Результаты работы ученых опубликованы в журнале Energy (Q1, IF: 9).
Для подготовки нефти на промысле тратится большое количество энергии. В среднем, около 13 % сырья, которое потребляет нефтеперерабатывающий завод, идет на переработку. Это огромное количество топлива и электроэнергии, которое утилизируется сразу же после нефтедобычи. Для сокращения энергозатрат сегодня, в основном, еще применяются эвристические методы синтеза систем теплообмена, основанные на опыте проектировщика, которые не могут дать оптимального решения.
Ученые Томского политеха для увеличения энергоэффективности предприятий предложили использовать метод, основанный на пинч-анализе. Он заключается в увеличении мощности рекуперации теплоты, то есть возвращении части энергии в технологический процесс. Метод применим для предприятий нефтегазового и нефтехимического сектора промышленности, пищевой отрасли, а также как при создании проектов реконструкции, так и для новых проектов.
«Методы проектирования систем теплообмена, основанные на принципах и законах пинч-анализа, превратили проектирование из эвристики в науку, что позволяет синтезировать экономически оптимальные технологические схемы химико-технологических процессов. Можно сказать, что пинч-анализ является самым мощным, но и самым трудоемким методом инвестиционного энергоаудита. Увеличение мощности рекуперации тепловой энергии позволяет снизить потребление первичных энергетических ресурсов и значительно уменьшить нагрузку на системы охлаждения. Как правило, на предприятиях, где проводился пинч-анализ, удавалось выводить в резерв до 50 % воздушных и водных холодильников, что очень важно, особенно в летнем режиме работы. Конечно, для внедрения этой технологии требуется модернизация существующих систем теплообмена предприятия. Однако, в перспективе уменьшается себестоимость готовой продукции, и, во-вторых, — существенно сокращаются антропогенные выбросы в атмосферу», — отмечает автор исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Леонид Ульев.
По расчетам ученых ТПУ, увеличение мощности рекупирации теплоты на нефтеперерабатывающих заводах и промысле позволит снизить потребление топлива более чем на 50 %, а электроэнергии — более чем на 20 %.