Процесс перегонки нефти с многократным испарением
Техническая характеристика исходного сырья, промежуточной и готовой продукции, вспомогательных материалов и реагентов. Описание основных стадий промышленной перегонки нефти для разделения на различные фракции. Материальный баланс установки ректификации.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.12.2018 |
Размер файла | 965,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
sт
Нт
350
369
6
185
Вылет фланцевых штуцеров составляет 140 мм
Штуцер 350-10-185- 16СГ ОСТ 26-1404-76
8.5.4 Укрепление отверстий под штуцер.
Различные отверстия в стенках корпуса, днища сварного аппарата для штуцеров и люков ослабляет стенки и поэтому должны быть большей частью укреплены. Укрепление осуществляется патрубком штуцера, утолщением укрепляемой стенки и укрепляющим кольцом.
а - приварным штуцером с внешней стороны; б - приварным штуцером с внешней и внутренней сторон; в - приварной вводной трубой; г - торовой вставкой; д - приварным снаружи накладным кольцом, е - приварными снаружи и изнутри накладными кольцами.
Рисунок 8.19 - Конструкции укреплений отверстий в стенках сварных аппаратов
Наиболее рациональным и поэтому наиболее предпочтительным укреплением является укрепление патрубком штуцера.
Нормативный метод расчета регламентирован ГОСТ 24755-89 (СТ СЭВ 1639-88).
8.5.4.1 Расчет укрепления отверстия под штуцер
Расчетный диаметр цилиндрической обечайки равен геометрическому диаметру DR=4,0 м.
Диаметр штуцера d=0,5 м.
Расчетная толщина стенки штуцера определим по формуле:
м. (8.39)
Исполнительная толщина s1 = sк = 6 мм по таблице 8.10.
Толщина обечайки равна s=12 мм.
Расчетная толщина обечайки sR=3,76•10-3 м.
Расчетный диаметр отверстия под штуцер круглого поперечного сечения, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия, определяем по формуле:
dR = d + 2c = 0,5 + 2•0,002 = 0,504 м.
Ширина зоны укрепления в эллиптическом днище определяем по формуле:
м. (8.40)
Наибольший допускаемый диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления, при наличии избыточной толщины стенки определяется по формуле:
м.
Так как внутренний диаметр штуцера d < d0 (0,5 < 0,744 м), то отверстие укреплять нет необходимости.
8.5.5 Расчет колонны К-1 на устойчивость
Допускаемые усилия и момент рассчитывается для минимальной толщины стенки корпуса Sмин=12 мм, взятой с учетом точности измерений и язвенной коррозии. Прибавка на коррозию стали C=2 мм. Допускаемое напряжение для стали 16ГС при 20 0С для условий гидроиспытаний удопГ=196 МПа.
Допускаемое осевое сжимающее усилие:
, (8.41)
где FДОПП- допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:
,
,
FДОПП=1.89·107 Н,
FДОПЕ- допускаемое осевое сжимающее усилие в пределах упругости
FДОПЕ=min[FДОПЕ1; FДОПЕ2] .
Допускаемое осевое сжимающее усилие FДОПЕ1 определяется из условия местной устойчивости в пределах упругости:
,
FДОПЕ1=1.08•107 Н.
Допускаемое осевое сжимающее усилие FДОПЕ2 определяется из условия общей устойчивости в пределах упругости:
,
FДОПЕ2=2.92·107Н ,
где л=35.5 - гибкость элемента.
,
FДОП=0.94•107 Н.
Допускаемый изгибающий момент МДОП определяется из условия прочности:
, (8. 42)
,
МДОПП=1.89·107·2572/4=1.21•1010 Н•мм,
,
МДОПЕ=0.794•1010 Н•мм,
,
МДОП=0.66•1010Н•мм=0.66•107 Н•м .
Допускаемое поперечное усилие QДОП:
, (8.43)
где QДОПП- допускаемое поперечное усилие из условия прочности:
,
QДОПП=4707861.99 Н,
QДОПЕ - допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости в пределах упругости:
,
QДОПЕ=2271241.73 Н,
,
QДОПЕ=2045628 Н.
Обечайки, работающие под совместным действием нагрузки проверяются:
,
где F- нагрузка от собственного веса аппарата выше расчетного сечения, Н;
M=max[Mv;MR] (Н•м);
Q= max[Pi;Si] (Н).
,
0.45<1.
Условие выполняется.
8.5.6 Расчет колонны К-1 на ветровую нагрузку
Определяем изгибающий момент от ветровой нагрузки, делим колонну условно на 6 участков (таблица 8.20).
Изгибающий момент от ветровой нагрузки в расчетном сечении на высоте Х:
, (8.44)
где n-число участков на расчетном сечении;
m-число площадок на расчетном сечении;
Xi- расстояние от середины i-го участка до поверхности земли, м;
Mнi- изгибающий момент в сечении колонны на высоте Х0 от действия ветра на обслуживающую площадку j, Н•м.
Ветровая нагрузка на i-м участке:
, (8.45)
Статическая составляющая ветровой нагрузки на i-м участке:
, (8.46)
где Di- наружный диаметр с изоляцией, м;
hi- высота i-го участка, м.
Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на середину i-го участка:
, (8.47)
где q0-нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м , 480 Н/м2;
i- коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте аппарата, таблица 8.20;
К - аэродинамический коэффициент, 0.85.
