Улучшение рекуперации тепла на установке теплообменника
ВВЕДЕНИЕ
Одними из наиболее массово выпускаемых продуктов нефтеперерабатывающей промышленности являются масла. Они стали неотъемлемым средством защиты поверхностей от быстрого разрушения под действием сил трения в различных механизмах, содержащих в себе трущиеся и соприкасающиеся поверхности.
Практически любое смазочное масло представляет собой масляную основу – базовое масло, в которое вводят присадки разного функционального назначения.
Масляная основа нефтяных смазочных масел представляет собой сложную смесь высококипящих углеводородов с числом углеводородных атомов 20-60 (молекулярной массы 300-750), выкипающих в интервале 300 – 650 0С. Сырьем для их производства является мазут, а главным процессом – вакуумная перегонка, в результате которой получают узкие масляные фракции (от 1 до 4) и гудрон. В этих фракциях содержатся: парафиновые углеводороды (алканы нормального и изостроения); нафтеновые углеводороды, содержащие пяти- и шестичленные кольца с парафиновыми цепями разной
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………….... 10
1. Обзор литературы…………………………………………………………….12
1.1. Основные понятия и определения экстракционных процессов...........12
1.1.1. Критическая температура растворения (КТР)……………….......12
1.1.2. Растворяющая способность и избирательность растворителя.....13
1.1.3 Требования к растворителям………………………………………14
1.1.4. Типы экстракционных аппаратов………………………………...15
1.2. Описание технологического процесса…………………………………17
1.2.1 Назначение процесса селективной очистки масел……………….17
1.2.2. Влияние оперативных параметров на эффективность процесса..18
1.2.3. Характеристика некоторых селективных растворителей………..21
2. Технологическая часть………………………………………………………..25
2.1. Общая характеристика производственного объекта…………………..25
2.2. Описание технологической схемы……………………………………...25
2.2.1. Блок экстракции………………………………………………….....25
2.2.2. Блок регенерации фенола из рафинатного раствора……………..29
2.2.3. Блок регенерации фенола из экстрактного раствора……………..31
2.3. Расчет теплообменника Т-5 до модернизации ………………………...36
2.4. Расчет печи П-1 до модернизации………………………………………38
2.4.1. Исходные данные для расчета……………………………………..38
2.4.2. Расчет процесса горения…………………………………………...38
2.4.3. КПД печи, ее тепловая нагрузка и расход топлива………………42
2.4.4. Расчет радиантной секции…………………………………………45
2.4.5 Поверочный расчет камеры радиации……………………………..49
2.4.6. Расчет конвекционной камеры…………………………………….52
2.5. Расчет теплообменника Т-20 после модернизации……………………55
2.6. Расчет теплообменника Т-5 после модернизации……………………..58
2.7. Расчет печи П-1 после модернизации………………………………….59
2.7.1. Исходные данные для расчета……………………………………59
2.7.2. КПД печи, ее тепловая нагрузка и расход топлива……………..59
2.7.3. Расчет радиантной секции………………………………………..61
2.7.4. Поверочный расчет камеры радиации…………………………...65
2.7.5. Расчет конвекционной камеры…………………………………...68
2.8. Поверочный расчет отпарной колонны К-3…………………………...72
2.8.1 Количество верхнего и нижнего продуктов колонны……………73
2.8.2 Определение элементов ректификации…………………………...73
2.8.3 Доля отгона сырья в питательной секции колонны……………...82
2.8.4 Энтальпия и температура сырья на входе в колонну……………83
2.8.5 Диаметр колонны…………………………………………………..83
2.8.6 Высота колонны……………………………………………………85
3. Механическая часть………………………………………………………….87
3.1. Выбор материала для изготовления аппарата………………………...87
3.2. Расчет теплообменника Т-20…………………………………………..88
3.2.1. Расчет толщины обечайки……………………………………….....88
3.2.2. Расчет толщины эллиптического днища…………………………89
3.2.3. Расчет на прочность трубной решетки…………………………...90
3.2.4. Расчет опорных лап………………………………………………..92
4. Контрольно-измерительные приборы и автоматика……………………….94
4.1. Общие задачи автоматизации…………………………………………..94
4.2. Анализ технологического объекта как объекта управления…………95
4.3. Выбор технических средств автоматизации………………………......99
5. Безопасность жизнедеятельности…………………………………………..101
5.1 Анализ условий труда работающих…………………………………...101
5.1.1. Основные опасности производства, обусловленные особенностями технологического процесса……………............101
5.1.2. Защита технологических процессов и оборудования от аварий и
травмирования работающих……………………………………...108
5.2 Меры безопасности при эксплуатации установки…………………...110
5.3. Расчет освещения помещения операторной установки 37-50……...118
5.3.1. Общие требования к помещению……………………………….118
5.3.2. Расчет искусственного освещения……………………………...119
6. Экологическая часть………………………………………………………..123
6.1. Твердые и жидкие отходы…………………………………………….123
6.2. Сточные воды………………………………………………………….124
6.3. Выбросы в атмосферу…………………………………………………125
7. Экономическая часть………………………………………………………..128
7.1. Технико-экономическое обоснование проекта………………………128
7.2. Укрупненный расчет изменения капитальных затрат……………….128
7.3. Укрупненный расчет изменения текущих затрат……………………131
7.4. Расчет экономического эффекта………………………………………132
7.5. Расчет эффективности инвестиций…………………………………...133
7.6. Технико-экономические показатели проекта………………………..136
Заключение……………………………………………………………………..138
Список использованной литературы………………………………………….139
Приложение .…………………………………………………………………...140
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сарданашвили А.Г., Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. Издательство “Интеграл-2007” Санкт-Петербург. – 272 с.
2. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
3. Кузнецов А. А., Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Л.: Химия. – 344 с.
4. Мановян А. К, Технология первичной переработки нефти и природного газа. -2-е изд., испр. – М.: Химия, 2001. – 568 с.
5. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию./ Под ред. Ю. И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 272 с.
6. Регламент установки 37-50 ООО «ЛУКОЙЛ-ПНОС» – Пермь, 2010.
7. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3-я Черножуков Н. И. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. Под ред. А. А. Гуреева и Б. И. Бондаренко. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1978. – 424с.
8. Тимонин А.С., Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Т.2 – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. – 1028 с.
9. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. 1987. – 576 с.
10. Старкова Н.Н., Технология производства масел и спецпродуктов: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – 178 с.
11. Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н., Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, 1962 – 267 с.
12. Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Машиностроение, 1978. – 328 с.
Зададим степень экранирования кладки . По графику [1, рис. 38] определяем величину .
Определяем эффективную лучевоспринимающую поверхность ():
Определяем размер заэкранированной плоской поверхности, заменяющей трубы:
,
где К – фактор формы, определяемый по графику Хоттеля [1, рис. 39] в зависимости от расстояния между осями труб и от числа рядов труб; он показывает, какая доля тепла поглощается трубами от того количества, которое в тех же условиях поглощала бы полностью заэкранированная поверхность. При однорядном экране и расстоянии между трубами 2d фактор формы К = 0,87.
Поверхность радиантных труб:
2.4.5. Поверочный расчет камеры радиации
Определяем размер неэкранированной поверхности кладки по формуле:
Определяем более точно значение эквивалентной абсолютно черной поверхности: