Вступ 4
1 Характеристика технологічного процесу 5
1.1 Загальна характеристика 5
1.2 Виділення етан-пропанової фракції 7
1.2.1 Вузол конденсації ЕПФ 8
1.3 Виділення ізобутан-бутанової фракції 8
1.3.1 Поділ ізобутан-бутанової фракції 9
1.4 Виділення ізопентан-пентанової фракції 10
1.5 Екстракція даних 10
2 Короткий аналітичний огляд літературних джерел 14
2.1 Актуальність застосування і коротка історія виникнення
пінч-аналізу 14
2.2 Ресурсозбереження і енергозбереження 17
2.3 Коротка характеристика пінч-аналізу 19
2.4 Коротка характеристика програми Unisim Design 19
2.5 Застосування великої складової кривої у пінч-аналізі 20
2.6 Використання низькопотенціального тепла 21
2.7 Інтеграція теплового насоса 28
3 Моделювання інтегрованої технологічної схеми 31
4 Інтеграція теплового насоса до схеми 41
5 Автоматизація ухвалених рішень 47
5.1 Вибір контурів контролю та регулювання 47
5.2 Вибір приладів і засобів автоматизації 48
5.3 Опис функціональної схеми автоматизації 52
5.3.1 Контури регулювання температури 52
5.3.2 Контури контролю температури 52
5.3.3 Контури контролю витрати 52
5.3.4 Контури регулювання рівня рідини в кубі колони 53
5.3.5 Контури контролю та сигналізації рівня в ємностях 53
5.3.6 Контури контролю якості 53
5.3.7 Контури дистанційного керування 54
5.4 Висновки розділу 54
6 Економічне обґрунтування ухвалених технічних рішень 55
6.1 Обґрунтування необхідності розробки 55
6.2 Розрахунок річної економії підприємства 56
6.3 Розрахунок капітальних витрат підприємства 58
6.4 Розрахунок річних експлуатаційних витрат 59
6.5 Фінансові результати впровадження системи і її економічна
ефективність 60
6.6 Розрахунок строку окупності теплового насоса на бутановій
колоні 62
7 Охорона праці та навколишнього середовища 64
7.1 Вступ 64
7.2 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори 64
7.3 Промислова санітарія 66
7.3.1 Мікроклімат 66
7.3.2 Освітлення 67
7.3.3 Шум та вібрація 70
7.4 Електробезпека 71
7.5 Пожежна безпека 71
7.6 Охорона навколишнього середовища 73
8 Цивільна оборона України 74
Висновок 79
Список джерел інформації 80
Додаток А Специфікація додаткових теплообмінних апаратів 84
Додаток Б Специфікація на засоби автоматизації 88
Велика кількість природних сировинних і паливно-енергетичних ресурсів у колишньому Радянському Союзі привело на результаті його існування до ситуації, коли при збільшенні обсягів виробництва практично прямо пропорційно росли втрати ресурсів [1]. У підсумку, наприклад, витрата енергії на одиницю продукції, що випускає побудованими в той період українськими підприємствами, в два, три і більше рази вище, ніж на аналогічних підприємствах індустріально розвинених країн Європейського Союзу.
Одним з основних великих споживачів енергоресурсів є нафтопереробна й нафтохімічна промисловість. У галузі у вигляді палива, теплової й електричної енергії витрачається близько 13 % усієї нафти, перероблюється, причому частка палива становить майже 40 %, теплової енергії – 46 %, електроенергії – 14 % [2]. Але у той же час на сучасних закордонних нафтопереробних заводах енергетичні витрати становлять 3000 – 3500 МДж або 100 – 114 кг умовного палива на 1 т нафти, що перероблюється [3].
На українських нафтопереробних заводах (НПЗ) більша частина технологічних установок будувалася у 60-х й 70-х роках, коли ціна енергоресурсів була дуже низька та економії енергії не надавалося великого значення і в наступні роки енергозберігаючих заходів практично не робили.
Поліпшення в цьому напрямку досягаються шляхом модернізації окремих систем виробництва, установок і заводів у цілому, раціоналізації й удосконалювання виробничих операцій.
У даній роботі було проведено обстеження центральної газофракціонуючої установки, завдяки якому були визначені потоки, що внесені у таблицю потокових даних, яка є цифровим образом теплообмінної мережі розділення широкої фракції легких вуглеводнів.
Моделювання існуючої технологічної схеми за допомогою програмного продукту Unisim Design дозволило уточнити виміряні потокові дані та отримати ті, яких не вистачало.
На основі таблиці потокових даних побудовані складові криві існуючого процесу, знайдена допустима мінімальна температура між гарячою та холодною складовими криви, визначена мінімальна кількість гарячих та холодних утиліт і – максимальна потужність рекуперації теплообмінної мережі.
До інтегрованої схеми запропонована сіткова діаграма, яка дає змогу наглядно показати розміщення усіх теплообмінних апаратів, а також – моделювання працездатної, економічно вигідної енерготехнологічної схеми ЦГФУ, впровадження якої дозволить економити 1698266 грн на рік при строку окупності 0,6 років.
Крім того, за допомогою методів пінч-аналізу був інтегрований тепловий насос до вузла розділення ізобутан-бутанової фракції та проведена автоматизація цього вузла, що дозволить економити 40575000 грн на рік при строку окупності, який дорівнює 3 роки.