Динамическая составляющая ветровой нагрузки:
, (8.48)
где н- коэффициент, устанавливающий корреляцию пульсаций скорости ветра, 0,84;
Gi- вес i-го участка колонны, Н;
о- коэффициент динамичности при ветровой нагрузке, 2.135;
зi- приведенное относительное ускорение тяжести центра i-го участка:
, (8.49)
где аi, ак - относительное перемещение центров тяжести i-го участка;
z - число участков, 6;
mk - коэффициент пульсации скоростного напора для середины k-го участка на высоте Хk .
Расчет проводим для сечения корпуса на высоте Х0=1.97 м от поверхности земли.
Таблица 8.20
№ |
1 |
3 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
hi |
1.97 |
4.81 |
4.81 |
4.81 |
4.81 |
4.807 |
|
Xi |
0.985 |
4.375 |
9.185 |
13.995 |
18.805 |
23.614 |
|
i |
0.4875 |
0.7739 |
0.974 |
1.1098 |
1.2163 |
1.3052 |
|
qist |
198.8957 |
315.7645 |
397.388 |
452.8056 |
496.2321 |
532.5248 |
|
Di |
3.032 |
3.24 |
3.24 |
3.24 |
3.24 |
3.24 |
|
Pist |
1188.012 |
4921.001 |
6193.053 |
7056.703 |
7733.48 |
8293.904 |
Значения динамической составляющей и полной ветровой нагрузки представлены в таблице 8.21.
Таблица 8.21
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
mi |
1.075965 |
0.860334 |
0.769754 |
0.722633 |
0.691310 |
0.668097 |
|
Xi/H |
0.03786 |
0.16816 |
0.35304 |
0.53792 |
0.72280 |
0.90762 |
|
вi |
0.002 |
0.040 |
0.165 |
0.356 |
0.595 |
0.862 |
|
аi·108 |
0.01159 |
0.05237 |
0.11235 |
0.17431 |
0.23769 |
0.30188 |
|
зi |
0.00070 |
0.00317 |
0.00681 |
0.01057 |
0.01441 |
0.01830 |
|
Pidyn |
202.716 |
2237.354 |
4800.097 |
7447.252 |
10154.698 |
12889.409 |
|
Pi |
1390.728 |
7158.355 |
10993.150 |
14503.956 |
17888.179 |
21183.313 |
|
? Pi |
71726.95 |
||||||
Pi(Xi-Х0) |
- |
17215.84 |
79315.57 |
174410.06 |
301147.49 |
458481.0 |
При отсутствии точных данных о форме площадки изгибающий момент в расчетном сечении на высоте Х0 от действия ветровой нагрузки на обслуживающую площадку Мнj равен (таблица 8.22):
, (8.50)
где Xj- высота обслуживающей площадки от поверхности земли, м;
Aj- общая площадь диаметрального сечения площадки, м2;
иj- коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте аппарата;
Kj- коэффициент, зависящий от отношения Xj/Н;
mj- коэффициент пульсации скоростного напора для середины j-ой площадки на высоте Xj.
Таблица 8.22
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Xj |
3.7 |
9.5 |
12.3 |
15.1 |
17.4 |
20.7 |
24.5 |
|
иj |
0.7348 |
0.9842 |
1.0663 |
1.1363 |
1.1873 |
1.253 |
1.3202 |
|
Xj/Н |
0.1422 |
0.3651 |
0.4728 |
0.5804 |
0.6688 |
0.7956 |
0.9417 |
|
Kj |
0.069 |
0.311 |
0.471 |
0.653 |
0.82 |
1.082 |
1.417 |
|
mj |
0.882 |
0.766 |
0.737 |
0.714 |
0.699 |
0.681 |
0.664 |
|
Мнj |
2754.198 |
20220.27 |
33822.98 |
51476.16 |
69381.18 |
101057.7 |
147277.36 |
|
? Мнj |
425989.9 Н·м |
Изгибающий момент от ветровой нагрузки в расчетном сечении на высоте Х0=1.97 м равен:
Мн=1456559.9 Н·м.
8.6 Теплообменный аппарат
Одним из основных видов технологического оборудования в нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических, газовых и смежных производствах является теплообменная аппаратура, составляющая примерно 30-40 % (по весу) всего оборудования.
Теплообменные аппараты на заводах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности используют для регенерации тепла потоков и нагрева холодных, конденсации, охлаждения, испарения, кристаллизации, плавления.
Теплообменные аппараты классифицируют в зависимости от назначения (теплообменники, конденсаторы, холодильники, кипятильники, испарители), способа передачи тепла (поверхностные и смешения), а также от конструктивного оформления (кожухотрубные жесткой конструкции с плавающей головкой, с U-образными трубками; погружные змеевиковые, секционные; оросительные; типа «труба в трубе»; конденсаторы смешения с перфорированными полками, с насадкой; воздушного охлаждения горизонтального, шатрового, зигзагообразного, замкнутого типа; рибойлеры с паровым пространством с плавающей головкой, с U-образными трубками). Погружные и оросительные теплообменники применяют в качестве конденсаторов и холодильников. Кожухотрубные аппараты можно использовать как конденсаторы, холодильники, теплообменники; по конструкции они мало различаются. Такие теплообменные аппараты обеспечивают более интенсивный теплообмен при меньшем расходе металла на единицу теплопередающей поверхности, чем аппараты погружного типа, что обусловило широкое их использование. В последнее время в качестве конденсаторов и холодильников широко используют аппараты воздушного охлаждения [11].
Наибольшее распространение на нефтезаводах получили теплообменники кожухотрубные с плавающей головкой. Они применяются для нагрева или охлаждения чаще всего жидких нефтепродуктов.
Процесс теплообмена в аппаратах этого типа осуществляется следующим образом.
