) потоки хладоагента «198» и «237»; г) потоки оборотной воды «36», «103», «107», «117», «120», «125», «131», «134», «163», «166», «174», «180», «183», «217», «242», «252» и «264, потоки подсмольной воды «108». Особое внимание следует уделить потокам парового конденсата «10», метано-водородной фракции «223», паров углеводородов «104», водяного пара «24», «212» и потокам дымовых газов печей пиролиза «25».

6. В результате проведения термодинамического анализа выявлены потоки, которые могут быть полезно использованы на производстве. К вторичным энергетическим ресурсам (ВЭР), образующимся при производстве этилена и пропилена, можно отнести теплоту уходящих из печи пиролиза дымовых газов, неиспользуемую теплоту продуктов реакции (пирогаза, паров верхнего продукта колонн), теплоту образующегося конденсата, теплоту, отводимую в системах принудительного охлаждения (теплоту циркуляционной воды из пенных аппаратов, промывателей, т.е. скрубберов), метано-водородную фракцию (МВФ) (горючие ВЭР). МВФ можно использовать в качестве топлива в печи этого же производства. Значительными потерями в рассматриваемом производстве, как и вообще на предприятиях нефтехимии, являются потери теплоты с уходящими газами промышленных печей. Основными способами утилизации теплоты уходящих газов является применение теплоиспользующих установок для подогрева воды или воздуха, сырья, а также паровых котлов-утилизаторов и газотурбинных установок, встроенных в запечный тракт. Пар, получаемый в КУ, можно использовать для разбавления сырья или для выработки в турбинах электроэнергии и пара более низкого давления, или для подогрева технологических потоков. Включение в схему процесса абсорбционных трансформаторов теплоты, утилизирующих теплоту дымовых газов, приводит к выработке холода требуемых параметров, необходимого на стадии выделения тяжелых углеводородов из пирогаза. Котлы-утилизаторы могут быть установлены также с целью получения пара или подогрева воды за счет использования теплоты пирогаза. Возможно применение теплообменных аппаратов на термосифонах. Утилизация теплоты паров верхнего продукта колонн осуществляется в кипятильниках для подогрева кубовой жидкости колонн (ТНУ). Теплота циркуляционной воды может быть утилизирована с целью подогрева технологических потоков или использована на нужды отопления и горячего водоснабжения (аппараты мгновенного вскипания). Также возможно заменить схему дросселирования пара на схему с установкой пароструйных компрессоров и использованием пара вторичного вскипания. Теплоту парового конденсата возможно использовать для выработки холода в абсорбционных холодильных машинах, для подогрева технологических потоков, сырья, а также использовать на нужды отопления, горячего водоснабжения. Комплексное внедрение вышеперечисленных мероприятий позволит повысить эффективность теплоиспользования в технологической схеме совместного производства этилена и пропилена.

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ВЭР НА БАЗЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СТАДИИ ПИРОЛИЗА В СОВМЕСТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА

5.1. Постановка задачи

При разработке утилизационной системы в рамках энерготехнологической комбинированной системы (ЭТКС) ставились следующие задачи:

1. На основе принципов энерготехнологического комбинирования разработать систему комплексной утилизации, использующую ВЭР теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

2. Оценить тепловую и термодинамическую эффективность теплотехнологической схемы стадии пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена с учетом разработанной утилизационной системы ЭТКС.

