ENERGETSKA EFIKASNOST U RAFINERIJAMA NAFTE SA … Stojan Simic.pdf · Atmosferska destilacija 25,79 Vakuum destilacija 9,60 Visbrejking 0,04 Koksovanje 0,27 ÷ 4,61 Katalitičko krekovanje

32. Me unarodni kongres o procesnoj industriji, Beograd, 30-31. maj 2019đ32nd International Congress on Process Industry, Belgrade, May 30-31, 2019 1

ENERGETSKA EFIKASNOST U RAFINERIJAMA NAFTE SA ENERGETSKA EFIKASNOST U RAFINERIJAMA NAFTE SA POSEBNIM OSVRTOM NA TOPLOTNU ENERGIJUPOSEBNIM OSVRTOM NA TOPLOTNU ENERGIJU

Dr Stojan SIMIĆ, dipl. inž. maš.Dr Stojan SIMIĆ, dipl. inž. maš.Mašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIHMašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIH

Dr Goran ORAŠANIN, dipl. inž. maš.Dr Goran ORAŠANIN, dipl. inž. maš.Mašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIHMašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIH

Dr Miroslav STANOJEVIĆ, dipl. inž. maš.Dr Miroslav STANOJEVIĆ, dipl. inž. maš.Mašinski fakultet Beograd, SRBMašinski fakultet Beograd, SRBMr Davor MILIĆ, dipl. inž. maš.Mr Davor MILIĆ, dipl. inž. maš.

Mašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIHMašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIHE-mail: E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]@modricaoil.com; [email protected]; [email protected]; [email protected]

Telefon: +387-53-810-111, +387-57-340-847; +381-11-3370-249Telefon: +387-53-810-111, +387-57-340-847; +381-11-3370-249


UVODUVOD

Rafinerije nafte predstavljaju kompleksna procesana postrojenja u kojima se iz sirove Rafinerije nafte predstavljaju kompleksna procesana postrojenja u kojima se iz sirove nafte dobijaju proizvodi koji imaju primenu u svim oblastima čovekove delatnosti. nafte dobijaju proizvodi koji imaju primenu u svim oblastima čovekove delatnosti.

Za potrebe proizvodnog procesa u rafinerijama troši se relativno velika količina toplotne Za potrebe proizvodnog procesa u rafinerijama troši se relativno velika količina toplotne energije. energije.


UVODUVOD

Jedan od osnovnih prioriteta savremene proizvodnje u rafinerijama je optimizacija Jedan od osnovnih prioriteta savremene proizvodnje u rafinerijama je optimizacija potrošnje toplotne energije. potrošnje toplotne energije.

U radu je prezentovano koji su procesi i postrojenja najveći potrošači toplotne energije U radu je prezentovano koji su procesi i postrojenja najveći potrošači toplotne energije kao i gde se pojavljuju najveći gubici toplote u rafinerijama. kao i gde se pojavljuju najveći gubici toplote u rafinerijama.

SSveobuhvatno su razmotreni potencijali za poboljšanje iskorišćenja toplotne energije. veobuhvatno su razmotreni potencijali za poboljšanje iskorišćenja toplotne energije.


POTROŠNJA TOPLOTNE ENERGIJE U RAFINERIJAMA NAFTEPOTROŠNJA TOPLOTNE ENERGIJE U RAFINERIJAMA NAFTE

U rafinerijama se odvijaju procesi separacije, konverzije, procesi obrade u cilju poboljšanja U rafinerijama se odvijaju procesi separacije, konverzije, procesi obrade u cilju poboljšanja svojstava naftnih poluproizvoda i proizvoda, namešavanje i drugi rafinerijski procesi.svojstava naftnih poluproizvoda i proizvoda, namešavanje i drugi rafinerijski procesi.

Rafinerije nafte pripadaju oblasti industrije sa značajnom potrošnjom energije za potrebe Rafinerije nafte pripadaju oblasti industrije sa značajnom potrošnjom energije za potrebe proizvodnog procesa. proizvodnog procesa.

Toplotna energija u savremenim rafinerijama uglavnom se obezbeđuje u sopstvenim Toplotna energija u savremenim rafinerijama uglavnom se obezbeđuje u sopstvenim energetskim postrojenjima. energetskim postrojenjima.