Поступив в распределительную коробку, жидкость проходит по трубному пучку в плавающую головку, делает поворот и вновь возвращается. Причем более вязкая и загрязненная жидкость пропускается по трубному пучку.
Удлинение пути жидкости в межтрубном пространстве достигается продольными вертикальными перегородками, позволяющими получить «многоходовой по корпусу».
Кожухотрубный теплообменник с плавающей головкой представляет собой сборную конструкцию, основными элементами которой являются трубный пучок и корпус. Трубный пучок одним концом жестко крепится к неподвижной решетке, другим - к плавающей головке, крышка которой соединена с трубной решеткой при помощи полуколец.
8.6.1 Расчет теплообменного аппарата
Расчет проводится с целью подобрать теплообменный аппарат для охлаждения бензина с 80 ?С до температуры 30 ?С перед подачей его в сепаратор С-1. Расход бензина составляет G1=115398,5(R+1)=346195,5 кг/ч или 346195,5/3600 = 96,17 кг/с (=0,7). Бензин охлаждается оборотной водой, при этом вода нагревается с 20 до 40 ?С. В трубное пространство подаем воду, т.к. это более загрязненный теплоноситель.
Определим физико-химические характеристики горячего теплоносителя (бензин) при средней температуре t2 = (80 + 30)/2 = 55 ?C.
Для определения характеристик нефтепродукта необходимо относительную плотность пересчитать в . Необходимую для практических целей точность дает следующая формула [9]:
, (8. 51)
где г - средняя температурная поправка относительной плотности на 1 К.
Значение г для нефтей и жидких нефтепродуктов можно вычислить по эмпирической формуле М. Кусакова [9]:
(8.52)
Тогда для бензина
,
где .
Плотность горячего теплоносителя при средней температуре t2 = 55 ?С определяем по формуле:
кг/м3. (8.53)
Теплоемкость теплоносителя можно определить по эмпирической формуле Крега [9]:
Дж/(кг•К). (8.54)
Теплопроводность для жидких нефтепродуктов и нефтей можно определить по формуле [9]:
Вт/(м•К). (8.55)
Вязкость бензина при средней температуре равна н1 = 0,4?10-6 м2/с.
Холодный теплоноситель (вода) при средней температуре t2=30 °С имеет следующие физико-химические характеристики: 2=996 кг/м3; 2=0,618 Вт/м•К; 2=0,000804 Па•с; с2=4180 Дж/кг•К [13].
Для жидких нефтяных фракций зависимость удельной энтальпии (h, кДж/кг) от температуры описывается формулой Крега [9]:
. (8.56)
Для начальной температуры t1н=80 °С энтальпия горячего теплоносителя равна:
кДж/кг.
Для конечной температуры:
кДж/кг.
Тепловая нагрузка аппарата:
Q =0,95•G1•(h1н - h1к) = 0,95•96,17•(173,7 - 62,1) = 10198,1 кВт.
Расход охлаждающей воды:
кг/с.
Определение средне-логарифмической разности температур:
80 > 30
40 < 20
Дtм=40 Дtб=10
Дtср.лог= град.
Определим объемные расходы дистиллята и воды:
м2/с,
м2/с.
Ориентировочный выбор теплообменника:
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Kор=300 Вт/м2•К. Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена составит:
м2. (8.57)
Охлаждающая холодная вода более грязный теплоноситель, поэтому в трубное пространство направляем холодный теплоноситель.
Для обеспечения турбулентного течения оборотной воды при Re > 10000 скорость в трубах должна быть больше чем:
м/с. (8.58)
Число труб 25х2 мм, обеспечивающих объемный расход оборотной воды при Re=10000:
шт. (8.59)
Условию n<920 и F<1569 удовлетворяет теплообменник: двухходовой, диаметром dтруб=252 мм, Dкожуха=1200 мм, с числом труб на один ход трубного пространства n=524, число ходов=2 (общее число труб 1048), F =329-740 м2 [12].
Для этого теплообменника проведем уточненный расчет поверхности теплообмена.
Холодный теплоноситель (оборотная вода), как более грязный теплоноситель, подаем в трубное пространство, а кубовый остаток - в межтрубное.
Трубное пространство.
Рассчитаем скорость и критерии Рейнольдса для оборотной воды:
м/с, (8.60)
где щ2 - скорость потока воды в трубном пространстве;
S2=0,179 м2 [12] - площадь сечения одного хода по трубам;
, (8.61)
где Re - критерий Рейнольдса, характеризует режим движения при вынужденной конвекции, являясь отношением сил инерции и сил вязкости (внутреннего трения);
d2 - внутренний диаметр труб.
Критерий Прандтля для воды:
. (8.62)
Для турбулентного режима (Re>10000) необходимо использовать следующую формулу для нахождения критерия Нуссельта:
. (8.63)
Отношение (Pr/Prст)0,25 ориентировочно можно принять равной 1,0.
Тогда
.
Определим коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде по формуле:
Вт/(м2•К). (8.64)
Межтрубное пространство.
Рассчитаем скорость и критерии Рейнольдса для горячего теплоносителя:
м/с,
где Sм.тр=0,165 м2 [12] - площадь сечения межтрубного пространства.
.
Критерий Прандтля равен:
.
Для межтрубного пространства в аппаратах при поперечном движении жидкости в случае, когда Re1=54530 > 1000 для шахматных пучков следует использовать следующую расчетную формулу:
, (8.65)
где ец - коэффициент, учитывающий влияния угла атаки жидкости трубы. Применительно к кожухотрубчатым теплообменникам с поперечными перегородками принимают коэффициент ец=0,6, учитывая, что теплоноситель в межтрубном пространстве лишь часть пути движется поперек труб и при угле атаки, меньшем 90 ?; кроме того, он может протекать через щели между перегородками и кожухом или трубами.
