The analysis of the energy index and the application of equivalent distillation productivity as criteria for identification of the energy efficiency of a petroleum refinery

• Autorzy: Kostov Konstantin Vasilev , Ivanov Ivan Ivov , Atanasov Koycho Tonchev

Identyfikatory

DOI

10.33223/epj/161625

Warianty tytułu

PL

Analiza wskaźnika energetycznego i zastosowanie ekwiwalentnej wydajności destylacji jako kryteriów identyfikacji efektywności energetycznej rafinerii ropy naftowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

As a result of the development of industrial organic synthesis, the output of secondary processes in oil processing is becoming increasingly diverse. Production volume is a nodal indicator that is limited by the available production capacity, equipment configuration and the monetary equivalent of energy costs. In order to determine the technological potential and cost of produced petroleum products, it is necessary to create a complex that includes all stages of production. The most important criterion for evaluating the energy efficiency of an oil refinery is the relative energy consumption, which depends on its complexity. This criterion can be presented as a set of the different types of energy resources used in the course of production and applied to the total production. For this purpose, the energy resources invested in the given technology should be referred to a finished product or raw material. The peculiarity of oil refineries is that, due to the variety of oil derivatives, energy consumption, as a set of different installations, is much more appropriate to relate not to individual target products but to the amount of processed oil. In practice, all types of energy carriers must be converted to an equivalent value. This paper provides an in-depth analysis of the energy costs of oil refineries. The collection of energy flows of different types and dimensions is the subject of the present study. Based on this, a method is presented that allows a comparison of the energy efficiency of refineries with different capacity and configuration of crude oil processing stages based on the energy index and the equivalent distillation performance.

PL

W wyniku rozwoju przemysłowej syntezy organicznej wydajność procesów wtórnych w przetwórstwie ropy naftowej staje się coraz bardziej zróżnicowana. Wielkość produkcji to wskaźnik węzłowy, który jest ograniczony dostępnymi zdolnościami produkcyjnymi, konfiguracją urządzeń oraz ekwiwalentem pieniężnym kosztów energii. W celu określenia potencjału technologicznego i kosztu wytwarzanych produktów naftowych konieczne jest stworzenie kompleksu obejmującego wszystkie etapy produkcji. Najważniejszym kryterium oceny efektywności energetycznej rafinerii ropy naftowej jest względne zużycie energii, które zależy od jej złożoności. Kryterium to można przedstawić jako zestaw różnych rodzajów zasobów energetycznych wykorzystywanych w trakcie produkcji i stosowanych w całej produkcji. W tym celu zasoby energii zainwestowane w daną technologię należy odnieść do gotowego produktu lub surowca. Specyfika rafinerii ropy naftowej polega na tym, że ze względu na różnorodność produktów ropopochodnych energochłonność, jako zespół różnych instalacji, znacznie bardziej adekwatnie odnosi się nie do poszczególnych produktów docelowych, ale do ilości przerobionej ropy. W praktyce wszystkie rodzaje nośników energii muszą być przeliczane na wartości równoważne. Artykuł zawiera dogłębną analizę kosztów energii rafinerii ropy naftowej. Przedmiotem niniejszego opracowania jest zbiór przepływów energii różnych typów i wymiarów. Na tej podstawie przedstawiono metodę pozwalającą porównać efektywność energetyczną rafinerii o różnej wydajności i konfiguracji etapów przerobu ropy naftowej na podstawie wskaźnika energetycznego i ekwiwalentnej wydajności destylacji.

Słowa kluczowe

EN

energy index; energy costs; energy efficiency; petroleum refinery

PL

indeks energetyczny; koszty energii; efektywność energetyczna; rafineria ropy naftowej

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 26, z. 1
• Strony: 133--1044
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kostov Konstantin Vasilev

• Department of Mechanical Engineering, Manufacturing and Thermal Engineering, Technical University of Sofia, Faculty of Engineering and Pedagogy of Sliven, Bulgaria

• https://orcid.org/0000-0001-6134-6783

autor

Ivanov Ivan Ivov

• Department of Mechanical Engineering, Manufacturing and Thermal Engineering, Technical University of Sofia, Faculty of Engineering and Pedagogy ff Sliven, Bulgaria

