Расчет и проектирование установки АВТ для переработки нефти

З. С ДТ 2 QДТ 2=8313 кДж [п.з., с. 39]

4. С ПЦО 1 QПЦО 1 = 8059 кДж [п.з., с. 36]

5. С ДТ 1

Приближенный расчет температуры бокового погона в зоне вывода ДТ 1 из основной колонны выполняется по формуле:

tGДТ 1 = tG -(tG-tB)*NБ/(NДТ 1+NТБ),

где tG - температура паров в зоне вывода ДТ 2.

tGДТ 1= 276+ (276-118)*15/(12+15)-15 = 206 °С

Температура вывода ДТ 1 из отпарной колонны ДТ 1 принимается ниже температуры вывода из основной колонны на 15 - 20 °С:

tОКДТ 1 = tGДТ 1 - (15...20),

tОКДТ 1 = 206-20=186 °С

i ДТ 1= 4,187 * (0,403*186+0,000405*1862)/ (0,807)0,5 =414,7 кДж/кг

QДТ 1 = 18,34*414,7=7606 кДж

Из теплового баланса определяется сумма QПЦО 2 + QВЦО .Это тепло рекомендуется разбивать в следующем соотношении: Qвцо = 60%, QПЦО 2 = 40% от полученной суммы.

QПЦО 2 + QВЦО =90221-38849-8313-8059-7606=21805 кДж

QПЦО 2 =8722 кДж

QВЦО =13083 кДж

Рисунок 1.5 - К расчету диаметра колонны

1. Рассчитывается количество горячего орошения:

g г.op. = Qвцо / (Jtв - itв),

где itв - энтальпия жидкого бензина при температуре верха, рассчитывается по плотности бензина и температуре верха:

itв = 4,187 * (0,403*118+0,000405*1182)/ (0,748)0,5 =258 кДж/кг

Jtв определено ранее при расчете теплового баланса колонны, Jtв =574 кДж/кг

g г.op. = 13083/(574-258)=41,40 кг

2. Рассчитывается количество углеводородных паров, поступающих под верхнюю тарелку:

G = ТБф +g г.op.,

G =9,7+41,4=51,10 кг

3. Рассчитывается секундный объем паров, м /с:

Vc= (G/МТБ + GВ.П./18)* 22,4 *(0,1/Рв) *(tв+273) * Кп / 273 / 3600,

где МТБ - молекулярная масса тяжелого бензина,

Кп = П*1000/(Д*24*100),

Vc= (51,1/115 + 1,2613/18)*22,4*(0,1/0,1356)*(118+273)*5714/273/3600 =19,32 м 3/с

4. Рассчитывается плотность бензина, кг/м 3:

сж = (с420 - (0,001828-0,00132* р 204)*(tв - 20))*1000,

сж = (0,730 - (0,001828-0,00132* 0,748)*(118 - 20))*1000 = 666,46 кг/м 3

5. Рассчитывается плотность паров, кг/м 3:

рп = (G+ Gв.п.)*Кп / Vc / 3600,

рп = (51,1+1,2613) * 5714 / 19,32 / 3600 = 4,30 кг/м 3

6. Рассчитывается допустимая скорость паров по формуле

Wдоп =, м/с,

где С-коэффициент, зависящий от типа тарелок, расстояния между тарелками и нагрузки тарелок по жидкости. Для колпачковых тарелок при нагрузке по жидкости 70-90м 3/м*ч и расстоянии между тарелками 600 мм

С=675 [3, с. 84]

Wдоп = = 0,710 м/с.

7. Рассчитывается диаметр колонны:

Dр = ,

Dр = = 5,88 м

Расчетный диаметр округляю до ближайшего стандартного в большую сторону. Принимаю D = 6,0 м

2. Расчет и подбор основных аппаратов

2.1 Расчет конденсатора воздушного охлаждения

Qkbo = Бф * (Jte - i40) + Gв.п. * (Jz - 4,187*40), кДж,

где Jtв - энтальпия паров бензина (она рассчитана ранее);

Jz - энтальпия водяного пара при температуре верха:

Jz = 4,187 * [606,5 + 0,305*tк + 0,5 * (tв - tк)],

Jz = 4,187 * [606,5 + 0,305*87+ 0,5 * (118-87)] = 2715 кДж/кг

i 40 энтальпия жидкого бензина при 40°С, рассчитывается:

i 40 = 4,187 * (0,403*40+0,000405*402)/ (0,748)0,5 = 81 кДж/кг

Qkbo = 18,62 * (574 - 81) + 1,2613 * (2715- 4,187*40) = 7995 кДж

Рассчитывается средняя разность температур (?tcp).

т.к (?t1 / ?t2) > 2, ? tcp = (?t1 -? t2) / (2,3 * log(?t1 /? t2), °С,

? tcp =(58-15)/(2,3log(58/15)) = 31,8 °С

F = Qkbo - Kп / Ктп / ?tcp, м 2,

где Ктп - коэффициент теплопередачи, принимается из литературных данных, Ктп =125 кДж/(м 2 * ч * град)= 35 Вт/м 2 * град.

