Курсовой ТПНГ

Расходциркуляционногоорошениявзоневывода					!			VD-2:
!"!!	=	1	∙ 0,0017 ∙ 574			+ 0,762	∙ 574	− 334,25	= 687,5 (кДж/кг)
вых		0,9308
вх!"!! =		1	∙ 0,0017 ∙ 484! + 0,762				∙ 484	− 334,25	= 448,6 (кДж/кг)
		0,9308		35,25 ∙ 10!
		ЦО!!"!! =		687,5 − 448,6 = 147551,28 (кг/ч)

Кратдациркуляционногоостьногоорошениясоставляет:

!"!! =

ЦО!!"!! = 147551,28

≈ 2,01

Темпепотокарошенияатуравзоневывода

!"!!

вых

73319,23 VD-3 навыходе

изколонны

рассчитанавпункте7равна.4.4

.Принимаемохлаждение

данногоциркуляционногоорошенияна90градус.Температурапотоканавходе

ЦО!!"!! = 321

Расход

ЦО!!"!! = 321 − 90 = 231

.

вывода VD-3:

колоннуравна

вх

циркуляционногоорошениявзоне

!

!"!!

=

1

∙ 0,0017 ∙ 594

+ 0,762 ∙ 594 − 334,25

= 738,3 (кДж/кг)

вых

0,9462

вх!"!! =

1

∙ 0,0017 ∙ 504! + 0,762 ∙ 504 − 334,25

= 495,1 (кДж/кг)

0,9462

=

35,25 ∙ 10

!

= 144942,43 (кг/ч)

ЦО!!"!!

ионного

738,3 − 495,1

Кратдациркуляцностьного

орошениясоставляет:

!"!! =

ЦО!!"!!

=

144942,43

≈ 2,93

!"!!

49409,50

7.7 Определдиаметраколонныние

Расчетведетсяпосе,чекотороениюрезпроходколичествомаксимальное

паров,т.

е.всечениивводасырьяколонну.

22,4

∙

∙ 101,3

∙

!

=

Объемныйрасходпаврасчетномовсечении:

22,4

п = 3600

273 ∙

!

!

643 ∙ 101,3

∙

196162,47

+

3533,46 + 500

= 82,61

м

ч ,

= 3600 ∙

273 ∙ 13

392,84

18

где Т – температура вданномсечении

,К;

Р – давление

зоневвода

сырья,кПа ;

Gi – расходкомпонент

а

паровойфазы,

(пункт6)

кг/ч

(табл. 6.3)

;

Мi –

молярнмассая

компонентапаровойфазы,кг/кмоль

.

Политературнымданным[10

]допустимаяскоростьпароввакуумных

v = 3 м/с,тогда

колоннахнаходитсявпределах2,5

– 3,5м/с.Принима

емскорость

диаметр колоннывсечениивводарья

4 ∙ п

равен:

=

4 ∙ 82,61

= 5,92 (м)

∙ =

3,14 ∙ 3

42

Принимаемстанддис метрчастиеднейтныйколонны			dс = 6 м по
ГОСТ9617	-76.
Диаметрнижнейчастиколонравнымпринимаем			50%диаметрасредней
части.		d’н = 0,5 6 = 3 (м)
ВсоответствииГОСТ9617
		-76признимачениединижнейметраемчасти
колонны:	dн = 3000 мм.	емравным75%диаметрасредней:
Диаметрверхнейчастипринима
		d’в = 0,75 6 = 4,5 (м)	-4равен dв = 4500 мм.
По ГОСТ 9617-76диаметр		верхнейчастиколонныК

7.8 Опредевысотыколениены

Полнаявысотакол изстоитннысуммывысотеёсоставныхчастей,

котоопрнаыееделеныоснованиилитературданных[9]практических.

Расстояниемеждунасадками

принимаем

1,5м .

Тогдавысота

насадочной

частиколонны

К-4 составляет hнас = 22,5 мвысоты( пакетовнасадокприняты

пункте7.

2).

hв =м.4

Высотуверхнейчастипримемравной

Выскубаотарлонныссчитыизуслозапасаоставиянае10минут:сяка

70551,35 ∙ 600

к

=

ост ∙ 600

=

= 5,11 (м)

ост

∙ 3600 ∙ 0,785 ∙ н

к

976,6 ∙ 3600 ∙ 0,785 ∙ 3

Принимвысотукубовойчравнойстием

!

h

= 5,2 м.

принимаем hж = 2м.