• https://orcid.org/0000-0003-1773-6009

autor

Atanasov Koycho Tonchev

• Department of Mechanical Engineering, Manufacturing and Thermal Engineering, Technical University of Sofia, Faculty of Engineering and Pedagogy of Sliven, Bulgaria

• https://orcid.org/0000-0002-9474-3977

Bibliografia

• Atris, A.M. 2020. Assessment of oil refinery performance: Application of data envelopment analysis-discriminant analysis. Resources Policy 65, DOI: 10.1016/j.resourpol.2019.101543.
• Bandyopadhyay et al. 2019 – Bandyopadhyay, R., Alkilde, O.F., Menjon, I., Meyland, L.H. and Sahlertz, I.V. 2019. Statistical analysis of variation of economic parameters affecting different configurations of diesel hydrotreating unit. Energy 183, pp. 702–715, DOI: 10.1016/j.energy.2019.06.156.
• Dalei, N.N. and Joshi, J.M. 2020. Estimating technical efficiency of petroleum refineries using DEA and tobit model: An India perspective. Computers & Chemical Engineering 142, DOI: 10.1016/j.compchemeng.2020.107047.
• de Lima, R.S. and Schaeffer, R. 2011. The energy efficiency of crude oil refining in Brazil: A Brazilian refinery plant case. Energy 36(5), pp. 3101–3112, DOI: 10.1016/j.energy.2011.02.056.
• Gary et al. 2007 – Gary, J.H., Handwerk, G.E. and Kaiser, M.J. 2007. Petroleum refining: technology and economics. 5th ed. Boca Raton: CRC Press, doi : 10.1016/B0-12-227410-5/00556-1.
• Ghadim, M.G. and Faridzad, A. 2021. Composite energy intensity index estimation in Iran: an exploration of index decomposition analysis. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 24(1), pp. 5–28, DOI: 10.33223/epj/133184.
• Herce et al. 2022 – Herce, C., Martini, C., Salvio, M. and Toro, C. 2022. Energy Performance of Italian Oil Refineries Based on Mandatory Energy Audits. Energies 15(2), DOI: 10.3390/en15020532.
• Kaiser, M.J. 2017. A review of refinery complexity applications. Petroleum Science 14, pp. 167–194, DOI: 10.1007/s12182-016-0137-y.
• Kostov et al. 2022 – Kostov, K., Ivanov, I., Atanasov, K., Nikolov, C. and Kalchev, S. 2022. Experimental determination of the heat exchange coefficient of industrial steam pipelines. EUREKA: Physics and Engineering 5, pp. 55–66, DOI: 10.21303/2461-4262.2022.002473.
• Łebkowski et al. 2015 – Łebkowski, P., Kwaśniewski, K., Kopacz, M., Grzesiak, P. and Kapłan, R. 2015. Data Envelopment Analysis (DEA) models used to efficiency evaluation of the energo-chemical coal processing. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 18(2), pp. 43–59.
• Nelson, W.L. 1976a. Complexity – 2: Process unit complexity factors examined. Oil & Gas Journal, p. 202.
• Nelson, W.L. 1976b. Guild to refinery operating cost (process costimating). 3rd ed. Tulsa, OK: Petroleum Publishing.
• Nelson, W.L. 1977. Here’s how operating cost indexes are computed. OGJ. (57)86.
• Riazi et al. 2013 – Riazi, M.R., Eser, S., Agrawal, S.S. and Pena-Diez, J.L. (ed.) 2013. Petroleum refining and natural gas processing. MNL58, ASTM International, West Conshohocken, DOI: 10.1520/MNL58-EB.
• Wu et al. 2017 – Wu, N.Q., Li, Z.W. and Qu, T. 2017. Energy efficiency optimization in scheduling crude oil operations of refinery based on linear programming. Journal of Cleaner Production 166, pp. 49–57, DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.07.222.
• Zhang et al. 2001 – Zhang, J., Zhu, X.X. and Towler, G.P. 2001. A simultaneous optimization strategy for overall integration in refinery planning. Industrial and Engineering Chemistry Research 40(12), pp. 2640–2653, DOI: 10.1021/ie000367c.