Сократите потребление охлаждающей воды на вашем НПЗ на 30–50 %

Вода является одним из ключевых ресурсов, необходимых для переработки сырой нефти в  очищенный продукт .  Одним  из основных  потребителей  воды на  нефтеперерабатывающем  заводе  является  система  охлаждающей воды  , которая удаляет  избыточное тепло из различных источников тепла,  включая  циркуляционные насосы , верхние конденсаторы и  потоки продуктов,  идущие в резервуары. Спрос  на системы охлаждающей воды высок ,  и  нефтеперерабатывающие заводы часто сталкиваются  с ограничением по мощности охлаждающей воды , особенно  летом.       

Средний  НПЗ в  США   получает  20%  от общего  объема  воды  из  городских  или  муниципальных источников , что является самым дорогим и ограниченным источником. Этот процент подскакивает ближе к 50% на Западном побережье !  

Каковы преимущества сокращения расхода охлаждающей воды? 

  1. Устраняет узкие места технологического блока, ограниченные производительностью охлаждающей воды.
     
  2. Повышает надежность эксплуатации, особенно летом 
  3. Значительно снижает  капитальные затраты . Меньшие насосы, трубопроводы и конструкции , включая меньшую градирню 
  4. Значительно снижает  OPEX . Меньше воды, мощности насосов и химической обработки. 
  5. Экологичность  за счет производства той же продукции с меньшим использованием воды, химикатов и электроэнергии. 
  6. Поддерживает  цель ООН  в области устойчивого развития № 12: Обеспечение устойчивых  моделей потребления и производства. 

Каков практичный, экономичный и выполнимый способ достижения этой цели? 

Все начинается с того, как  мы  проектируем наш теплообменник охлаждающей воды. В большинстве случаев инженеры  -технологи следуют традиционному правилу, которое часто основано на  многовековой технологии кожухотрубчатых  теплообменников.  Однако  мы живем в экологически сложные времена, которые  требуют критических преобразований  на  уровне  низовых органов, включая  проектирование   теплообменников и использование технологий.  

Давайте рассмотрим пример  крупного потребителя охлаждающей воды , где конденсация происходит при температуре, близкой к  температуре охлаждающей воды: конденсатор  верхнего  продукта дебутанизатора . 

Рисунок 1 (выше)

Идея заключается в выполнении температурного скрещивания с охлаждающей водой. 

В этом примере пары верхнего  погона колонны  Дебутанизатор  охлаждаются от 132°F до 100°F с использованием охлаждающей воды при 85°F.  Традиционно  температура охлаждающей воды на выходе фиксируется  меньшей или равной температуре горячей жидкости  на выходе, чтобы избежать любого температурного пересечения.  В этом случае температура охлаждающей воды на выходе составляла 100°F, что  потребует 2  миллиона фунтов в час  потока охлаждающей воды для достижения желаемой охлаждающей нагрузки .  Однако,  в то время как нагрузка остается прежней,  потребность  в охлаждающей воде  может  снизиться на 50% с 2  миллионов фунтов в  час  до 1  миллиона фунтов  в час , если  мы сможем достичь температурного пересечения  с  охлаждающей водой . В этом случае  температура на выходе  теперь составляет  115°F вместо 100°F. Это простой баланс тепла и массы.      

Несмотря на то, что концепция выглядит простой ,  ее непрактично достичь с помощью  столетней  технологии кожухотрубчатого теплообменника.  Чтобы  достичь  температурного пересечения, как на рисунке 1,  нам понадобятся  четыре  кожухотрубчатых теплообменника в конфигурации 2 серии x 2 параллельно . Эти  теплообменники  обычно  возводятся  на  возвышенной конструкции ,  что делает их  неэкономичными для внедрения . Это связано с  огромным  влиянием на общую стоимость установки , обусловленным  большой  площадью основания и  структурными требованиями , необходимыми  для размещения  четырех кожухотрубчатых  теплообменников  . Это одна из веских причин , по которой мы не видим много кожухотрубчатых теплообменников охлаждающей  воды  ,   спроектированных  с температурным  пересечением .       

Однако Compabloc © может достичь  производительности ,  показанной на рисунке 1  , всего  в одной оболочке благодаря  своей  высокой эффективности теплопередачи,  многопроходной конфигурации как на  горячей   , так и на  холодной стороне и  близкой к полному противоточному  расположению потока .  В этом случае нам  понадобится  только  один Compabloc  с площадью основания 6,5 футов x 6,5 футов  . Это  чрезвычайно мало по сравнению с  четырьмя  кожухами  и  трубами, что приводит к снижению общей стоимости установки , экономически  осуществимому  проекту и  снижению требуемого расхода охлаждающей воды до одного миллиона  фунтов в час .    

Рисунок 2 (выше)

Сегодня более 500 Compabloc работают в качестве теплообменников охлаждающей воды  на нефтеперерабатывающих заводах по всему миру . Многие из них спроектированы с температурным перекрестием ,  что позволяет экономить  миллионы галлонов охлаждающей воды ежегодно .     

Недавний  пример —  нефтеперерабатывающий завод на  Среднем Западе  , который решил оценить Compabloc в  конденсаторе верхнего погона  деизобутанизатора во время проекта реконструкции алкилирования для увеличения мощности. Из-за  его  небольшой площади  3,5  фута x 3,5 фута, низкой общей стоимости установки и  снижения расхода охлаждающей воды  они решили установить Compabloc.  Рисунок 3 демонстрирует стабильно высокую производительность и низкий уровень загрязнения в течение  14 месяцев эксплуатации.  Основываясь на  этой  производительности , нефтеперерабатывающий завод решил установить еще один  Compabloc  в  конденсаторе верхнего погона  дебутанизатора .     

Рисунок 3 (выше)

В конечном счете, снижение потребности  в охлаждающей воде  на вашем нефтеперерабатывающем заводе  является потребностью часа как   для  оптимизации ресурсов,  так и для эксплуатационной гибкости технологического  блока.  Один из  проверенных  способов  экономически  снизить  потребность в охлаждающей воде — это спроектировать  теплообменник  охлаждающей воды с температурным перекрестием  с помощью  технологии компактного сварного пластинчатого теплообменника Alfa Laval .