.
Определим коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенки трубы по формуле:
Вт/(м2•К).
Теперь определим коэффициент теплопередачи по формуле:
, (8.66)
где д - толщина стенки трубы;
лм - коэффициент теплопроводности материала трубы.
Коэффициент теплопроводности для стали лм=46,5 Вт/(м•К) (Табл. ХХVIII [13]).
Тогда, коэффициент теплопередачи равен
Вт/(м2•К).
Поверхностная плотность теплового потока составит:
Вт/м2. (8.67)
Тогда расчетная площадь поверхности теплопередачи составит:
м2. (8.68)
Если использовать из выбранного ряда теплообменников, аппарат с длиной труб L=9 м с поверхностью теплообмена F=740 м2, тогда потребуется 2-а теплообменника. Запас при этом составит:
%.
Запас достаточен.
9. Автоматизация
Автоматизация технологических процессов и процессов управления сложными организационными системами в настоящее время стала мощным рычагом дальнейшего развития экономики страны, а в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности ей придается особенно большое значение. Высокие темпы развития, сопровождающиеся непрерывным увеличением сложности и скорости технологических процессов, повышением мощности производства и отдельных установок, необходимость непрерывного улучшения качества выпускаемой продукции резко усложняет задачи сбора, обработки информации и принятия правильных решений на всех уровнях управления производственным процессом.
Необходимость дальнейшего повышения производительности труда, эффективности использования резервов производства, сокращения тяжелого физического труда ставит широкие задачи по совершенствованию существующих и внедрению новых средств и систем автоматизации. В этих условиях разработка более совершенных систем управления и средств автоматизации в нефтепереработке и нефтехимии занимает одно из центральных мест в общем комплексе мероприятий, стоящих перед нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностью страны.
Конечной целью автоматизации является создание полностью автоматизированных производств, где роль человека сведется к составлению режимов и программ протекания технологических процессов, к контролю за работой приборов и их наладке.
9.1 Автоматизация процесса
Автоматизация производственных процессов является одним из наиболее важных направлений технического прогресса и эффективных средств повышения производительности труда. Объектом регулирования является массообменный процесс - предварительная отпарка бензина в колонне К-1. Ректификационная колонна К-1 сложна для автоматизации вследствие наличия большого числа тарелок, поэтому запаздывание в колонне достигает нескольких десятков минут.
При автоматизации процесса применяют локальные схемы стабилизации и контроля технологических параметров - уровня, давления, расхода, температуры верха колонны К-1 и нефти.
Температура верха колонны определяет качество верхнего продукта и регулируется количеством подаваемого орошения. Подаваемое количество орошения регулируется автоматически с помощью терморегулятора. Клапан регулятора установлен на нагнетательной линии насоса. При повышении температуры верха колонны бензин получается тяжелым по концу кипения, в этом случае требуется уменьшить подачу орошения. Необходимая температура задается индексом терморегулятора вручную. Уровень в колонне должен поддерживаться на постоянной высоте, обозначенной на указателе уровня «нормальный».
Уровень в колонне регулируется автоматически регулирующим клапаном на первом потоке нефти через теплообменники.
Температура низа колонны и входа нефти регулируется на приборе.
Задается вручную и регулируется автоматически температура верха и расход орошения колонны К-1 клапаном на остром орошении, уровень в колонне К-1 клапаном на втором потоке нефти через теплообменники.
Регулируется вручную по анализам ЛТК и показаниям приборов давление в колонне К-1 подачей воды на конденсаторы-холодильники, расходы горячей струи колонны К-1 по потокам через печь П-2, качество продуктов изменением технологического режима установки.
9.2 Анализ технологического процесса как объекта управления
Ректификационная колонна К-1 предназачена для предварительной отпарки бензина из нефти.
Анализ технологического процесса как объекта управления проводим на основе анализа материального и теплового балансов.
9.2.1 Материальный баланс
Уравнение материального баланса по разделяемым потокам:
, (9.1)
где FB ,FC - расходы целевых продуктов из колонны в единицу времени;
FA - расход сырья в единицу времени.
Уравнение материального баланса по газовой фазе в верхней части колонны:
, (9.2)
где PK- давление в колонне;
V- паровой поток в верхней части колонны;
FB- расход компонента бензина в единицу времени;
FD-расход острого орошения в единицу времени.
Уравнение материального баланса для низа колонны
, (9.3)
где SK - площадь горизонтального сечения куба колонны;
LK - уровень в колонне;
GЖ - поток жидкости в нижней части колонны;
FE -расход горячей струи в единицу времени;
rE , rС - удельная теплота испарения соответственно горячей струи и отбензиненной нефти;
q1 - потери;
FС -расход отбензиненной нефти в единицу времени.
Для проведения процесса в качестве регулируемых величин выбираем LK - уровень в колонне, в качестве возмущающего воздействия паровой поток и поток жидкости, регулирующее воздействие - расходы горячей струи, отбензиненной нефти, компонента бензина и острого орошения. К возможным источникам возмущения можно отнести энтальпии горячей струи и отбензиненной нефти, а также потери в окружающую среду.
9.2.2 Тепловой баланс
Уравнение теплового баланса:
, (9.4)
где QA ,QD ,QE -количество тепла соответственно нефти, острого орошения, горячей струи;
QB ,QC - количество тепла соответственно компонента бензина и отбензиненной нефти;
Qпот - тепловые потери в окружающую среду;
Т - температура.
