Energy Optimization of an Upstream Plant using Pinch Analysis

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Wärmerückgewinnung durch Wärmeintegration ist eine der effektivsten Strategien, die in vielen Branchen zur Steigerung der Energieeffizienz von Prozessen durch gleichzeitige Optimierung der Investitionskosten und des Energieverbrauchs umgesetzt wird. Eines der am häufigsten verwendeten Instrumente zur Wärmeintegration in Raffinerien und petrochemischen Anlagen ist die Pinch-Analyse. In den letzten Jahren wurde die Pinch-Analyse aufgrund der Komplexität der vorgelagerten Anlagen zum Schlüssel für deren technoökonomische Bewertung in der Entwurfsphase. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer praktisch anwendbaren Methodik zur Wärmeintegration mittels Pinch-Analyse, die in den fortgeschrittenen Entwurfsprozess jeder komplexen vorgelagerten Anlage integriert werden kann. Zu diesem Zweck wurde eine Pinch-Analyse an einer realen Fallstudie durchgeführt, die von einer bestehenden Anlage zur Herstellung von Gas und stabilisiertem Kondensat dargestellt wurde. Nach der Analyse der Wärmedaten aller Gasaufbereitungsanlagen wurden die Sauergas- bzw. die Dehydrierungsanlage als Hauptwärmequellen und die Kondensatstabilisierungseinheit als Wärmesenke der Anlage identifiziert. Die Berechnungen wurden mit Pinch Spreadsheet durchgeführt, das von Gabriel Norwood vom Institute of Chemical Engineers entwickelt wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Pinch-Analyse auch für technisch hochoptimierte Anlagen eine schrittweise Optimierung bieten kann. Die Retrofit-Design-Lösungen beinhalten die Nutzung der von den Amin- und Glykol-Regenerationseinheiten zur Verfügung gestellten Wärme, um den Heißölverbrauch in der Kondensatstabilisierungseinheit zu reduzieren. Die Integration wurde durch den Entwurf und die Optimierung eines Wärmetauscher Netzwerks realisiert, ohne den bereits bestehenden Prozess zu verändern. Eine Validierung der vorgeschlagenen Methodik und eine mögliche Integration als Kompromiss zwischen der betrieblichen Unabhängigkeit der Einheiten und den thermoökonomischen Verbesserungen der gesamten Anlage ist Gegenstand zukünftiger Überlegungen.

Details

Titel in ÜbersetzungEnergieoptimierung einer Upstream Anlage unter Verwendung der Pinch Analyse
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung3 Apr 2020
StatusVeröffentlicht - 2020