Measuring energy and CO<sub>2</sub> efficiency in petrochemical industry by using energy balance analysis
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2008
Department
Major/Subject
Energiatalous ja voimalaitostekniikka
Mcode
Ene-59
Degree programme
Language
en
Pages
79
Series
Abstract
Tämän työn tavoitteena on selvittää kuinka koko petrokemiallisen prosessin kattavaa energiatasetta voidaan hyödyntää energia- ja CO2-tehokkuuden määrittelemisessä. Tulosten perusteella pyritään esittämään ehdotus energiataseen muodostamisesta prosessiteollisuudessa ja tarvittavista laitostason mittauksista. Työn alussa esitellään energia- ja CO2-tehokkuuden määritelmiä ja mittareita prosessiteollisuudessa, käsitellen myös liittymäkohtia prosessi-integraatioon sekä päästökauppaan. Kirjallisuusosa jatkuu johdatuksella energiataseen muodostamisen termodynamiikkaan ja alalla vallitseviin käytäntöihin. Työtä havainnollistetaan petrokemian tapaustutkimuksella, jossa olefiinien tuotannossa käytettävälle höyrykrakkausprosessille muodostetaan sekä kaikki prosessin energia- että materiaalivirrat kattava energiatase. Valittu menetelmä täydentää yleisesti käytettyä energiataseen laskentatapaa, joka huomioi vain energiavirrat. Tapaustutkimuskohteessa raaka-aine- ja tuotevirtojen, polttokaasujen, palamisilman ja savukaasujen energiasisältö määritetään muodostumisentalpiaa hyödyntäen. Taselaskelmien tuloksista voidaan selvittää kuinka paljon prosessin vaatimasta energiasta sitoutuu tuotteisiin ja sivutuotteisiin höyrykrakkausprosessin kemiallisissa reaktioissa. Tämä mahdollistaa energiatehokkuuden tarkastelun täysin uudesta näkökulmasta alakohtaisten, vakiintuneiden mittareiden rinnalla. Reaktioita seuraavien vaiheiden, joissa eri tuotevirrat erotetaan toisistaan, energiankäytön tehokkuutta ei sen sijaan voida arvioida työssä käytetyillä menetelmillä, sillä taseessa niiden osuus näkyy vain hukkaan menevänä jätelämpönä. CO2-tehokkuutta mitataan polttoprosessista aiheutuvien suorien päästöjen sekä sähkön- ja höyryntuotannosta johtuvien arvioitujen epäsuorien päästöjen yhteisvaikutuksena. Lopputuloksena esitetään yksityiskohtainen ehdotus energiataseen muodostamisesta petrokemian prosessille. Työ todistaa koko prosessin kattavan taseenmuodostustavan hyödylliseksi sekä energia- että CO2-tehokkuuden analysointiin, tarjoten lukuisia uusia näkökohtia. Mahdollisia sovelluskohteita ovat petrokemian lisäksi myös muut prosessiteollisuuden alat, joissa kemiallisilla reaktioilla on merkittävä rooli.Description
Supervisor
Ahtila, Pekka|Lampinen, MarkkuThesis advisor
Tuomaala, MariKeywords
energy efficiency, enrgiatehokkuus, CO<sub>2</sub> efficiency, CO<sub>2</sub> -tehokkuus, energy balance, energiatase, petrochemical industry, petrokemianteollisuus