Статус документа

ИТС 20-2016 Промышленные системы охлаждения

1.2 Химическая промышленность, нефтепереработка и нефтехимия

Химическая промышленность характеризуется высоким уровнем потребления энергетических ресурсов. К особо энергоемким относятся производство масел, соды каустической и кальцинированной, удобрений, волокон и нитей химических, синтетических смол и пластических масс, синтетического каучука, этилена и пропилена, ацетилена, средств защиты растений, бутилового и изобутилового спиртов. В таблице 1.2 показано фактическое удельное потребление энергии на производство различных видов продукции химической промышленности в Российской Федерации.

Таблица 1.2 - Фактическое удельное потребление энергии на производство различных видов продукции химической промышленности в Российской Федерации ([52])


Продукция	Ед.изм.	Электроэнергия, кВт·ч			Теплоэнергия, тыс.ккал			Топливо, кг у.т.
		2012	2013	2014	2012	2013	2014	2012	2013	2014
Переработка нефти, включая газовый конденсат	на 1 т	46,4	44,0	42,9	134,5	127,2	123,6	59,3	56,3	53,1
первичная переработка нефти	на 1 т	17,8	16,8	17,0	63,2	61,4	55,4	31,9	31,3	29,2
гидрокрекинг	на 1 т	66,9	74,6	66,4	251,5	266,1	343,3	114,1	128,6	103,5
термический крекинг	на 1 т	13,0	13,3	12,6	38,0	35,0	35,5	33,0	32,0	30,2
каталитический крекинг	на 1 т	95,5	93,2	88,6	264,7	258,9	241,7	72,2	66,7	66,0
каталитический риформинг	на 1 т	82,7	81,1	86,7	113,6	122,0	130,8	98,9	93,9	98,4
производство масел	на 1 т	323,4	392,4	320,2	1552,5	1866,4	1515,2	235,3	280,5	223,3
коксование тяжелых нефтяных остатков	на 1 т	38,9	40,6	39,5	145,2	146,7	149,5	57,0	58,7	57,5
гидроочистка	на 1 т	24,1	24,6	25,0	39,7	39,0	35,6	24,4	22,7	22,7
каталитический риформинг для получения ароматических углеводородов	на 1 т	157,3	155,2	151,4	499,9	503,5	499,3	204,7	212,8	208,7
парекс	на 1 т	211,3	194,7	186,7	76,3	78,5	63,4	57,3	47,0	49,2
Переработка газа	на 1 тыс.м	118,8	118,5	125,4	188,2	178,9	185,0	20,9	17,8	18,8
в том числе глубокая переработка газа	на 1 тыс.м	75,0	73,6	73,6	33,8	33,3	33,0	2,0	3,1	2,1
Сера	на 1 т	63,0	65,8	79,2	475,9	484,4	588,1	86,5	83,4	87,1
Серная кислота в моногидрате	на 1 т	106,3	108,1	113,1	99,6	108,9	121,5	5,1	5,9	9,1
Аммиак синтетический	на 1 т	121,1	115,5	111,0	122,5	117,9	110,5	28,6	24,6	25,5
Сода кальцинированная 100% (включая поташ и содопоташную смесь)	на 1 т	177,4	170,9	181,6	1995,2	1911,1	1676,2	76,1	71,4	76,1
Сода каустическая твердая 100% (включая едкий калий)	на 1 т	1240,4	1118,6	1106,1	1765,6	1724,2	1703,2	38,5	43,2	41,6
Калийные удобрения (в пересчете на 100% )	на 1 т	273,9	279,5	243,9	481,1	538,8	447,9	24,3	24,9	21,9
Фосфатные удобрения (в пересчете на 100% )	на 1 т	587,2	533,4	361,6	2322,4	2059,0	1611,5	57,6	55,1	43,4
Карбамид (мочевина) в пересчете на 100%	на 1 т	250,5	245,5	192,0	1342,3	1421,5	1123,2	14,6	29,0	21,1
Аммиачная селитра	на 1 т	58,6	56,3	55,8	393,8	382,8	325,9	3,1	2,9	2,8
Волокна и нити химические	на 1 т	2329,4	2153,1	2117,5	2701,0	2366,3	2187,7	57,6	55,6	48,4
Синтетические смолы и пластические массы	на 1 т	733,9	639,8	639,3	2827,0	2751,9	3141,4	143,7	141,7	170,1
Каучук синтетический	на 1 т	2600,2	2487,8	2648,8	15357,2	13887,9	12980,5	679,5	670,9	677,0
Лакокрасочные материалы	на 1 т	172,6	147,7	198,9	259,6	205,1	600,3	12,4	12,5	46,0
Этилен и пропилен	на 1 т	481,4	423,0	439,1	2583,9	2376,8	2411,2	313,7	455,7	380,7
Ацетилен	на 1 т	2123,6	2284,3	2196,6	4362,5	4493,7	4589,3	-	-	-
Средства защиты растений химические (пестициды) в 100% исчислении по действующему веществу	на 1 т	330,8	339,2	476,2	315,8	334,5	501,9	-	-	-
Спирты бутиловый и изобутиловый	на 1 т	1649,8	1993,4	1940,4	5345,8	6318,9	5863,0	545,6	620,4	660,4
Шины для грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов	на 1 шт.	52,0	66,2	63,6	191,3	243,1	245,0	0,1	0,1	0,1
Шины для легковых автомобилей	на 1 шт.	18,7	17,7	18,8	61,1	53,0	48,5	0,0	0,0	0,2