SlikaSlika - - Osnovni procesi u rafineriji Osnovni procesi u rafineriji naftenafte

POTROŠNJA TOPLOTNE ENERGIJE U RAFINERIJAMA POTROŠNJA TOPLOTNE ENERGIJE U RAFINERIJAMA NAFTENAFTE



Prema podacima U.S. Energy Informatiom Administration (EIA) iz 2010. godine troškovi Prema podacima U.S. Energy Informatiom Administration (EIA) iz 2010. godine troškovi energije iznose 43% ukupnih operativnih troškova rafinerije nafte. energije iznose 43% ukupnih operativnih troškova rafinerije nafte.

U evropskim rafinerijama potrošnja energije za vlastite potrebe često prelazi 60% ukupnih U evropskim rafinerijama potrošnja energije za vlastite potrebe često prelazi 60% ukupnih operativnih troškova u procesu proizvodnje.operativnih troškova u procesu proizvodnje.

U rafinerijama nafte za preradu 1 t sirove nafte potroši se od 1,5 do 4 MJ energije. U rafinerijama nafte za preradu 1 t sirove nafte potroši se od 1,5 do 4 MJ energije.

Pri procesu prerade nafte u rafinerijama se potroši oko 93% energije za proizvodnju Pri procesu prerade nafte u rafinerijama se potroši oko 93% energije za proizvodnju vodene pare i hlađenje procesnih postrojenja. vodene pare i hlađenje procesnih postrojenja.


Jedinice s pogonskim motorima (pumpe, kompresori, ventilatori, mešalice i dr.) su drugi Jedinice s pogonskim motorima (pumpe, kompresori, ventilatori, mešalice i dr.) su drugi najveći potrošači sa udelom od 5% u potrošnji energije. najveći potrošači sa udelom od 5% u potrošnji energije.

Zagrevanje, hlađenje i rasveta postrojenja ima udeo manji od 2% u ukupnoj potrošnji Zagrevanje, hlađenje i rasveta postrojenja ima udeo manji od 2% u ukupnoj potrošnji energije u rafinerijama. energije u rafinerijama.

U savremenim rafinerijama nafte svi procesi imaju relativno veliku specifičnu potrošnju U savremenim rafinerijama nafte svi procesi imaju relativno veliku specifičnu potrošnju energije po jedinici proizvoda. energije po jedinici proizvoda.

Dostupni podaci pokazuju da se u značajnoj meri razlikuju udeli pojedinih proizvodnih Dostupni podaci pokazuju da se u značajnoj meri razlikuju udeli pojedinih proizvodnih procesa u ukupnoj potrošnji energije u rafineriji nafte. procesa u ukupnoj potrošnji energije u rafineriji nafte.




ProcesProces Udeo u potrošnji energije rafinerije, %Udeo u potrošnji energije rafinerije, %Atmosferska destilacijaAtmosferska destilacija 25,7925,79Vakuum destilacijaVakuum destilacija 9,609,60VisbrejkingVisbrejking 0,040,04KoksovanjeKoksovanje 0,27 ÷ 4,610,27 ÷ 4,61Katalitičko krekovanjeKatalitičko krekovanje 7,667,66Katalitičko hidrokrekovanjeKatalitičko hidrokrekovanje 4,414,41Katalitička hidrodesulfatizacijaKatalitička hidrodesulfatizacija 18,8318,83Katalitičko reformisanjeKatalitičko reformisanje 15,1315,13AlkilacijaAlkilacija 2,14 ÷ 3,842,14 ÷ 3,84Proizvodnja eteraProizvodnja etera 0,52 ÷ 1,340,52 ÷ 1,34IzomerizacijaIzomerizacija 1,091,09Proizvodnja mazivih uljaProizvodnja mazivih ulja 4,404,40



Većina rafinerija nafte koje su izgrađene pre pedeset i više godina projektovana je u doba Većina rafinerija nafte koje su izgrađene pre pedeset i više godina projektovana je u doba jeftine energije, odnosno niske cene sirove nafte. jeftine energije, odnosno niske cene sirove nafte.

