Интеграция турбодетандеров в реакторные блоки процессов дегидрирования легких алканов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнен анализ эффективности новых схем интеграции турбодетандеров в системы нагрева газосырьевой смеси различных процессов дегидрирования легких олефинов. Выполнены теоретические расчеты энергозатрат рассматриваемых схем. Так, в энерготехнологической схеме необходимо увеличение тепловой нагрузки, при этом практически вся добавленная тепловая энергия преобразуется в электрическую, что характеризует предлагаемые схемы как высокоэффективный способ производства электроэнергии собственной выработки на нефтехимическом производстве. Проведена оптимизация совмещенной схемы, и выполнен технико-экономический анализ. В качестве потенциальных рабочих жидкостей процесса совмещенной электрогенерации рассмотрены составы сырьевых потоков наиболее распространенных промышленных процессов дегидрирования легких алканов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Утемов

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: Dmitry.sla@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

А. Н. Матвеева

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Email: Dmitry.sla@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Сладковская

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: Dmitry.sla@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Д. Ю. Мурзин

Университет Або Академи

Email: Dmitry.sla@gmail.com
Финляндия, Турку

Д. А. Сладковский

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: Dmitry.sla@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Handbook of Petroleum Refining Processes / Eds. Meyers R.A. New York: McGraw-Hill, 2004.
  2. Tokmurzin D., Otarov R., Aiymbetov B., Bulatov I., Smith R. Case study of power generation and CO2 emissions reduction potential from introduction of Organic Rankine Cycle on Atyrau Oil Refinery Plant Vacuum Distillation Unit // Mater. Today Proc. 2018. V. 5. № 11. P. 22859.
  3. Jung H., Krumdieck S., Vranjes T. Feasibility assessment of refinery waste heat-to-power conversion using an organic Rankine cycle // Energy Convers. Manag. 2014. V. 77. P. 396.
  4. Carson D.B. Electrical Power Generation by Fractionation Column Reboiler. Pat. 4428202 USA. 1984.
  5. Sladkovskiy D.A., Murzin D.Y. Integrated Power Systems for Oil Refinery and Petrochemical Processes // Energies. 2022. V. 15. № 17. P. 6418.
  6. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство основных органических веществ. М.: Бюро НДТ, 2016.
  7. Пахомов Н.А., Парахин О.А., Немыкина Е.И., Данилевич В.В., Чернов М.П., Печериченко В.А. Разработка и опыт промышленной эксплуатации микросферического алюмохромового катализатора КДМ дегидрирования изобутана в кипящем слое // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 65.
  8. Пахомов Н.А. Современное состояние и перспективы развития процессов дегидрирования // Промышленный катализ в лекциях. 2006. № 6. С. 53.
  9. Solovev S.A., Soloveva O.V., Bekmukhamedov G.E., Egorova S.R., Lamberov A.A. CFD-Simulation of Isobutane Dehydrogenation for a Fluidized Bed Reactor // Chem. Engineering. 2022. V. 6. № 6. P. 98.
  10. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л.: Химия, 1986.
  11. Farsi M., Jahanmin A., Rahimpour M.R. Steady state modeling and simulation of the Oleflex process for isobutane dehydrogenation considering reactor network // Asi-Pac. J. Chem. Eng. 2013. V. 8. № 6. P. 862.
  12. Maddah H.A. A comparative study between propane dehydrogenation (PDH) technologies and plants in Saudi Arabia // American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences. 2018. V. 45. № 1. P. 49.
  13. Buyanov R.A., Pakhomov N.A. Catalysts and processes for paraffin and olefin dehydrogenation // Kinet. Catal. 2001. V. 42. № 1. P. 64.
  14. Farsi M. Dynamic modelling, simulation and control of isobutane dehydrogenation in a commercial Oleflex process considering catalyst deactivation // J. Taiwan Institute Chem. Eng. 2015. V. 57. P. 18.
  15. Nawaz Z. Dynamic modeling of CATOFIN® fixed-bed iso-butane dehydrogenation reactor for operational optimization // Int. J. Chem. Reactor Eng. 2016. V. 14. № 1. P. 491.
  16. Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза, в двух частях. Ч. 1. Углеводородное сырье и продукты его окисления. М.: Химия, 1973.
  17. Ламберов А.А., Дементьева Е.В., Кузьмина О.В., Гильманов Х.Х., Гильмуллин Р.Р. Опытно-промышленные испытания нового отечественного катализатора ЖКД дегидрирования изоамиленов в изопрен // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 76.
  18. Овсянник А.В., Ключинский В.П. Выбор, расчет и термодинамический анализ турбоустановок на органическом цикле Ренкина // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65. № 1. С. 76.
  19. Bao J., Zhao L. A review of working fluid and expander selections for organic Rankine cycle // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 24. P. 325.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Принципиальная схема реакторного блока процесса дегидрирования НПО “Ярсинтез”.

Скачать (202KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты расчета энергетических затрат реакторного блока процесса дегидрирования изобутана.

Скачать (340KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вид модели, разработанной в Aspen Hysys.

Скачать (269KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема интеграции турбодетандера в реакторный блок процесса дегидрирования. Анализ энергозатрат.

Скачать (361KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Анализ энергозатрат энерготехнологической схемы дегидрирования с использованием реакторов с движущимся слоем катализатора.

Скачать (274KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Температурно-энтальпийная диаграмма процесса дегидрирования с интегрированным детандером. Линии: 1, 2 – линия насыщения реагентов; 2 – линия насыщения продуктов реакции дегидрирования; 3, 4 – изобара сырья при давлении реакционного процесса и повышенном давлении соответственно; 5 – изобара продуктов при давлении процесса.

Скачать (104KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость температуры перед детандером и удельной выходной мощности детандера от давления входного потока для различных сред и давления расширения. а – зависимость температуры потока перед детандером. б – зависимость удельной (на единицу массы сырьевого потока) выходной мощности детандера. Линии: 1 – пропан при расширении до 25 кПа; 2 – изобутан при расширении до 25 кПа; 3 – пропан при расширении до 150 кПа; 4 – изобутан при расширении до 150 кПа.

Скачать (312KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024