Решение, направленное на повышение рентабельности производства товарных продуктов
за счет снижения нерационального использования водородсодержащего газа на НПЗ

Оптимизация
выработки и потребления ВСГ на НПЗ

Главная / Цифровизация переработки нефти и газа /

Главная / Цифровизация переработки  нефти и газа /

По мере роста глубины переработки на НПЗ потребность в водороде становится критической. Управлять им «вслепую» — значит терять деньги.
Решение — это расчет точного баланса водородной сети. Только понимая реальные потоки, расходы и концентрации, можно количественно оценить эффективность использования водорода и найти точки для оптимизации.

Сергей Михайлов

старший технолог

10% и более

снижение нагрузки на УПВ

в условиях ограничений текущей реализации сети ВСГ (неизменность топологии, невозможность перестроения трубопроводов или добавление новых блоков повышения давления и концентрирования)
при объеме перерабатываемого сырья от 7 млн. т/год

Примечания:

Методика пинч-анализа, заложенная в решение, позволяет определить точку (pinch point) максимального сближения кривой избытка и области баланса сети водород-содержащего газа (ВСГ).

Разница между изначальным положением кривой и ее смещением после расчета оптимизационных мероприятий показывает потенциал оптимизации выработки ВСГ, а следовательно — снижения нагрузки на установки по его производству (УПВ).

Проект в области оптимизации выработки и потребления ВСГ, реализованный на базе решения NAUKA.H₂ — лауреат премии «Нефть и газ 5.0»

Решаемые задачи

Систематизация и структурирование информации о материальных потоках сети ВСГ

Расчет баланса выработки и потребления ВСГ

Оптимизация выработки ВСГ

Оптимизация структуры сети ВСГ

Технологические линии, связывающие производителей и потребителей водорода (трубопроводы, приемные и распределительные коллекторы)

Установки потребления водородосодержащего газа (ВСГ) и концентрированного водорода: гидрокрекинг, гидроочистка бензиновых и дизельных фракций, изомеризация и другие

Установки каталитического риформинга, производства водорода (УПВ), а также короткоцикловой адсорбции (КЦА) водорода

Построение цифровой потоковой модели сети ВСГ, включающей:

Систематизация и структурирование информации о материальных потоках сети ВСГ

Расчет баланса выработки и потребления ВСГ

Оптимизация выработки ВСГ

Оптимизация структуры сети ВСГ

Расчет баланса ВСГ, включая анализ объемов выработки и потребления на основании величин расходов всех потоков сформированной математической модели

Систематизация и структурирование информации о материальных потоках сети ВСГ

Расчет баланса выработки и потребления ВСГ

Оптимизация выработки ВСГ

Оптимизация структуры сети ВСГ

Разработка стратегий оптимизации выработки водородсодержащего газа, направленных на уменьшение загрузки УПВ, а также перенаправление потоков в сети ВСГ с учетом технических ограничений оборудования

Систематизация и структурирование информации о материальных потоках сети ВСГ

Расчет баланса выработки и потребления ВСГ

Оптимизация выработки ВСГ

Оптимизация структуры сети ВСГ

Разработка предложений:

По переобвязке существующей сети для оптимального распределения ВСГ при расширении производственных мощностей или модернизации текущих установок НПЗ

По доснащению приборами КИП для контроля показателей работы сети

Систематизация и структурирование информации о материальных потоках сети ВСГ

Построение цифровой потоковой модели сети ВСГ, включающей:

Технологические линии, связывающие производителей и потребителей водорода (трубопроводы, приемные и распределительные коллекторы)

Установки потребления водородосодержащего газа (ВСГ) и концентрированного водорода: гидрокрекинг, гидроочистка бензиновых и дизельных фракций, изомеризация и другие

Установки каталитического риформинга, производства водорода (УПВ), а также короткоцикловой адсорбции (КЦА) водорода

Расчет баланса выработки и потребления ВСГ

Расчет баланса ВСГ, включая анализ объемов выработки и потребления на основании величин расходов всех потоков сформированной математической модели

Оптимизация
выработки ВСГ

Разработка стратегий оптимизации выработки водородсодержащего газа, направленных на уменьшение загрузки УПВ, а также перенаправление потоков в сети ВСГ с учетом технических ограничений оборудования

Оптимизация структуры сети ВСГ

По переобвязке существующей сети для оптимального распределения ВСГ при расширении производственных мощностей или модернизации текущих установок НПЗ

По доснащению приборами КИП для контроля показателей работы сети

Разработка предложений:

Эффекты от внедрения

Увеличение выпуска высокомаржинальных товарных
нефтепродуктов (при наличии резервов пропускной
способности установок) или удешевление
их производства

Снижение расхода ТЭР, необходимых на выработку дополнительного ВСГ за счёт снижения нагрузки на УПВ

Увеличение срока службы каталитических систем за счет уменьшения дезактивации (коксования) активных центров катализатора на установках гидроочистки и гидрокрекинга

Увеличение КПД трубчатых печей за счёт снижения сброса низкокалорийного ВСГ в топливную сеть