Для управления технологическим процессом в качестве регулируемой величины выбираем Т - температуру, а в качестве возмущающих воздействий QA ,QE , QB ,QC , регулирующих- воздействие QD (см. рисунок 9.2).
Рисунок 9.1 - Структурная схема контроля и регулирования тепла верха колонны К-1
Рисунок 9.2 - Структурная схема контроля и регулирования тепла низа Колонны К-1
9.3 Обоснование выбора технологических средств и разработка функциональной схемы автоматизации
Управление технологическим процессом осуществляется со щита управления, установленного в операторной цеха.
Контроль и регистрация технологических параметров производится на щите управления и по месту.
Сигнализация нарушения технологических параметров выведена на мнемосхему, расположенную над щитом управления. Автоматическая блокировка оборудования с приводом от электродвигателя производится от электрических преобразователей, получающих сигнал от датчика КИП. В качестве основных средств управления, регистрации и контроля давления, расхода, уровня применены приборы ГСП. Регистрация и показания температуры на щите управления осуществляется многоточечными электронными мостами, датчиками которых являются термометры сопротивления. Дополнительный контроль за давлением технологического процесса осуществляется с помощью технических манометров. Основными исполнительными механизмами регулирования процессов являются пневматические клапана.
Функциональная схема автоматизации представлена в Приложении 1.
9.4 Основные параметры контроля и регулирования процесса
Автоматических анализаторов качества на установке АВТ-5 нет. Для контроля за ходом процесса на установке предусмотрена предупредительная сигнализация, срабатывающая при отклонениях: загорается сигнальная лампа и включается звуковая сирена (таблица 9.1).
Таблица 9.1 - Контроль технологического процесса с помощью систем блокировки и сигнализации
Функциональное обозначение и № позицииприбора по схеме ТР. |
Объекты, установки |
Агрегаты, стадии переработки, наименование |
Единица измерения параметра |
Допускаемое значение |
Значение параметра при срабатывании |
||
сигна-лизации |
блокировки |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
PIA-91 |
АВТ-5 |
Давление в К-1 |
кгс/см2 |
2,5-3,6 |
3,5 |
||
LIA-53 |
-”- |
Уровень в К-1 |
% |
50-90 |
5585 |
||
TIA-74 |
-”- |
Температура в К-1 |
С |
60-170 |
70160 |
Температура верха и расход острого орошения колонны К-1 регулируется автоматически клапаном на остром орошении, а уровень в колонне К-1 регулируется клапаном на третьем потоке нефти через теплообменники.
9.5 Спецификация на средства контроля, регулирования и управления процессом
Спецификация представлена в таблице 9.2.
Таблица 9.2 - Спецификация на средства контроля, регулирования и управления процессом
№ позиции |
Наименование параметра |
Место установки |
Наименование |
Предельное значение параметра |
Тип |
Количество |
|
1а, 4а |
Расход в К-1 |
По месту |
Дифманометр-уровнемер |
50-90% |
Метран-43Ф-ДГ |
1 |
|
2а |
Уровень в К-1 |
По месту |
Уровнемер |
50-90% |
УВС-М |
2 |
|
3а |
Температура верха К-1 |
По месту |
Термопара хромель-алюмель |
60-170 оС |
ТХА-ХII |
1 |
|
3б |
Температура верха К-1 |
По месту |
Электропневматический преобразователь |
60-170 оС |
ЭПП-08 |
1 |
|
12а |
Температура низа К-1 |
По месту |
Термопара хромель-алюмель |
200-270 оС |
ТХА-ХII |
1 |
|
7а |
Давление в К-1 |
По месту |
Манометр |
0.9-3.6 кгс/см2 |
МКУ |
1 |
|
7б |
Давление в К-1 |
По месту |
Преобразователь разности давления пневматический |
0.9-3.6 кгс/см2 |
ДПП-1,-2 |
1 |
|
2б |
Уровень в К-1 |
На щите |
Сигнализатор уровня |
50-90% |
ДСМК-8А |
1 |
|
2в |
Уровень в К-1 |
На щите |
Вторичный прибор регистрирующий |
50-90% |
ПВ-10 |
2 |
|
4б |
Температура верха К-1 |
На щите |
Вторичный прибор регистрирующий |
60-170 оС |
ПВ-10 |
1 |
|
7в |
Давление в К-1 |
На щите |
Манометр с сигнальным устройством |
0.9-3.6 кгс/см2 |
ДМ1-ПС-2 |
1 |
|
7г |
Давление в К-1 |
На щите |
Самопищущий манометр |
0.9-3.6 кгс/см2 |
МТ-711 РМ1 |
1 |
10. Безопасность жизнедеятельности
10.1 Характеристика опасности производства и основные правила безопасного ведения технологического процесса
Главными мероприятиями, обеспечивающими безопасное ведение технологического процесса, являются следующие:
-соблюдение всех мер безопасности при выполнении различных видов работ;
-соблюдение всех инструкций и правил по безопасной эксплуатации установки.
Лица, моложе 18 лет, к работе на установке не допускаются, труд женщин на установке разрешается.
При прохождении производственной практики лица, не достигшие 18-летнего возраста, могут находиться на установке не более 3-х часов в день.
10.1.1 Общие требования безопасности к технологическому процессу
Организация и проведение технологического процесса отвечают требованиям [16].
