Энерготехнологические установки, использующие теплоту реакции сгорания углеводородного топлива
Примерами энерготехнологических установок, работающих за счет теплоты сгорания углеводородного топлива служат:
o установки переработки природного сероводородсодержащего газового конденсата с целью получения газовой серы (жидкой, комовой, гранулированной), смеси пропана и бутанов (СПБТ), стабильного газового конденсата и других;
o установки пиролиза углеводородного сырья с целью получения ценных полупродуктов нефте- и газохимии: этилена, пропилена, бензола.
На рис. 7.1 приведена принципиальная энерготехнологическая схема переработки H2S-содержащего природного газового конденсата. В первом приближении тепловой баланс схемы складывается следующим образом:
- стадии тепловыделения – сжигание топливного газа (+∆Q1),
- стадии теплопоглощения – установка стабилизации газового конденсата (-∆Q2) с получением «кислого сырого» газа, широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и стабильного конденсата;
- переработка (-∆Q3) «кислого, сырого газа» с получением топливного газа и H2S;
- переработка ШФЛУ с получением пропана, бутанов или СПБТ – смесь пропана и бутана технических (на схеме не показана);
- переработка стабильного конденсата с получением бензина, дизельного и котельного топлива (на схеме не показано).
Рис. 7.1 Энерготехнологическая схема переработки сероводородсодержащего нестабильного природного газового конденсата
Из сероводорода в процессе Клауса (-∆Q3) получают серу.
При переработке природного газового конденсата утилизируют следующие потоки тепла: тепло дымовых газов, тепло продуктов процесса Клауса, тепло, выделяемое в колоннах конденсации продуктов.
На рис. 7.2 приведена принципиальная энерготехнологическая схема пиролиза углеводородов. Приближенно, в самом общем виде тепловой баланс схемы выглядит следующим образом: стадии тепловыделения – сжигание топливного газа (+∆Q1) и котельного топлива (+∆Q2) , стадии теплопоглощения – пиролиз углеводородов (-∆Q3) и ректификация продуктов пиролиза (-∆Q.4) с получением этилена, пропилена, бензола, компонента котельного топлива.
Рис. 7.2 Энерготехнологическая схема установки пиролиза углеводородов
В табл. 11.1 приведены расходы энергоресурсов на выработку 1 т этилена на установке пиролиза ЭП-300
Таблица 7.1
Расход энергоресурсов на выработку 1 т этилена на ЭП-300
| № п/п | Энергоресурс | Единица измерения | Количество | Коэффициент пересчета в Гкал | Количество энергоресур-са, Гкал | |||||||
| Газ природный со стороны | Тыс. м3 | 0.20-0,36 | 8,001) | 1,60 – 2,88 | ||||||||
| Пар | Гкал | 0,23-0,25 | 1,00 | 0,23 – 0.25 | ||||||||
| Электроэнергия | Тыс. кВтч | 0,18-0,28 | 2,902) | 0,41– 0,64 | ||||||||
| Вода оборотная | Тыс. м3 | 0.36-0,43 | ||||||||||
| Вода химочищенная | Тыс. м3 | 0,00-1,45 | ∑ (п/п 4-7) 0,38 – 0,46 | |||||||||
| Воздух сжатый | Тыс. м3 | 0,07-0,20 | ||||||||||
| Азот | Тыс. м3 | 0,02-0,06 | ||||||||||
| ΣЭнергоресурсов3) | Гкал | 2,62 – 4,23 | ||||||||||
1) С учетом КПД трансформации 0,95; теплота сгорания природного газа
принята 8,4-103 ккал/м3.
2) С учетом КПД трансформации тепловой в электрическую энергию 0,35.
3) Без учета метан - водородной фракции пиролиза на топливо.
Из табл. 7.1 видно, что на установках ЭП-300 расход стандартного нефтезаводского топлива (SRF - standard refinery fuel) с теплотворностью 9,6 Гкал/т составляет 0,27 – 0,44 т, а с учетом метан - водородной фракции 1,05 – 1,30 т в расчете на 1 т этилена.