Расстояниеот

кубовжидкостинижнйтарелкий

Высоту верхнпереходнй

ойчастипринимаем2,высотунижне

йчасти –

1,5м.

Высотаэллиптическихднищ:верхнего

– 1м,нижнего6

– 1м.

Высотазонывводасыпрьяинимается3

м.

Высотатарельчатвнизустиколсоставитнныйрасстояние( между

т = 5 ∙ 0,4 = 2 (м).

клапанныпринимаемтарелка400мм): и

Общаявысота

колсо:ставитнны

H = 22,5 + 4 + 5,2 + 2 + 2 + 1,5 + 1,6 + 1 + 3 + 2 = 44,8 (м).

Высопколоннытурыпримемравной

4 м.

43

8РАСЧЕТ. ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУБЧАТОЙПЕЧИВАКУУМНОГОБЛОКА

Для печей вакуумногоблока

предъявляютособыеусловиянаг

ревасырьяне(

допускаетсяперегревсырьявыше415

-420°С).

Выбираем

трубчатую печьс

излучающстенкамитопкбеспламенныхмигорелокидвухсторонним

облучениемтрубзмеевика,таккакэтапечьявляетсяболеесовиршенной

эконпсравнениюомичнойостал

ьными.Преимущданнойпечитакж ством

являетсято,чтоонаработаетнагазотопливебразн,которявляетсяомлее

калорийным,чеммазут.Печьобладменьшиитамигаетба,требуетеньше

металла иогнеупорногокирпича[11

].

Температуру нав ыходеизпеч

ипринимае м на5

°С выше,чемтемпература

входавакуумкол,тогданнуую

:

на20

°С ниже,чемтемперату

равнизу

принимае

Температуру навходепечь

вых

= 370 + 5м= 375°С

оснко:внойлонны

[9]):

Полезтепловаянапечигрузка(83,

вх = 350 − 20 = 330°С

где

– тепл,неодлябходимтанагревмазута, я

пол = маз + вп,

вп

– тепл,неодлябходимаята

нагреваводяногопара,подавазмеевмчвссырьемиогоестек.

маз

маз =

м

п

ж

,

ж

;

– энтальпия паров

где

– расходмазута,кг/ч

;

массоваяд лятгонасырья

– ∙ ∙ вых + 1 −

∙ вых − вх

мазутанавыходеизпечи,

кДж/кг;

– энтальпия жидкойфазыма

п

зутанавыходе

3600

ж

вых

м

ж

.

изпечи,кДж/кг;

– энтальпияжидкойфазымазутанавходепечь,кДж/кг

вых

(при375°С)

:

Энтальписпармазутанаивыходеявшизп госячи

выхп

вх

4 − 0,9256

− 308,99

= 0,00059 ∙ 648! + 0,134 ∙ 648 + 129,58 ∙

Энтальпияжидкойфазымазутанавыходеизпечи:

выхп

= 1118,0 (кДж/кг)

ж

1

∙ 0,0017 ∙ 648

!

+ 0,762 ∙ 648 − 334,25

= 888,3 (кДж/кг)

вых

Энтальмазутанавходеп:ечьия

ж

=

0,9667

1

!

+ 0,762 ∙ 603 − 334,25

= 756,1 (кДж/кг)

вх

Тогдатепл,неонбходимаятанагревмазутапечи:

=

0,9667 ∙ 0,0017 ∙ 603

маз = 294454,72 ∙

0,679 ∙ 1118,0 + 1 − 0,679 ∙ 888,3 − 756,1

необходимводяногодлятанагревпара,подавазме:емогочвик

маз = 23,57 МВт

Тепл,

3600

вп =

вп ∙

вп!"# − вп!!"

где

– расходводяногопара,кг/ч;

– энтальпияводяногопаранавыхиз,

де

печи,кДж/кг;

!!"

– энтальпияводяного

!"#3600

вп

вппаранавходепечь,кДж/кг.

принимаем225

°С .