10.1.2 Общая характеристика производства и специфические производственные опасности
Основными опасностями установки АВТ-5, возникающими при несоблюдении оптимальных условий эксплуатации и нарушений безопасных условий труда, являются:
опасность пожаров и взрывов при разуплотнении фланцевых соединений, разгерметизации аппаратов, трубопроводов, насосов работающих на газе, бензине, головке стабилизации, горячих нефтепродуктах;
опасность отравления при нарушении герметичности аппаратов, трубопроводов и насосов, перекачивающих нефтепродукты;
опасность удушья при работе с инертным газом (азотом);
опасность поражения электрическим током при обслуживании электрооборудования, электрических устройств;
опасность при работе на высоте;
опасность термических ожогов;
опасность при обслуживании машинного оборудования при отсутствии защитных ограждений вращающихся частей;
опасность химических ожогов при неприменении технологическим персоналом защитных средств (очки, спецодежда);
опасность, возникающая при нарушении правил эксплуатации сосудов трубопроводов, работающих под избыточным давлением;
опасность взрывов и пожаров при несоблюдении противопожарного режима (наличии открытого огня).
10.1.3 Основные потенциальные опасности применяемого оборудования и трубопроводов
Основными потенциальными опасностями на установке являются:
прогар труб в печи;
выход из строя промканализации с выходом нефтепродукта на площадку или в помещение насосных;
разрыв трубопровода, нарушение герметичности фланцевых соединений с выходом наружу нефтепродукта или газа при невозможности отключения поврежденного участка;
выход из строя предохранительных клапанов на колоннах и емкостях;
выход из строя насосов: сырьевых, печных, полумазутных или насосов орошения колонн К-1, К-2, К-4, К-5;
попадание большого количества воды с нефтью с подрывом предохранительных клапанов и сбросом печных насосов.
Ответственность за общее состояние техники безопасности и
производственной санитарии на производстве возлагается на руководителя и главного инженера, а в цехе на начальника цеха, смены, мастера и других лиц, на которых возложены эти функции.
10.2 Вредные вещества и их характеристика
Токсичные свойства исходных материалов, продуктов и полупродуктов представлены в таблице 10.1.
Таблица 10.1 - Токсичные свойства веществ, материалов [17]
№ |
Наименование веществ и материалов |
Класс опасности |
Характеристика токсичности (воздействие на организм человека) |
ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений, мг/м3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1. |
Нефть обессоленная |
3 |
Углеводороды обладают ярко выраженным действием на центральную нервную систему и принадлежат к группе токсичных веществ наркотического действия. При легких отравлениях у пострадавших наблюдается вначале явление возбуждения, напоминающее нередко состояние алкогольного опьянения, характеризуемые болтливостью. При острых отравлениях головная боль, головокружение, сердцебиение, слабость, тошнота, потеря сознания. При длительном воздействии возможно хроническое отравление - поражение сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и печени. Возможны дерматиты, экземы. |
10 |
|
2. |
Щелочь (NaOH) свежая разбавленная |
2 |
При попадании на кожу вызывает химические ожоги, при систематическом воздействии вызывает образование язв и экзем. Наиболее уязвимыми при ожогах являются органы зрения |
0,5 (для 100% NaOH) |
|
3. |
Аммиак жидкий технический |
4 |
Вызывает воспаление и отек слизистых глаз, гортани, горла, бронхов. При попадании на кожу вызывает ожог. В тяжелых случаях - головокружение, потеря сознания. |
20 |
|
4. |
Масло индустриальное И-30А |
3 |
Горючая жидкость, вызывает отравление при вдыхании паров. Признаки отравления: общая слабость, головокружение. При длительном воздействии на кожу человека вызывает кожные заболевания - дерматиты, экземы. |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
5. |
Азот газообразный: N2, не менее 99,9% об. О2, не более 0,1% об. |
4 |
При концентрации кислорода в воздухе ниже 18 % вызывает спазм удушья. |
> 78 % об, в воздухе |
|
6. |
Головка стабилизации предельная: |
4 |
См.п.1 |
300 |
|
этан- 0,1% масс. |
4 |
300 |
|||
сумма углеводородов С5 -С6 не более 40% масс. |
300 |
||||
С5 |
4 |
300 |
|||
С6 |
4 |
||||
7. |
Бензин прямогонный - зимний |
4 |
См.п.1 |
100 |
|
- летний |
4 |
||||
8. |
Дизельное топливо “летнее” |
4 |
См.п.1 |
300 |
|
9. |
Дизельное топливо “зимнее” |
4 |
См.п.1 |
300 |
|
10. |
Дистиллят вакуумный сырьё для трансформаторного масла |
4 |
См.п.1 |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
11. |
Дистиллят вакуумный маловязкая фракция |
4 |
См.п.1 |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
12. |
Дистиллят вакуумный средневязкая фракция |
4 |
См.п.1 |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
13. |
Дистиллят вакуумный вязкая фракция |
4 |
См.п.1 |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
14. |
Дистиллят вакуумный, сырье для каталитического крекинга |
4 |
См.п.1 |
300 (по углеводородам) 5 (по парам масляного тумана) |
|
15. |
Компонент мазута |
4 |
См.п.1 |
300 |
|
16. |
Гудрон |
4 |
См.п.1 |
300 |
|
17. |
Двуокись углерода |
4 |
Пути поступления через органы дыхания. Головная боль, боли в груди, учащенное и глубокое дыхание, одышка, сердцебиение, шум в ушах. При больших концентрациях обморочное состояние, судороги, паралич дыхания. |
более 0,5% об. |
|
18. |
Оксид углерода |
4 |
Окись углерода попадает в организм человека через дыхательные пути и вызывает кислородное голодание. Легкое отравление окисью углерода характеризуется головной болью, головокружением, шумом в ушах, иногда тошнотой и рвотой. При отравлении средней тяжести к вышеуказанному присоединяются следующие симптомы: пострадавший почти мгновенно теряет сознание или же получает тяжелые расстройства дыхания, сердечной деятельности. |
20 |
При выполнении различных видов работ персонал обеспечивается средствами индивидуальной и коллективной защиты.