Возможно несколько вариантов организации систем утилизации вторичных энергетических ресурсов в рамках ЭТКС. Так, к вторичным энергоресурсам, образующимся в процессе пиролиза при производстве этилена и пропилена, относят теплоту уходящих из печи пиролиза дымовых газов, неиспользуемую теплоту продуктов реакции (пирогаза, паров верхнего продукта колонн), теплоту образующегося конденсата, теплоту, отводимую в системах принудительного охлаждения (теплоту циркуляционной воды из пенных аппаратов, промывателей, т.е. скрубберов), метано-водородную фракцию (МВФ). МВФ можно использовать в качестве топлива в печи этого же производства. Наиболее значительными потерями на предприятиях нефтехимии являются потери теплоты с уходящими газами промышленных печей. Основными способами утилизации теплоты уходящих газов является применение теплоиспользующих установок для подогрева воды или воздуха, сырья, а также паровых котлов-утилизаторов и газотурбинных установок, встроенных в запечный тракт. Пар, получаемый в КУ, можно использовать для разбавления сырья или для выработки в турбинах электроэнергии и пара более низкого давления, или для подогрева технологических потоков. Включение в схему процесса абсорбционных трансформаторов теплоты, утилизирующих теплоту дымовых газов, приводит к выработке холода требуемых параметров, необходимого на стадии выделения тяжелых углеводородов из пирогаза. Котлы-утилизаторы могут быть установлены также с целью получения пара или подогрева воды за счет использования теплоты пирогаза. Возможно применение теплообменных аппаратов на термосифонах. Утилизация теплоты паров верхнего продукта колонн осуществляется в кипятильниках для подогрева кубовой жидкости колонн (ТНУ). Теплота циркуляционной воды может быть утилизирована с целью подогрева технологических потоков или использована на нужды отопления и горячего водоснабжения (аппараты мгновенного вскипания). Также возможно заменить схему дросселирования пара на схему с установкой пароструйных компрессоров и использованием пара вторичного вскипания. Теплоту парового конденсата возможно использовать для выработки холода в абсорбционных холодильных машинах, для подогрева технологических потоков, сырья, а также использовать на нужды отопления, горячего водоснабжения.

В результате проведения всестороннего системного анализа теплотехнологической схемы пиролиза, включающего исследование структуры внутренних и внешних связей схемы, а также оценку эффективности энергопотребления на предприятии, получены результаты, позволяющие оценить резервы энергосбережения. В частности, выявлено, эксергия каких основных технологических и энергетических потоков может быть использована на предприятии (см. рис. 4.3): а) потоки воздуха «60»; б) потоки антифриза «80», «140», «169» и «187»; в) потоки хладоагента «198» и «237»; г) потоки оборотной воды «36», «103», «107», «117», «120», «125», «131», «134», «163», «166», «174», «180», «183», «217», «242», «252» и «264, потоки подсмольной воды «108». Особую ценность имеют потоки парового конденсата «10», водяного пара «24», «212» и потоки дымовых газов печей пиролиза «25». Также произведена оценка потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятии. Выявлены элементы, в которых имеют место значительные потери из-за неэффективного использования воспринятой эксергии. Первое место по потерям эксергии занимают трубчатые печи пиролиза. Затем подогреватели сырья и топлива, скрубберы. Комплексная утилизация выявленных резервов энергосбережения позволит получить дополнительное количество энергетических ресурсов, используемых на предприятии, что приведет к уменьшению потерь в элементах схемы и повысит эффективность энергоиспользования в теплотехнологической схеме пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена.

5.2. Структура комбинированного использования ВЭР для теплотехнологической схемы пиролиза в совместном производстве этилена и пропилена

Теплотехнологическая схема утилизационной системы ЭТКС представлена на рис. 5.1. Обозначения элементов схемы приведены в табл. 5.1. Синтезируемая ЭТКС предназначена для выработки технологического пара с давлением 0,6 МПа, захоложенной воды с температурой 7°С и покрытия нагрузок на подогрев технологических потоков, отопление и горячее водоснабжение. Основой предлагаемой схемы является утилизационный контур, обеспечивающий непрерывную транспортировку теплоты от источников к потребителям.

Рис. 5.1. Теплотехнологическая схема утилизационной системы ЭТКС

В теплообменном аппарате 1 осуществляется отвод теплоты от циркуляционной воды скрубберов, за счет чего происходит подогрев воды с 40 до 60°С. Данный теплообменный аппарат заменяет воздушный холодильник, имеющий место в БТТС. Далее вода подогревается до 95°С за

1. Костерин Ю.В. Экономия теплоты в , энергоемких отраслях промышленности. -М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1995. - 156 с.

2. Костерин Ю.В. Вторичные топливно-энергетические ресурсы и их использование в нефтеперерабатываюш.ей и нефтехимической промышленности. -М. : ЦНРШТЭнефтехим, 1975. - 104 с.