IInvestitori su davali prednost nižim investicionim ulaganjima, na račun veće potrošnje nvestitori su davali prednost nižim investicionim ulaganjima, na račun veće potrošnje energije. Zbog toga su izostala brojna rešenja boljeg iskrišćenja toplote u procesu. energije. Zbog toga su izostala brojna rešenja boljeg iskrišćenja toplote u procesu. KKorišćenje otpadne toplote dimnih gasova i kondenzata vodene pare bilo je nedovoljno.orišćenje otpadne toplote dimnih gasova i kondenzata vodene pare bilo je nedovoljno.

Nove rafinerije nafte se projektuju u skladu sa najbolje raspoloživim tehnikama.Nove rafinerije nafte se projektuju u skladu sa najbolje raspoloživim tehnikama.


POTENCIJLI ZA POBOLJŠANJE ISKORIŠĆENJA TOPLOTNE ENERGIJE U POTENCIJLI ZA POBOLJŠANJE ISKORIŠĆENJA TOPLOTNE ENERGIJE U RAFINERIJAMA NAFTERAFINERIJAMA NAFTE

Upravljanja energijom u rafinerijama nafte obuhvata upotrebu svih neophodnih sistema Upravljanja energijom u rafinerijama nafte obuhvata upotrebu svih neophodnih sistema sa ciljem da se obezbedi efikasno korišćenje raspoloživih energetskih resursa. sa ciljem da se obezbedi efikasno korišćenje raspoloživih energetskih resursa.

U cilju sprovođenja mera energetske efikasnosti u rafinerijama neophodno je obezbediti:U cilju sprovođenja mera energetske efikasnosti u rafinerijama neophodno je obezbediti: pouzdano snabdevanje energijom i energentima,pouzdano snabdevanje energijom i energentima, primenu novih energetski efikasnih tehnologija,primenu novih energetski efikasnih tehnologija, upotrebu obnovljivih izvora energije,upotrebu obnovljivih izvora energije, smanjenje potrošnje fosilnih neobnovljivih goriva.smanjenje potrošnje fosilnih neobnovljivih goriva.



Kad se analiziraju mogućnosti za poboljšanje energetske efikasnosti u obzir se uzimaju svi Kad se analiziraju mogućnosti za poboljšanje energetske efikasnosti u obzir se uzimaju svi procesi u rafinerijama i njihova međusobna zavisnost. procesi u rafinerijama i njihova međusobna zavisnost.

Smanjenje potrošnje toplotne energije i iskorišćenje otpadne toplote može se postići na Smanjenje potrošnje toplotne energije i iskorišćenje otpadne toplote može se postići na procesnim, energetskim i pomoćnim postrojenjima. procesnim, energetskim i pomoćnim postrojenjima.

Tehničke mere za efikasno iskorišćenje toplotne energije najčešće se primenjuju kod parnih Tehničke mere za efikasno iskorišćenje toplotne energije najčešće se primenjuju kod parnih kotlova, procesnih peći i grejača, procesa destilacije, pri distribuciji vodene pare i iskorišćenju kotlova, procesnih peći i grejača, procesa destilacije, pri distribuciji vodene pare i iskorišćenju otpadne toplote.otpadne toplote.



Mere energetske efikasnosti sa aspekta potrošnje toplotne energije koje se mogu Mere energetske efikasnosti sa aspekta potrošnje toplotne energije koje se mogu primeniti kod parnih kotlova u rafinerijama nafte su:primeniti kod parnih kotlova u rafinerijama nafte su: povećanje stepena korisnosti kotla,povećanje stepena korisnosti kotla, adekvatna priprema kotlovske vode,adekvatna priprema kotlovske vode, automatsko odmuljenje kotla,automatsko odmuljenje kotla, automatska regulacija rada gorionika,automatska regulacija rada gorionika, smanjenje zapremine dimnih gasova,smanjenje zapremine dimnih gasova, iskorišćenje toplote dimnih gasova,iskorišćenje toplote dimnih gasova, kvalitetno održavanje.kvalitetno održavanje.