F =7995*5714/125/31,8=11493 м 2

Из справочных данных [2, с. 38] выбираем поверхность стандартного аппарата (Fo=9800м 2) и рассчитывается число аппаратов

Naп = F / Fo,

Naп =11493/9800 =1,17

Naп округляется до целого числа в большую сторону. Naп =2

Таблица 2.1 - Характеристика зигзагообразных аппаратов воздушного охлаждения (ОСТ 26-02-1521-77)

2.2 Расчет атмосферной печи

QП = [(100-ЛБ) * (JF - i отб.н) + B]*Кп, кДж/ч,

где JF - энтальпия нефти на выходе из печи (известна из расчета ОИ);

i отб.н = 4,187 * (0,403*238+0,000405*2382)/ (0,872)0,5=533 кДж/кг

QП = [(100-8,1) * (980 - 577,62) ]*6310*1,2/4,187=66,8*106 ккал/ч

В зависимости от тепловой нагрузки выбирается стандартная печь и определяется число печей. [2, с. 40]

Ставим две печи с теплопроизводительностью 37,8 Гкал/ч. Техническая характеристика печи приводится в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Техническая характеристика печи типа СКВ 1

Печь СКВ 1 - печь свободного вертикального сжигания комбинированного топлива, коробчатая, с вертикальным расположением труб змеевика в камере радиации. Под каждой камерой радиации расположена своя камера конвекции с горизонтальными трубами.

Принимаем к.п.д. печи з=0,85, теплотворную способность топлива QPH=10500 ккал/кг и рассчитываем расход топлива GT :

gt = QП / QPH / з, кг/ч,

gt =82,84•106/10500/0,85=9282 кг/ч

2.3 Расчет теплообменника (ДТ 1 - нефть)

- нефть делится на два потока по 50 кг;

- температура ДТ 1 на выходе из теплообменника 95 ?С;

- температура нефти на входе в теплообменник 40 ?С.

Составляется схема теплообмена:

Количество передаваемого потоком дизтоплиава тепла:

Q =ДТ 1Ф*(iДТ 1-i95),

где iДТ 1 берется из расчетов, i95 рассчитывается

i 95 = 4,187 * (0,403*95+0,000405*952)/ (0,807)0,5 =196 кДж/кг

Q = 18,34 * (414,7 - 196)=4011 кДж

i 40 = 4,187 * (0,403*40+0,000405*402)/ (0,841)0,5 =77 кДж/кг

itx=i40+Q*з/50,

где з - к.п.д. теплообменника (принимается 0,95).

itx= 77+3998*0,95/50= 153 кДж/кг

Зная энтальпию нефти и плотность, можно рассчитать температуру tx по формуле 1.5:

tх = [-0,403+((0,4032 + 4*0,000405* 173,95*(0,8192)0,5)/ 4,187)0,5] / 0,00081= 77?С

?t1 = 186-77=109 °С

?t2 = 95-40=55 °С

Рассчитывается средняя разность температур ?tcp:

(?t1 / ?t2) < 2, ? tcp = (?t1 + ? t2) / 2, °С,

? tcp = (109+55) / 2 =82 °С

F = Q * Кп / Ктп / ?tcp,

где Ктп = 175 Вт/м 2 * град = 630 кДж/(м 2 * ч * град), принимаем из [2, с. 37]

F = 4011* 5714 / 630 / 82 =444 м 2

Из справочных данных [2, с. 39] выбирается поверхность стандартного аппарата Fo =490 и рассчитывается число аппаратов

Naп = F / Fo,

Naп=460,3/490 =0,94

Nan округляется до целого числа в большую сторону. Naп=1

Таблица 2.3 - Характеристика кожухотрубчатых теплообменников с плавающей головкой (ГОСТ 14245-79)

Заключение

В данной работе я рассчитал и спроектировал установку АВТ для переработки Дмитриевской нефти (угленосный горизонт СIII).

Для заданной нефти я произвел расчет кривых разгонки (истинных температур кипения, молекулярной массы и относительной плотности), выбор и обоснование ассортимента получаемых продуктов, выбор и обоснование технологической схемы установки. Построенные кривые разгонки и принципиальная технологическая схема установки приведены в пояснительной записке.

В ходе технологического расчета основной атмосферной колонны я рассчитал процесс однократного испарения в зоне питания колонны (еm=0,528), осуществил расчёт температуры верха колонны (118?С), температуры вывода бокового погона в зоне вывода второй фракции дизельного топлива (252?С), рассчитал отпарную колонну, составил покомпонентный материальный и тепловой балансы колонны.

В проектном расчете я определил диаметр колонны (6 м), подобрал печи, конденсаторы воздушного охлаждения и теплообменник.

В общем, выполнение курсового проекта способствовало дальнейшему углублению моих знаний в области первичной перегонки нефти. Кроме того, выполняя курсовой проект, я закрепила знания о схематическом начертании типовых аппаратов и машин, а также приобрел дополнительные навыки работы в прикладных программах Microsoft.

Список использованной литературы

1. Нефти СССР: Справочник. - Т.2. - М.: Химия, 1972. - 392с.

2. Фасхутдинов Р.А., Фасхутдинов Р.Р. Технологический расчет установок первичной переработки нефти. - Уфа: УГНТУ, 2009.- 45с.

3. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. Технологические расчеты устаовок переработки нефти. - М.: Химия, 1987.- 352с.

4. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

Размещено на Allbest.ru