3. Симонов В.Ф. Повышение эффективности энергоиспользования в нефтехимических производствах. - М.: Химия, 1985. - 240 с.

4. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Организация энерготехнологических комплексов в нефтехимической промышленности. - М.: Издательство МЭИ, 2001.-364 с.

5. Утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях / В.Г.Григоров, В.К.Нейман, Д.Чураков и др.; под ред. В.Г.Григорова - М: Химия, 1987. - 240 с.

6. Друскин Л.И. Эффективное использование природного газа в промышленных установках. - М.: Энергоатомиздат, 1992.-132 с.

7. Белоусов В,Н., Копытов Ю.В. Пути экономии энергоресурсов в народном хозяйстве. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с.

8. Пиоро И.Л. и др. Эффективные теплообменники с двухфазными термосифонами / Пиоро И.Л., Антоненко В.А., Пиоро Л.С. - Киев: Наук. думка, 1991.-248 с.

9. Пиоро Л.С, Калашников А.Ю., Пиоро И.Л. Применение двухфазных термосифонов в промышленности // Промышленная энергетика -1987.-№б.-С.16-20.

10. Энергосбережение в промышленности: Межвуз. сб. науч. тр. Макаров А.Н. (ред.). Тверь: Изд-во ТГТУ. 1999, 135 с. И.Степанов B.C., Степанова Т.Б. Потенциал и резервы энергосбережения в промышленности. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1990, - 248 с.

11. Костерин Ю.В. Экономия энергоресурсов на крупнотоннажных установках производства аммиака и этилена. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1994. -108 с.

12. Создание малоотходных технологий и совершенствование утилизационного оборудования: Сб. научн. трудов / Под. ред. Дыхно А.Ю. — М.: ВНИПИэнергопром, 1988. - 181 с.

13. Хараз Д.И., Добровольский А.А. К вопросу эффективного использования вторичных энергетических ресурсов в химической промышленности. - М.: НИИТЭхим, 1974. - 40 с.

15. Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов/ А.П.Егоричев, В.Г.Лисиенко, Е.Розин, Я.М.Щелоков; - М.: Металлургия, 1990. - 149 с.

16. Пути интенсификации нефтехимических производств за счет использования вторичных энергоресурсов / В.Л.Клименко, Л.В.Нащекина, Н.Иванова и др.; под ред. В.Л.Клименко.-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. - 51 с,

17. Ермолов Г.М., Костерин Ю.В. Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. - М.: Химия, 1983.-84 с.

18. Виноградов Ю.В., Малахов Б.М., Комиссаренко В.Н., Попов А.В., Псахис Б.И. Использование вторичных энергоресурсов производства серной кислоты // Промышленная энергетика. - 1983. - № 2. - 4-6

19. Шайхутдинов А.А. Совершенствование теплотехнологических схем производства высоковязких полимерных материалов: Дис. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук. - М.: МЭИ, 1996. - 192 с.

20. Михайлова Л.В. Энерготехнологическое комбинирование высокотемпературных установок // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. — Казань, 2000.

21. Сосунова Л.В. Повышение эффективности энергоиспользования в производстве этилена // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. - Казань, 2003.

22. Сосунова Л.В. Повышение эффективности процессов нефтехимических производств за счет утилизации тепловых вторичных энергетических ресурсов // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ: Тез. докл. - Казань, 2003.

23. Сосунова Л.В. Исследование структурной зависимости элементов теплотехнологическои схемы получения этилена и пропилена // Аспирантско-магистерский научный семинар КГЭУ ( 6 - 8 апреля 2004 г.): Тез. докл. - Казань, 2003.

24. Плотников В.В., Вачагина Е.К. Структурный анализ теплотехнологическои схемы окисления изопропилбензола до гидроперекиси изопропилбензола. // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики, 2002, № 9 - 10.

25. Бадылькес И.С., Данилов Р.Л. Абсорбционные холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 356 с.

26. Холодильные машины / Под обп.;.ред А.В. Быкова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 224 с.

27. Дзино А.А., Тимофеевский Л.С, Ковалевич Д.А. Синтез термодинамических циклов одноступенчатой абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины // Холодильная техника. - 1992. - № 6. - 9-12.

28. Холодильные машины / под общей редакцией Л.С. Тимофеевского. - Спб.: Политехника, 1997. - 992 с.

29. Шмуйлов Н.Г. Абсорбционные бромистолитиевые холодильные и теплнасосные машины. Обзорная информация. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983,-42 с.

30. Рей Д., Майкл Д. Тепловые насосы: Пер. с англ. - М.: Энергоиздат, 1982.-224 с.

31. Быков А.В. и др. Холодильные машины и тепловые насосы (Повышение эффективности) / А.В. Быков, А.С. Калнинь, А.С. Краузе. - М.: Агропромиздат, 1988. - 287 с.

32. Розенфельд Л.М., Быков А.В, Калнинь И.М,, Шмуйлов Н.Г. Перспективы применения абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин для повышения эффективности теплофикации. Теплоэнергетика, 1974 - № 11-С.43-36.

33. Орехов И.И. Абсорбционные преобразователи теплоты/ И.И. Орехов, Л.С. Тимофеевский, С В . Караван. - Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1989.-130 с.

34. Хараз Д.И., Халдей К.З. Использование вторичных энергоресурсов для получения искусственного холода. - М.: НИИТЭхим, 1977. - 30 с.

35. Заторский А.А., Шмуйлов Н.Г. Уравнения для определения термодинамичесюгх свойств водного раствора LiBr // Холодильная техника. -1986. - № 4. - 42-43.

36. Шмуйлов Н.Г., Махлис Л.С. Применение абсорбционных водоаммиачных холодильных установок для комплексного хладотеплоснабжения мясокомбинатов // Холодильная техника. - 1989. - № 19. - 20-23

37. Морозюк Т.В. Методы эксергоэкономики в оптимизации абсорбционных термотрансформаторов. //Промышленная теплотехника. 2000. 22, № 4, с. 15-19.

38. Верба О.Н., Груздев В.А. Термодинамические св-ва и диаграммы водных растворов LiBr // Холодильная техника. - 1986. - № 3. - 44-46.

39. Литовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки. - М.: Энергоиздат, 1982. - 144 с.

40. Schiefelbein Kai. Neue Entwicklungen bei Lufl/Wasser- Heizungswarmepumpen.// Ki Luft- und Kaltentechnik. 2000. 36, №9, c.418-423.

41. Васильев Л.Л., Киселев В.Г., Матвеев Ю.Н., Молодкин Ф.Ф. Теплообменники-утилизаторы на тепловых трубах / Под ред. Л.И. Колыхана - Минск.: Наука и техника, 1987. - 200 с.

42. Сорокин В.П. и др. Технологические основы тепловых труб / Сорокин В.П., М.Н. Ивановский М.Н., Чулков Б.А. - М.: Атомиздат, 1980. -160 с.

43. Чи Тепловые трубы: теория и практика: Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1981. - 2 0 8 с.

44. Костерин Ю.В., Рожкова Л.П. Повышение эффективности использования теплоты парового конденсата в промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1984.-56 с.

45. Огуречников Л.А., Попов А.В. Использование сбросного низкопотенциального тепла вторичных энергоресурсов в парокомпрессионных тепловых насосах систем теплоснабжения // Промышленная энергетика. - 1994. - № 9. - 7-10

46. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. - М.: Энергия, 1978. - 416 с.

47. Нечипуренко М. И. и др. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях / Нечипуренко М. И., Попков С М . , Майнагалиев М. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1990. - 515 с.

48. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы, - М.: Мир, 1984. - 455 с.

49. Шатихин Л.Г. Структурные матрицы и их применение для исследования систем. - М.: Машиностроение, 1991. - 253 с.

50. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. - М.: Мир, 1981.-323 с.

51. Блох А.Ш. Граф - схемы и их применение. - Минск: Вышэйшая школа, 1975. - 304 с.

52. Методы математического моделирования и оптимизации теплоэнергетических установок / Под ред. Г. Б. Левенталя и Л.С. Попырина. -М.: Наука, 1972.-224 с.

53. Попырин Л.С. и др. Автоматизация математического моделирования и оптимизация теплоэнергетических установок / Попырин Л.С., Самусев В.И., Эпельштейн В.Л. - М.: Наука, 1981. - 204 с.

54. Островский Г.М., Бережинский Т.А. Оптимизация химико- технологических процессов. Теория и практика. - М.: Химия, 1984. - 239 с.

55. Островский Г.М., Волин Ю.Н. Методы оптимизации сложных химико- технологических систем.- М.: Химия, 1970.-228 с.

56. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. - М.: Химия, 1985. - 448 с.

57. Кафаров В.В., Ветохин В.Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств. - М.: Наука, 1987. - 624 с.

58. Кафаров В.В., Мешалкин В.Г. Анализ и синтез химико- технологических систем. - М.: Химия, 1991. - 432 с.

59. Кафаров В.В. и др. Принципы математического моделирования химико-технологических систем / Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П.. - М.: Химия, 1974. - 344 с.

60. Кроу К., Гамилец А. Математическое моделирование химических производств: Пер. с англ. - М.: Мир, 1973, 391 с.

61. Левенталь Г.Б., Попырин Л.С. Оптимизация теплоэнергетических установок. -М.: Энергия, 1970. - 352 с.

62. Вукович Л.К., Никульшин В.Р. Эксерго-топологическое моделирование сложных систем теплообменников // Промышленная теплотехника, 1980.- №2.- 53-59.

63. Валиев Р.Н. Структурный анализ теплотехнологической схемы процесса дегидрирования изоамиленов. // Промышленная энергетика, 1998.-№11.-0.44-47.

64. Андреев Л.П. Обобщенное уравнение связи КПД энергоиспользующей системы и КПД ее элементов // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1982.- №3.- 77-82.

65. Андреев Л.П., Костенко Г.Н. Эксергетические характеристики эффективности теплообменных аппаратов // Изв. вузов. Сер. энергетика, 1965.-№3.-С. 53-60.

66. Андреев Л.П., Никульшин В.Р., Рабе Ф.Х. Алгоритм определения энергетических характеристик ТЭС // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1988.-№10.- 60-65.

67. Андреева И.А., Семенова Т.А., Лейтес И.Л. Эксергетическая оптимизация процесса двухступенчатой конверсии оксида углерода в современных агрегатах производства аммиака. / Химическая промыпшенность, 1987.- №8.- 457-459.

68. Андрющенко А. И. Техническая работоспособность термодинамических систем. - Саратов: Изд-во Саратов, автодорож. ин-та, 1956.-68 с.

69. Андрющенко А. И. и др. Оптимизация тепловых циклов и процессов ТЭС / Андрющенко А. И,, Понятов В. А., Змачинский А. В.- М.: Высш. шк., 1974. - 280 с.

70. Андрющенко А.И. Эксергетические КПД систем преобразования энергии и взаимосвязь между ними / Изв. Вузов. Сер. Энергетика, 1991.- № 3.-С. 3-10.

71. Андрющенко А.И., Понятов В.А., Хлебалин Ю.Н. Дифференциальные уравнения энтальпии, эксергии и температуры, применяемые для оптимизации теплоэнергетических установок // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1972.- №7.- 59-66.

72. Чеджне Ф., Флорес В.Ф., Ордонес Дж, К., Ботеро Е.А. Эксергоэкономический анализ систем. //Теплоэнергетика. 2001, №1, с. 74-79.

73. Семенов B.C. К энергетическому методу. // Энергосбережение и водоподготовка 2000, №4, с. 1-136. 1 ил. 1 табл.

74. Качегин А.Ф. Энергосбережение и автоматизация в ОАО «Волжский оргсинтез». //Химия и рынок. 2000, №1, с. 49-50.

75. Британ И.М., Лейтес И.Л. Эксергетический анализ технологических схем мембранного разделения газовых смесей // Химическая промышленность, 1987.-№8.-С. 14-18.

76. Степанов B.C., Степанова Т.Б. Система показателей для оценки эффективности использования энергии.// Промышленная энергетика. 2000, №1, с. 2-5.

77. Бродянский В. М. Термодинамический анализ низкотемпературных процессов: Конспект лекций. - М.: Изд-во МЭИ, 1966. - 123 с.

78. Бродянский В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.

79. Бродянский В. М. Энергетика и экономика комплексного разделения воздуха. -М.: Металлургия, 1966. - 67 с.

80. Бродянский В. М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

81. Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. / Под редакцией Долинского А.А., Бродянского В.М. АН УССР Институт технической теплофизики. Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие. - Киев: Наук. Думка, 1991. - 360 с.

82. Бродянский В.М., Сорин М.В. О моделях окружаюш;ей среды для расчета химической эксергии // Теорет. основы хим. технологии. - 1984. -Т.18.-№6.-С.816-824.

83. Бродянский В.М., Сорин М.В. Принципы определения КПД технических систем преобразования энергии и вещества // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1985.- №1.- 60-65.

84. Tekin Taner, Bayramoglu Mahmut Exergy and structural analysis of raw juice production and steam-power units of a sugar production plant. // Energy: An International Journal. 2001. 26, №3, с 287-297.

85. Ertesvag Ivar S., Mielnik Michal Exergy analysis of the Norwegian society.// Energy: An International Journal. 2000. 25, №10, с 957-973.

86. Saidi M.H., Allaf Yazdi M.R. Exergy model of a vortex tube system with experimental results./ZEnergy. 1999. №7, с 625 - 632.

87. Верхивкер Г.П. О термодинамическом сопоставлении и анализе схем энерготехнологических установок // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1986.-№11.-С. 90-93.

88. Гохштейн Д. П., Верхивкер Г. П. Анализ тепловых схем атомных электростанций. - Киев: Вища шк., 1977. - 240 с.

89. Калинина Е.И. Основные положения обобщенной методики оценки технико-экономических показателей многоцелевых установок // Химическая промышленность, 1987.- №8.- 5-9.

90. Калинина Е.И., Бродянский В.М. Основные положения методики термоэкономического анализа комплексных процессов // Изв. Вузов. Сер. Энергетика, 1973.- №12.- 57-64.

91. Катенев Г.М., Калинин Н.В., Давыдов А.Б. Термодинамический анализ криогенного рефрижератора малой мопщости с эжекторно-турбодетандерным агрегатом // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1976.- №9.- 77-83.

92. Лейтес И. Л. и др. Теория и практика химической энерготехнологии/ Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Семенов В.П. - М.: Химия, 1988. - 280 с.

93. Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Энтин В.М. Эксергетический анализ процесса конверсии метана // Химическая промышленность, 1987.- №11.- 688-693.

94. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических циклов.- М.: Энергия, 1972.-216 с.

95. Назмеев Ю.Г., Бригаднова А. Анализ термодинамической эффективности производства магнитных лент на ПО "Тасма": Тез. докл. итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава. -Казань: КФ МЭИ, 1995.-120 с.

96. Назмеев Ю.Г., Гатауллин B.C. ,Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика. - 1995. - № 2. - 34-36.

97. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика. - 1996. - № 4. - 39- 42.

98. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Осипов Г.Т., Колин А., Валиев Р.Н. Анализ эффективности энергоиспользования в производстве синтетического изопренового каучука / Промышленная теплоэнергетика, 1999г.- №12. - 22-25.

99. Назмеев Ю.Г., Муслимов Р.А., Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика. - 1995. - № 4. - 35-37.

100. Назмеев Ю.Г., Шайхутдинов А.А. Повышение теплоэнергетической эффективности производства сухого пленочного фоторезиста/ТПромышленная энергетика. - 1992.- № 8-9. - 28-29.

101. Ноздренко Г.В. Использование эксергетической функции при математическом моделировании теплоэнергетических установок // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1976, №10, с. 139-143.

102. Ноздренко Г.В. Использование эксергетической функции при математическом моделировании теплоэнергетических установок // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1976, №10, с. 139-143.