Mere energetske efikasnosti sa aspekta potrošnje toplotne energije koje se mogu Mere energetske efikasnosti sa aspekta potrošnje toplotne energije koje se mogu primeniti kod procesnih peći i grejača su:primeniti kod procesnih peći i grejača su: korišćenje nove generacije gorionika,korišćenje nove generacije gorionika, predgrevanje vazduha,predgrevanje vazduha, kontrola zaprljanosti,kontrola zaprljanosti, redovna provera i prema potrebi zamena oštećene toplotne izolacije,redovna provera i prema potrebi zamena oštećene toplotne izolacije, redovno i kvalitetno održavanje. redovno i kvalitetno održavanje.



Kod procesa destilacije u rafinerijama nafte mere za optimizaciju potrošnje toplotne Kod procesa destilacije u rafinerijama nafte mere za optimizaciju potrošnje toplotne energije su sledeće:energije su sledeće: redovno praćenje i podešavanje procesnih parametara,redovno praćenje i podešavanje procesnih parametara, primena novih tehničkih rešenja za unutrašnjost kolone,primena novih tehničkih rešenja za unutrašnjost kolone, provođenje redovnog remonta.provođenje redovnog remonta.



Pri distribuciji vodene pare u rafineriji nafte najčešće se primenjuju sledeće mere u cilju Pri distribuciji vodene pare u rafineriji nafte najčešće se primenjuju sledeće mere u cilju optimizacije potrošnje toplotne energije:optimizacije potrošnje toplotne energije: sakupljanje i vraćanje kondenzata,sakupljanje i vraćanje kondenzata, iskorišćenje otparka,iskorišćenje otparka, popravljaljanje mesta propuštanja kondenzata,popravljaljanje mesta propuštanja kondenzata, redovna provera i zamena oštećene toplotne izolacije,redovna provera i zamena oštećene toplotne izolacije, korišćenje odvajača kondenzata boljih karakteristika.korišćenje odvajača kondenzata boljih karakteristika.



U cilju iskorišćenja otpadne toplote u rafinerijama nafte najčešće se primenjuju sledeće U cilju iskorišćenja otpadne toplote u rafinerijama nafte najčešće se primenjuju sledeće mere:mere:korišćenje gasa koji se sakuplja na baklji,korišćenje gasa koji se sakuplja na baklji,korišćenje otpadne toplotne energije u proizvodnom procesu i za zagrevanje korišćenje otpadne toplotne energije u proizvodnom procesu i za zagrevanje pomoćnihpomoćnih objekata.objekata.



U cilju smanjenja potrošnje toplotne enrgije na energetskim i procesnim U cilju smanjenja potrošnje toplotne enrgije na energetskim i procesnim postrojenjima u rafinerijama nafte preduzimaju se odgovarajuće aktivnosti kojima se postrojenjima u rafinerijama nafte preduzimaju se odgovarajuće aktivnosti kojima se postižu sledeći efekti:postižu sledeći efekti:prilagođavanjem kapaciteta parnih kotlova potrebama potrošača energije može se prilagođavanjem kapaciteta parnih kotlova potrebama potrošača energije može se smanjiti potrošnja toplotne energije od 1 do 2%;smanjiti potrošnja toplotne energije od 1 do 2%;podešavanjem stehiometrijskih parametara sagorevanja gorionika za tečno gorivo podešavanjem stehiometrijskih parametara sagorevanja gorionika za tečno gorivo kod parnih kotlova postiže se smanjenje potrošnje goriva od 0,5 do 1%;kod parnih kotlova postiže se smanjenje potrošnje goriva od 0,5 do 1%;



povratom kondenzata iz energane i procesnih postrojenja gubici toplote se mogu povratom kondenzata iz energane i procesnih postrojenja gubici toplote se mogu smanjiti od 10 do 30%;smanjiti od 10 do 30%;regulacijom načina sagorevanja kod industrijskih cevnih peći može se povećati regulacijom načina sagorevanja kod industrijskih cevnih peći može se povećati stepen korisnosti peći do 4,5%, a samim time i smanjiti potrošnja goriva;stepen korisnosti peći do 4,5%, a samim time i smanjiti potrošnja goriva;zamenom dotrajale i oštećene toplotne izolacije na cevovodima i opremi mogu se zamenom dotrajale i oštećene toplotne izolacije na cevovodima i opremi mogu se smanjiti gubici toplote od 10 do 40%.smanjiti gubici toplote od 10 do 40%.