Технологические процессы во многих отраслях химической промышленности связаны с охлаждением разогретых жидких и газообразных продуктов. Охлаждение производится непосредственно водой или растворами.

Примером комбинированного охлаждения могут служить аммиачно-холодильные установки, где для целей охлаждения употребляется аммиак и соляной раствор, а вода расходуется для охлаждения рубашек компрессоров и конденсаторов для аммиака.

Для большинства установок химических заводов, где расходуется вода оборотных систем водоснабжения, характерным является применение ограниченного количества типов теплообменников и конденсаторов.

Основными типами являются:

- поверхностные теплообменники и конденсаторы, в которых охлаждаемый продукт и вода не соприкасаются друг с другом и где, как правило, вода не загрязняется продуктом;

- конденсаторы с разбрызгиванием охлаждающей воды непосредственно в продукт.

К числу поверхностных аппаратов относятся:

- трубчатые конденсаторы и теплообменники;

- погруженные конденсаторы и теплообменники;

- оросительные теплообменники.

Трубчатые конденсаторы и теплообменники представляют собой противотивоточные* теплообменные аппараты, где по пучку трубок мелкого диаметра протекает обычно вода, а по межтрубному пространству движется охлаждаемый продукт.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Конденсаторы или теплообменники в виде труб или змеевиков, погруженных в бак с проточной водой, получили название погруженных. Отличаясь простотой устройства, аппараты этого типа весьма нетребовательны к качеству воды (жесткости и содержанию взвеси).

В том случае, если змеевики орошаются водой сверху, установки носят название оросительных. Теплообменники и конденсаторы этого типа более эффективны, так как в них, кроме отведения тепла за счет повышения температуры охлаждающей воды, охлаждение происходит и за счет испарения части воды.

Как отмечалось выше, в поверхностных аппаратах вода не соприкасается с охлаждаемым продуктом и, следовательно, ничем не загрязняется. Однако в результате разгерметизации теплообменников охлаждаемый продукт может попадать в воду, что необходимо учитывать при выборе типа водоохладителей.

Из аппаратов, у которых вода непосредственно вводится в продукт для его охлаждения, на предприятиях химической промышленности применяются смешивающие и барометрические конденсаторы. Вода в них, проходя через насадки, сопла или другие приспособления, из верхней части аппарата падает навстречу газообразному продукту.

Барометрические конденсаторы отличаются от смешивающих тем, что в них создается вакуум, который образуется за счет быстрой конденсации паров. В отдельных случаях, в зависимости от характера загрязнения, после соответствующей очистки и охлаждения вода после барометрических конденсаторов может быть повторно использована.

Общей и характерной чертой химических предприятий является наличие большого количества теплообменников и отдельных оборотных циклов водоснабжения, поскольку составные части газообразных продуктов конденсируются при различных температурах. Поэтому к температурам охлаждающей воды также предъявляются различные требования, определяемые технологами при расчете аппаратуры. Максимальное понижение температуры оборотной воды необходимо для аппаратов, которые при низких температурах воды обеспечивают большую конденсацию и лучшее извлечение продукта.

Так, например, в бензольных цехах коксохимических заводов количество улавливаемого бензола при температуре масла 25°С может достигать 90% от его содержания в газе, а если масло будет охлаждено до температуры 30, 35 или 40°С, количество улавливаемого бензола соответственно снизится до 86, 79 и 70%.