Температуруводяногопара,подавазмеемогочвик

вп

44

Отсюда,полтепловая вп =	500 ∙ 1409,5 − 959,6			= 62,49 (кВт)
	3600
нагрузказнаяпечисост: вит
пол = маз + вп = 23,57 + 0,0625 = 23,63 (МВт)					:
Теплоптроизводительностьубчатой		печиопределяетсяпоуравнению
	т =	пол	,

где – КПДпечи. Коэффициентполд зногойствиятрубчатыхпечейбычносоставляет

0,60-0,8 [9]Принимаем. = 0,8. Тогдатеплопроизводительностьпечи акуумного

блокаравна:

т = пол = 23,630,8 = 29,54 МВт

45

9РАСЧЕТ. КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВТЕПЛООБМЕННИКЕЕРЕДАЧИ

«НЕФТЬ -ГУДРОН»

Произведёмрасч

еткоэффициентатеплопере

дачитеплообменникаТ

-104 с

помощьюпрограммы

«Ktepper».Дляэтнаогоснколичестваваниисвойств

нефти

гудрона подготисходанвимрасчляные

ета.

Опрасходеделимтеплон.Расходнефтисителпроходящейтока, ч рез

данныйтеплообменниксоставляет:

!

Расходгудрона н = 0,333 ∙ н = 0,333 ∙ 735294,12 = 244852,94 (кг/ч)

определраиматерисч нтебалпу(а5):льногосакт

Средтемпенефтияядвратурапотеплообменникужении: г = 70551,35 кг/ч

ср

=

нвх + нвых

146 + 175

= 160,5 ,

где

и

–

=

температурыннефтинавходевыходеизтеплообменника.

вхСредняятемпературавых

ср

гудрона2

придвижениипотеплообменнику:2

н

н

гвх + гвых

=

350 + 250

= 300

г

2

2

плоносителейкиеприсредних

Рассчитаемнекоторыефизичсвойства

=

температурах.Относительнаяпло

!"

тностьнефти

при160,5

:

!"#,!

− ∙

ср

− 20

!"

=

!

= !

н

= !

− ∙ 160,5 − 20

Относиплогудтностьпельр300и ая

= 0,8242 − 0,000738 ∙ 140,5: = 0,7205

!""

!"

− ∙

ср

− 20

!"

=

!

= !

г

= !

− ∙ 300 − 20

= 0,9766 − 0,000541 ∙ 280 = 0,8251

Такжедлярасчетанеобхзначенияотносительнойдимыплотности теплоносителейпри15 °С .

- длянефти:

!"!" = !!" + 5 ∙ = 0,8242 + 0,00369 = 0,8279

- длягудрона:

определимизформулыВальтера:			!"		!"	+ 5 ∙ = 0,9766 + 0,0027 = 0,9793
			!"		= !
	Кинематическуювязкостьтеплоносителейприсредне						йтемпературе
где	!	– кинемавязкостьпри			lg lg 100 ∙ ! + 0,8		= − ∙ lg ,
			емпературеческя				t, мм2/с; t (Т) – температура
определенвязкости, я				°С (°К);		А и В – коэффициентыуравнения.
	Кинематическаявязк				остьАлейскойнефуказанавтаблице1равна.1:
						!" = 6,33 мм!/с
	Сосистедвумятавимуравс ненийизвестными:					!" = 3,42 мм!/с
				lg lg 100 ∙ 6,33 + 0,8			= − ∙ lg 293,
	Решивданнуюсистему,			lg lg 100 ∙ 3,42 + 0,8			= − ∙ lg 323 .
						находимзначениякоэффициентов:

= 2,983

= 1,028

46

ПодставивнайденныекоэффициенформулуВальтера,получаем, ы	!"#,! = 0,6 мм!/с
кинематическаявязкостьнефтиприсреднейтемпературе160,5		°С равна:
Аналогопределимкинематическуючновязкость		гудрона,используяданные
таблицы 2.6:

!" = 706,99 мм!/с!"" = 505,66 мм!/с

lglg100 ∙ 706,99 + 0,8 = − ∙ lg 353, lglg100 ∙ 505,66 + 0,8 = − ∙ lg 373 .

Решивданнуюсистему,находимзначениякоэффициентов:

= 2,095

= 0,553

	ПодстнавивйденныекоэффициенвформулуВальтера,получаем, ы
кинематическаявязкогудпрреднейтьонатемпературе300				!"" = 51,65 мм!/с		°С	равна:
	Красчетупринимаемкожухотрубчтеплообменниксплаватыйющей
головкойдвухходовойГОСТ( 14246				-79) сдиаметромкожуха800мм			, струбками
25хмм	(табл. 2.5,	[бла])Необходимые. длярасчетапарз метрыносимвтаблицу
9.1.	Таблица9.1	– Исходдандлярасчекоэффициентаные еплопередачи
		Параметр			Размерность		Значение
Средняятемпературанефтив				межтрубном	К		433,5
		пространстве
	Средняятемпература		гудрона втрубном		К		573
		пространстве
	Плотностьпотоканефтив			межтрубном	кг/м	3	720,5
	пространствепри4		33,5К
	Плотностьпотоканефтив			межтрубном	кг/м	3	827,9
	пространствепри288К
	Вязкпонефтистьтока		в межтрубном		м2/с		0,0000006
	пространствепри4		33,5К
Плотность гудрона втрубном				пространстве	кг/м	3	825,1
		при573	К
Плотность гудрона в трубном пространстве					кг/м	3	979,3
		при288К
Вязкость гудрона втрубномпространствепри					м2/с		0,00005165
		573 К
	Внутреннийдиаметртруб				м		0,021
	Наружныйдиаметртруб				м		0,025
	Толщистетрубнкиа				м		0,002
	Количеструбнапотвоок				шт.		66
	Площадьпроходсечеввырезеногоия				м2		0,068
		перегородки
				47

Продолжениетаблицы9.1
Площадьпроходсечемеждуногоия				м2		0,085
	перегородками
Коэффициенттеплопроводностиматериала				Вт/м·	К	17,5
		труб
				кг/ч		244852,94
Расход гудрона втрубномпространстве
Расходнефтив	межтрубномпространстве			кг/ч		70551,35
Результарасчекоэффициентаеплопередачиывпрогр« мме						Ktepper»
представленытабл		ице9.2.
Таблица9.2	– Результарасчекоэффициентаеплопередачиы
	Параметр			Размерность		Значение
Скорость нефтив		межтрубномпространстве		м/с		1,24
Скорость гудрона втрубномпространстве				м/с		1,04
Коэффициенттеплоотдачи		в межтрубном		Вт/м 2·К		118,75
	пространстве
Коэффициенттеплоотдачи			втрубном	Вт/м 2·К		2703,32
	пространстве				2·К
Коэффицитеплопередачинт				Вт/м		104,54
Посколькуполученныйкоэффицитеплопимеетнтредачи				2·К),атакжеполучензначеныеия
удовлетвзначениеб(олеер70тельное			Вт/м
скорости движениятеплоносителейсоставляют				≈ 1 м/с,топринимаемкустановке
данныйкожуходвухходовойтеплообменникрубчатыйсплавающейголовкой

диаметромкожуха800мм.

48

10РАСЧЕТ. ПЛОЩАДИПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕПЛООБМЕННИКА

«Н ЕФТЬ-ГУДРОН»

Определотносительнуюм

!"

плотностьпри15

°С

Алейскойнефти:

!"

!"

где

!"

= ! + 5 ∙ = 0,8242 + 0,00369 = 0,8279,

!

– относиплотностьнефтиприельнаяС20°;

-

средняятемпературная

поправкаотносительнойплотноститабл(. 1,

[8]).

Энтальпиянефтинавходетеплообменник:

нвход

! + 0,762 ∙ нвход − 334,25

вх

0,0017 ∙

=

н =

!"!"

вход

=

0,0017 ∙ 419! + 0,762 ∙ 419 − 334,25

= 311,6 (кДж/кг) ).

где

0,8279

р – температуранефтинавходетеплообменник,

419 К (146°С

нЭнтальпиянефтинавыходеизтеплообменника:

нвых

! + 0,762 ∙ нвых − 334,25 =

нвых = 0,0017 ∙

!"!"

вых -

=

0,0017 ∙ 448! + 0,762 ∙ 448 − 334,25

= 382,8 (кДж/кг),

где

0,8279

темперанефтинавыходеизеплообменникаура,

448 К (175°С ).

нТепловаянагрузкатеплообменногоаппарата(2.25,

[5]):

=

вых

вх

∙

н!

382,8 − 311,6

∙

244852,94

= 4842,65 (кВт)

н

− н

3600 =

3600

Определтемпературныйсреднинапор(2.27,

[5]):

гвх = 350°С

гудрон

гвых = 250°С

нефть

нвых = 175

нвх = 146°С

∆ ! = 350 − 175 = 175°С ∆ ! = 250 − 146 = 104°С

∆ б = 175°С ∆ м = 104°С

Т.к.	∆ б/∆ м < 2		,то	дляопределесреднеготемпературногонапия жно
использоватьсреднееарифмет		!		ическоезначениемеждуними:
	∆		=	∆ б − ∆ м	=	175 − 104		= 35,5 (град. )
				2		2
Поправкадляперекрестноготокаравна							= 0,95		(рис. 1.42, [12]),тогда:

∆ = ∙ ∆ ! = 0,95 ∙ 35,5 = 33,73 (град. )

49

Требуемаяплощадьповерхнотеплообменарассчитываетсяпотиура

внению

2.24, [5]:

=

1000 ∙

1000 ∙ 4842,65

= 1373,36 м

!