U cilju smanjenja potrošnje toplotne energije u rafinerijama nafte kod kojih prilikom U cilju smanjenja potrošnje toplotne energije u rafinerijama nafte kod kojih prilikom projektovanja i izgradnje nisu korišćene najbolje raspoložive tehnike neophodno je izvršiti projektovanja i izgradnje nisu korišćene najbolje raspoložive tehnike neophodno je izvršiti energetski pregled. energetski pregled.

NNajčešće se provode ajčešće se provode preliminarni energetski pregled i detaljni energetski pregled preliminarni energetski pregled i detaljni energetski pregled koji se koji se još naziva i energetska studija. još naziva i energetska studija.



Preliminarni pregledi najčešće se provede od strane predstavnika prizvođača opreme. Preliminarni pregledi najčešće se provede od strane predstavnika prizvođača opreme. Oni zajedno sa radnicima koji opslužuju proizvodno postrojenje pronalaze jednostavne i Oni zajedno sa radnicima koji opslužuju proizvodno postrojenje pronalaze jednostavne i standardne mere za povećanje energetske efikasnosti. standardne mere za povećanje energetske efikasnosti.

Prilikom Prilikom ovovog pregleda provode se jednostavna merenja potrošnje energije i nakon toga og pregleda provode se jednostavna merenja potrošnje energije i nakon toga se mogu označiti delovi postrojenja koji zahtevaju detaljniji pregled. se mogu označiti delovi postrojenja koji zahtevaju detaljniji pregled.



Detaljni pregled predstavlja tehničku i ekonomsku analizu mogućih projekata uštede Detaljni pregled predstavlja tehničku i ekonomsku analizu mogućih projekata uštede energije u postrojenjima i objektima. energije u postrojenjima i objektima.

U rafinerijama nafte detaljni energetski pregled: U rafinerijama nafte detaljni energetski pregled: daje podatke o trenutnoj potrošnji energije kad je oprema u radnom režimu,daje podatke o trenutnoj potrošnji energije kad je oprema u radnom režimu,utvrđuje tehnički i ekonomski izvodljiva poboljšanja sa aspekta energetske utvrđuje tehnički i ekonomski izvodljiva poboljšanja sa aspekta energetske efikasnosti za postojeću opremu, iefikasnosti za postojeću opremu, idaje dovoljno podataka za procenu tehničke i ekonomske izvodljivosti.daje dovoljno podataka za procenu tehničke i ekonomske izvodljivosti.


ZAKLJUČAKZAKLJUČAK

Jedan od prioriteta savremene proizvodnje u rafinerijama je optimizacija potrošnje Jedan od prioriteta savremene proizvodnje u rafinerijama je optimizacija potrošnje toplotne energije. toplotne energije.

Novoizgrađene rafinerije su projektovane u skladu sa najbolje raspoloživim tehnikama i Novoizgrađene rafinerije su projektovane u skladu sa najbolje raspoloživim tehnikama i kod njih postoje relativno male mogućnosti za optimizaciju potrošnje toplotne enrgije. kod njih postoje relativno male mogućnosti za optimizaciju potrošnje toplotne enrgije.

U starijim rafinerijama nafte može se izvršiti optimizacija potrošnje toplotne enrgije. U starijim rafinerijama nafte može se izvršiti optimizacija potrošnje toplotne enrgije.

Najveće mogućnosti za smanjenje gubitaka toplotne energije su kod parnih kotlova, Najveće mogućnosti za smanjenje gubitaka toplotne energije su kod parnih kotlova, procesnih peći i grejača, procesa destilacije, pri distribuciji vodene pare i dr. procesnih peći i grejača, procesa destilacije, pri distribuciji vodene pare i dr.


HVALA NA PAŽNJIHVALA NA PAŽNJI

Documents

ENERGETSKA EFIKASNOST U RAFINERIJAMA NAFTE SA … Stojan Simic.pdf · Atmosferska destilacija 25,79 Vakuum destilacija 9,60 Visbrejking 0,04 Koksovanje 0,27 ÷ 4,61 Katalitičko krekovanje