Program úspory energií na destilaci ropy v rafinérii Kralupy nad Vltavou Ing. Daniel Hendrich ČESKÁ RAFINERSKÁ, a.s.
Obsah Úvod Změna zpracovaných rop Předehřev ropy Studie KBC metodou PINCH Přínosy
Úvod, změna zpracovávaných rop v roce 2001 www.ceskarafinerska.cz Česká Rafinérská a.s. v Kralupech nad Vltavou provozuje od roku 1974 jednotku surovinové destilace ropy (SD) s maximálním návrhovým prosazením 380 t/h ropy typu Ural. V roce 2001, kdy byla zprovozněna nová jednotka fluidního katalytického kraku (FCC), se skladba rop změnila z důvodu nových požadavků na atmosférický zbytek (zejména obsahu Vanadu a Niklu, které působí jako katalytické inhibitory na FCC). Od roku 2001 se ropa Ural v Kralupech přestala zpracovávat a nahradily jí lehčí a méně sirné ropy. Tato změna měla vliv na stávající zařízení Kralupské rafinérie, které bylo původně navrženo na ropu Ural.
Předehřev ropy www.ceskarafinerska.cz Předehřev je tvořen soustavou tepelných výměníků, odsolovací stanice a dvou válcových paralelních pecí. Ropa vstupuje studená ze skladovací nádrže do soustavy výměníků, kde se předehřeje teplými proudy horního cirkulačního refluxu a těžkého topného oleje. Při teplotě 120-140 C vstupuje do dvoustupňové odsolovací stanice, kde se zbaví mechanických nečistot a solí na koncentraci 2 ppm. Takto odsolená ropa pokračuje do další části výměníkové sítě, kde se předehřívá na teplotu 200-240 C pomocí teplých proudů bočních cirkulačních reflexů I,II a těžkého topného oleje. Za posledním výměníkem jsou 2 válcové paralelní pece, které ropu dohřejí na konečnou teplotu 350 C, při které vstupuje do kolony atmosférické destilace ropy.
Bilanční schéma destilace ropy
Optimalizace sdílení tepla na předehřevu ropy Pomocí programu Recon a PRO/II byly zmapovány potencionální energetické úspory na předehřevu ropy před atmosférickou destilací ropy Stanovil se optimální cyklus čištění jednotlivých aparátů (náklady na odstavení a čištění x energetický přínos) Byla oslovena firma KBC, která navrhla opatření na zlepšení sdílení tepla
Studie KBC metodou PINCH Spolu se změnou skladby zpracovávaných rop bylo posouzeno simulací vprogramu PRO/II, že předání tepla ve výměníkové řadě není optimální ani při dodržení navržených optimálních čistících cyklů a proto byla oslovena firma KBC z Velké Británie, která měla stav výměníkové řady zrevidovat a navrhnout relokaci proudů metodou pinch. Vkonečném důsledku toto má za následek, že maximum energie se vymění v rámci vnitřních studených a horkých proudů tak, aby bylo dodrženo minimální teplotní přiblížení. Firma KBC vypracovala energetickou studii pro rafinérii Kralupy, kde významnou součástí bylo výše uvedené posouzení výměníkové sítě.
Studie KBC metodou PINCH - diagram stávajícího stavu (DT doporučeno 20-30 C)
Studie KBC metodou PINCH přehled variant 1) Předání více tepla na vyšší energetické úrovni v bočním cirkulačním refluxu II namísto v horním cirkulačním refluxu, který se navíc dochlazuje vzduchovými kondenzátory Přesun části tepla z HCR do BCR Horní cirkulační reflux (HCR) CA1/1-14 CW1/1,2 Odplyn Boční cirkulační reflux (BCR) C 1 T1 Benzín ropa Atm.zbytek
Studie KBC metodou PINCH přehled variant 2) Využití tepla spodního cirkulačního refluxu lehkého topného oleje (LTO) do ropy; Current configuration 2511C01 Horký spodní cirkulační reflux je vracen do kolony 2511E03 20 t/h New configuration Ochlazený spodní cirkulační reflux je vracen do kolony 2511C01 2511E03 34 t/h cold LTO reflux returned
Studie KBC metodou PINCH přehled variant 3) Využití tepla odcházejícího plynového oleje (PO) do ropy; toto bude vyžadovat složitější přepojení výměníkové řady, navíc se musí kompenzovat nižší entalpie tohoto proudu na navazující jednotce hydrogenace plynového oleje; 4) Výměna výměníků kde je vlivem pomalého proudění nízká hodnota koeficientu přestupu tepla.
Přínosy - zhodnocení Uvedenými opatřeními od KBC se předpokládá nárůst vstupní teploty do pece na předehřevu ropy o 20 C, což přinese rafinérii Kralupy roční úsporu nákladů ve výši 74 MM CZK/rok (odhad KBC) v přepočtu na zemní plyn. Odhad investičních nákladů na implementaci doporučení od KBC je 25 MM CZK. Po implementaci výše uvedeného představuje výše uvedená úspora 2-3% celkové spotřeby energie Kralupské rafinérie.
Děkuji za pozornost Ing. Daniel Hendrich Tel : 315 71 8666 E-mail : daniel.hendrich@crc.cz