,

!

где К –

∙ ∆

= 104,54 ∙ 33,73

∙ К)

.

2

Вт/(м

коэффициент теплопередачи,определенныйвпункте9,

Выбранныйтеплообмпридлинтрубе6нник

имеетпо

верхность

теплоощадьюбмена181

м .Такимоб

разом,требуемуюповерхность

теплосмобеспечитьбменажетблокиз

8 таких теплообменниковсдиаметром

кожуха800ммидлинойтруб

6 мпоГОСТ14246

-79.

Запасплощадиповерхности

блока теплообмена:

∆=

1448 − 1373,36

∙ 100% = 5,15%

Использованиеподобныхте

плообменниковсдлинойтрубметров9

площадьюповерхноститеплообмена286

1448

м2

нежелательно,.к.блокта их

аппаратнесможетобеспечитьвптимальныйза

пасповерхности

(5-15%).

50

11ОХРАНА. ОКРУЖСРЕДЫНАЮЩЕЙ УСТАНОВКЕ

Переработканефтиналюбомнефтеперерабзав,котордеатывающемя
начинаетсяустановкахАВТ,свпотрзанацерядаблениемлогопобочных
вещиреагентов,стввыпопределенныелняющихфункц.Ктаквеществами
относятся:
• вода,исподразличныхьзуемаяцел	ей;

•водянойпар,используемыйкактехнологичкомпоненткак ский теплоноситель;

•деэмульгаторыдляобезвожнефти; вания

•щелочь,исподльзуемая очисткисветлыхдистиллятов. Всеонимогслуисточникамижитьвредныхотходовпроизводства,

загрязняющихокруж		ающуюсреду.
Экологичпроблна ескиемы				сегодденяшнийь	приобртакимасштабы,ели
чтодлясохранениясредыобитаниявпромышлразвститыханахегионахнно
затратыназащитуилиочисткуокружающейсредыстановятсясоизмеримыми
капиталовложенияминовы			етехнологииилибольшеих.
Законодапраквстетраничпрхльствомескидусматриваютсямерызащиты
природы.Применительнокустано				вкам АВТ относятсяследующие		:
1. УменьшениеколичествазасоленныхстокблЭЛОУвкасчетподбора
оптимальногорежимаобес				соливаниятемпера(	тура,расходдеэмульгатора,
напряженнполяидр.и)выбрациональнойсхемытьподачипромывнойводы
накаждуюсту		пеньипоступени.
2. Использованиебиологически				-разлагаемыхдеэмульгаторов		,	частично оста-
ющихсяврастворенно			мсостоя	ниивводномстокеЭЛОУ.
3. Герметизтехаппаратоборудция,вкотвованиязможнырыхутечки
легкихуглеводородов.Впервуюочередьречьид трмнетизациифтяных
резервуаровием,кудаостейпоступаютготовыелегкиенефтепродуктыс
установки.
Дляк	рупныхнефтяныхрезервуаровсуществуетдван иболеерадикальных
способаснижения			отерьиспарениядыхания""			– устройствооткрытых
плавающихкрезервуаровышплавающихпонповерхностинефти
резервуасостационарнымик ах.ышамиИспользовани						еэтихуст	ройств,
исключающихпаровыепростнадурнефовнеманства						ти,позволяетсократить
потерилегкихуглеводородовизрезер				вуаровна 80		-85%посравнению
резервуараспаровыпро ми				странством.Резервуарыпонтонами,защищенные
такжеотатмосферных			осадковипыли,сч болеетаютсяперспективными.
Другойпроблемой,возникающейпригерметизаппарации							туры,является
улавыбросовлипредохранительныхзваниеклапанов,устанавливаемых
аппаратахсизбыточнымдавле				ниемректификационных( колоннах,сепара			торах,
испарителях,дег драторах.)Выбр. рабсредыизсыэтихчейклапанов
случаютсяприотклонениидаваппаратленийрегламентх						ногомаксимума.Для
того, чтобыэтивыбросынепопадалиатмосферу,проектируютсязакрытые
системыихсбора.Такая			истемавключаколлекторсборавыботг осовуппы

51