Средства коллективной защиты:
Нормализация воздушной среды производственных помещений:
- общеобменная вентиляция;
- отопление;
- автоматическая сигнализация довзрывной концентрации углеводородов в помещении защелачивания.
Средства защиты от шума:
- звукоизолирующие, звукопоглощающие.
Нормализация освещения производственных помещений:
- осветительные приборы;
- световые проемы.
Средства защиты от поражения электрическим током:
- изолирующие устройства и покрытия;
- устройства защитного заземления и зануления;
- предохранительные устройства;
- молниеотводы;
- знаки безопасности.
Средства защиты от статического электричества:
- заземляющие устройства.
Средства защиты от высоких и низких температур окружающей среды:
- оградительные;
- термоизолирующие.
Средства защиты от воздействия механических факторов:
- оградительные;
- предохранительные;
- знаки безопасности.
Средства защиты от воздействия химических факторов:
- герметизирующие;
- знаки безопасности.
Средства индивидуальной защиты в соответствии с [18] представлены в таблице 10.2.
Таблица 10.2 - Средства индивидуальной защиты
Наименование стадий технологического процесса |
Профессия работающих на стадии |
Средства индивидуальной защиты |
Сроки носки |
Периодичность стирки, химически защитных средств |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Блок АТ, стабилизации бензина, |
Оператор технологической установки |
1. Костюм лавсановискозный |
12 мес. |
По мере загрязнения |
|
вторичной перегонки бензина, |
2. Ботинки кожаные или сапоги кирзовые |
12 мес. |
|||
вакуумный блок |
3. Рукавицы комбинированные |
2 мес. |
|||
4. Куртка х/б на утепленной подкладке |
24 мес. |
По мере загрязнения |
|||
5. Брюки х/б на утепленной подкладке |
24 мес. |
По мере загрязнения |
|||
6. Очки защитные. |
до износа |
||||
7. Каска защитная “Труд”с подшлемником |
до износа |
||||
8. Противогаз ППФ-87 с коробкой марки “БКФ” |
до износа |
||||
9. Противошумные наушники |
до износа |
||||
Руководящий персонал установки |
Начальник установки, механик |
1. Костюм х/б или лавсановискозный |
12 мес. |
По мере загрязнения |
|
2. Ботинки кожаные |
12 мес |
||||
3. Рукавицы комбинированные |
4 мес. |
||||
4. Куртка х/б на утепленной подкладке. |
24 мес |
По мере загрязнения |
|||
5. Каска защитная “Труд”с подшлемником |
до износа |
||||
8. Противогаз ППФ-87 с коробкой марки “БКФ” |
до износа |
10.3 Расчет прожекторного освещения
Количество осветительных приборов определяется по формуле:
, (10.1)
где m- коэффициент, учитывающий световую отдачу источников света;
S- освещаемая площадь, м2;
РЛ- мощность лампы , Вт;
ЕР- расчетная освещенность определяется по формуле:
, (10.2)
где ЕН- нормируемая освещенность, лк;
КЗ- коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника в процессе эксплуатации;
Тип прожектора ПЗС или ПСМ [18] .
Лампа Г= 220-1000 Вт.
,
n=391 шт.
10.4 Техника безопасности
10.4.1 Электробезопасность
Средства защиты от поражения электрическим током: оградительные устройства; устройства защитного заземления; молниеотводы; знаки безопасности; защита от статического электричества.
10.4.2 Защита от действия статического электричества и молниезащита
Защита зданий и аппаратов от прямых ударов молний выполнена неизолированными стержневыми молниеприемниками, установленными на самых высоких точках зданий и сооружений (постамент теплообменников, дымовая труба печи) установки. Защита аппаратов, трубопроводов, насосного оборудования от вторичных проявлений молнии и от статического электричества выполняется заземлением. Заземление аппаратов выполнено с двух сторон полосовой сталью от общего контура заземления.
Для предупреждения образования статического электричества на работающих запрещается ношение одежды из синтетических материалов и шелка, способствующих электризации.
10.4.3 Работа сосудов под давлением
В целях обеспечения безопасных условий труда при эксплуатации колонн; теплообменников и емкостей под давлением, необходимо соблюдать следующие правила:
- постоянно следить за состоянием оборудования, выявлять и устранять все неплотности;
- следить за исправностью работы КИПиА, сигнализацией и блокировкой;
- следить за состоянием и работоспособностью предохранительных клапанов и соблюдением периодичности их тарировки.
Каждый аппарат, работающий под давлением, должен проходить внутренний осмотр не реже одного раза в четыре года, гидравлическое испытание не реже одного раза в восемь лет. На каждом аппарате должна быть табличка с указанием регистрационного номера, даты о прохождении освидетельствования.
Не допускать отклонений от норм технологического режима.
Повышение давления в аппарате выше допустимого может привести к подрыву предохранительных клапанов или разрыву аппарата.
Повышение температуры выше допустимого приводит к ослаблению прочности стенок аппарата, трубопроводов, что может привести к деформации оборудования.
Резкие колебания в аппаратах и трубопроводах температуры и давления приводит к нарушению герметичности фланцевых соединений и всего оборудования в целом.