103. Пророков А.Е., Вент Д.П., Трифонов А.Д. Эксергетический анализ производства слабой азотной кислоты для целей создания энергосберегаюпщх САУ: Тез. докл. 5 всесоюз. науч. конф. СХТС-5. -Казань: КХТИ, 1988. - 45.

104. Сажин Б.С., Булеков А.П. Эксергетический метод в химической технологии. - М.: Химия, 1992. - 208 с.

105. Семенюк Л.Г. Термодинамическая эффективность теплообменников // Инж.-физ. жур., 1990. Т. 59, № 6, с. 935-942.

106. Сидельковский Л.Н., Фальков Э.Я. Эксергетические балансы огнетехнических процессов -МЭИ, 1967, 55 с.

107. Сорин М.В., Бродянский В.М. Зависимость КПД систем преобразования энергии и вещества от КПД составляющих ее элементов // Изв. Ак. Наук СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1990, № 4, с. 75-83.

108. Сорин М.В., Бродянский В.М. Методика однозначного определения эксергетического КПД технических систем преобразования энергии и вещества // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1985.- №3.- 78-87.

109. Сорин М.В., Бродянский В.М. Применение обобщенной зависимости КПД системы от КПД ее элементов // Изв. Акад. Наук СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1990.- №6.- 82-89.

110. Сорин М.В., Бродянский В.М., Лейтес И.Л. Выбор оптимальной структуры теплообменных систем химических производств // Химическая промышленность, 1987.- №8.- 18-23,

111. Сорин М.В., Синявский Ю.В., Бродянский В.М. Термодинамические принципы и алгоритм структурно-вариантной оптимизации энерготехнологических систем / Химическая промышленность, 1983.- №8.- 4-7.

112. Степанов B.C. Химическая энергия и эксергия веществ. - Новосибирск: Наука,- 1985.- 195 с.

113. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенства технологических процессов. -Новосибирск: Наука. Сиб. отделение.- 1984.-272 с,

114. Степанов B.C. Химическая энергия и эксергия веществ. - 2-е изд., перераб. и доп. - Новосибирск: Наука.- 1990.- 163 с.

115. Шаргут Я., Петела Р, Эксергия. - М,: Энергия.- 1968. - 280 с.

116. Баталии 0,Е. и др. Физико-химические свойства продуктов производства изопрена/ Баталии О.Е., Блажин Ю.М., Вагина Л.К., Васильев И.А., Минаева Т.М., Огородников С,К., Рубинштейн Э.И. Тимофеев Г.А.. -М,: ЦНИИТЭнефтехим,- 1974, - 62 с,

117. Башкатов Т,В., Жигалин Я.Л. Технология синтетических каучуков. - М.: Химия.- 1980. - 336 с.

118. Кирпичников П.А. и др. Химия и технология синтетического каучука / Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О. -Л.: Химия, 1987. - 424 с.

119. Кирпичников П.А. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетических каучуков / Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М.- Л.: Химия, 1986. - 224 с.

120. Кирпичников П.А. и др. Синтетический изопреновый каучук: молекулярная структура, переработка, свойства / П.А. Кирпичников, Н. Вольфсон, М.Г. Карп. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984. - 80 с.

121. Тюряев И.Я. Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методом дегидрирования. - Киев.: Наукова думка, 1973.- 271 с.

122. Черный И.Р. Производство мономеров и сырья для нефтехимической промышленности. - М.: Химия, 1973. - 264с.

123. Соколов Е. Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 352с.

124. Щукин В.К., Калмыков И.И. Газоструйные компрессоры. - М.: Машгиз, 1963.-207с.

125. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных производств.М.: Химия, 1982.

126. Сальников А.Х,, Шевченко Л.А. Нормирование потребления и экономия топливно - энергетических ресурсов. М.: Энергоатомиздат, 1986.

127. Федеральный закон «Об энергосбережении» // Промышленная энергетика. 1997. № 8. 4 - 7.

128. Методические указания по разработке и анализу энергетических балансов предприятий нефтеперерабатываюш;ей промышленности. М.: ВНИПинфть, 1982.

129. Методика определения выхода и экономической эффективности использования побочных (вторичных) энергетических ресурсов / ГКНТ СМ СССР, АН СССР, Госплан СССР. М., 1972.