10.5 Пожаробезопасность
Атмосферно- вакуумная трубчатая установка относится к классу Б (пожары горючих жидкостей и твердых веществ).
Для тушения мелких очагов загораний на установке используются первичные средства пожаротушения - песок, асбестовое полотно, огнетушители ОХП-10, ОУ-8, ОВП-100, ОВПС-250 .
При ликвидации пожара всему технологическому персоналу действовать согласно плана ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС).
Таблица 10.3 Характеристика пожарных свойств перерабатываемых продуктов [21]
№ п/п |
Наименованиесырьяи продуктов |
Пределы взрываемости,% об. |
Температура, °С |
|||
нижний |
верхний |
вспышки |
самовоспл. |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
Нефть сырая |
1,5 |
6,4 |
-25 |
>500 |
|
2 |
Бензин |
1 |
6 |
от -27 до -44 |
255-370 |
|
3 |
Керосин |
1,5 |
8 |
28 |
220 |
|
4 |
Диз. топливо |
0,6 |
3 |
35-80 |
300-310 |
|
5 |
Вакуумпогон |
- |
- |
180-225 |
350-380 |
|
6 |
Гудрон |
- |
- |
180-210 |
380 |
|
7 |
Головка стабилизации предельная |
1,24 |
7,5 |
-44 |
233 |
|
8 |
Газ предельный |
1,47 |
7,7 |
-96 |
286 |
|
9 |
Газ топливный |
1,47 |
7,7 |
-96 |
286 |
Взрывопожарные и пожарные опасности по стадиям производства представлены в таблице 10.4.
Таблица 10.4 - Взрывопожарная и пожарная опасность, санитарная характеристика производственных зданий, помещений, зон и наружных установок [21]
Наименование производственных помещений,наружных установок. |
Категория взрывопожарной ипожарной опасности помещенийи зданий |
Категория наружных установок по пожарной опасности |
Классификация зон внутри и вне помещений для выбора установки электрооборудования (ПУЭ) |
Группа производственныхпроцессов по санитарной характеристике |
Средства пожаротушения |
|||
Класс взрывоопасной зоны |
категория и группа взрывоопасных смесей |
Наименование веществ определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1. Атмосферный блок |
Ан |
В-1г |
IIВ-Т3 |
1. Нефть2. Бензин прямогонный3. Газ предельный4. Дизтопливо |
1 б |
Пенотушение от пожарных машин. Кольца орошения колонных аппаратов. Пенотушение от пожарных машин блока погружных холодильников |
||
2. Блок стабилизации бензина |
Ан |
В-1г |
IIА-Т3 |
1. Бензин 2. Головка стабилизации предельная |
1 б |
То же |
||
3. Узел вторичной переработки бензина |
Ан |
В-1г |
IIА-Т3 |
1. Бензин |
1 б |
То же |
||
4. Вакуумный блок |
Ан |
В-1г |
IIА-Т3 |
1. Вакуумный дистиллят 2. Гудрон |
1 б |
То же |
||
5. Блок защелачивания бензина |
А |
В-1а |
IIА-Т3 |
1. Бензин |
1 б |
Пенотушение от пожарных машин. Паротушение. ОВПС-250 |
||
6. Горячая насосная |
А |
В-1а |
IIА-Т3 |
1. Отбензиненная нефть 2. Мазут |
1 б |
Пенотушение от пожарных машин. Паротушение. ОВПС-250, ОВП-100 |
||
7. Средняя насосная |
А |
В-1а |
IIВ-Т3 |
1. Дизтопливо 2. Вакуумный дистиллят |
1 б |
Пенотушение от пожарных машин. Паротушение. ОВПС-250, ОВП-100 |
||
8. Холодная насосная |
А |
В-1а |
IIА-Т3 |
1. Бензин 2. Нефть |
1 б |
Пенотушение от пожарных машин. Паротушение. ОВПС-250, ОВП-100 |
||
9. Блок печей |
Г |
В-1г |
IIА-Т3 |
1. Отбензиненная нефть 2. Мазут |
1 б |
Паровая завеса |
11. Охрана окружающей среды
11.1 Выбросы в атмосферный воздух
Самым крупным источником загрязнения атмосферного воздуха являются резервуары для нефтепродуктов. Выброс осуществляется через специальные дыхательные клапаны, через открытые люки, возможные неплотности в кровле резервуаров и при заполнении резервуаров нефтепродуктами. Загрязнение атмосферы происходит в результате испарения нефтепродуктов с открытых поверхностей очистных сооружений. Загрязняют атмосферу и оборотные воды. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха диоксидом углерода являются дымовые трубы печей.
Характеристика промышленных выбросов в атмосферу представлена в таблице 11.1.
Таблица 11.1- Характеристика промвыбросов в атмосферу
Объект (здание, сооруже-ние) |
Наименование оборудования или системы, из которых непосредственно осуществляется выброс |
Режим выброса (непрерывный или периодический) |
Состав, концентрация загрязнений, мг/ м3 |
Предельный валовый выброс, г/с |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
11.1.1 Выбросы технологических систем и "дыхание" резервуаров |
|||||
1. АВТ-5 |
Емкость Е-16 |
непрерывный |
Углеводороды С12-С19-36 000Сероводород-10 |
0,0360,0001 |
|
2. АВТ-5 |
Емкость Е-5,6 |
периодический |
Натрия гидроокись - 5 |
0,000015 |
|
3. АВТ-5 |
Емкость Е-8,8а |
непрерывный |
Углеводороды С12-С19-317 500Сероводород-10 |
0,2540,001 |
|
11.1.2 Дымовые трубы |
|||||