Курсовой проект по термоконтактному коксованию. Термоконтактное. Курсовой проект, 56 л., 6 рис., 25 табл., 11 источников нефтяной кокс, реактор, коксонагреватель, тяжелые нефтяные остатки, гудрон
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
4.5 Расчет процесса горения Теоретическое количество воздуха необходимое для горения 1 кг кокса: h0=0,115·С+0,345·Н; здесь: 0,115 и 0,345 постоянный параметр С и Н количество углерода и водорода: С=81,5 и Н=18,5; h0=0,115·81,5+0,345·18,5=18,61 м3; Потеря воздуха в нормальных условиях: Vо=0,089·С+0,267·Н Vо=0,089·81,5+0,267·18,5=12,19 м3; Физическая потеря воздуха: α=hо·γ; (4.18) где: γ - коэффициент избытка воздуха, γ =1,2; α=18,61*1,2=22,33 м3 Количество газа обравшегося в результате горения 1 кг кокса: G=1+γ·h0; (4.19) G=1+1,2·18,61=23,33 м3 Теоретический количество газа образовшегося в результате горения 1 кг горючего: Vт=23,33·23 987,72 = 559 609,48 м3 Количество газа полученное в результате горения 1 кг кокса: mсо2=0,0367 ·С; mсо2=0,0367·81,5=2,9кг mн2о=0,09·Н; mн2о=0,09·18,5=1,6кг mN2= hoγ·0.768; mN2=18,61·1,2·0,768=14,5кг mо2= ho(γ-1)·0,232; mо2=18,61·(1,2-1)·0,232=0,73кг Количество тепла, выделившегося при сгораниикокса рассчитывают по этой формуле: Qнр=339·С+1030·Н, где С и Н количество углерода и водорода: С=81,5 и Н=18,5; Qнр=339·81,5+1030·18,5=46683,5 кДж/кг Количество тепла отходящих газов составит: Qух=( mсо2·С+ mн2о·Сн2о+ mN2·СN2+ mо2·С о2)(tух-to): где: С - теплоемкость продукта, кДж/(кг·˚С) Принимаем: Ссо2=0,89кДж/кг; Сн2о=1,14 кДж/кг С о2=0,91кДж/кг; СN2=1.03кДж/кг Тогда: Qух=(2,9·0,89+1,6·1,14+14,5·1,03+0,73·0,91)·(300-20)=5588,8кДж/кг 4.4Расчёт газотрубного котла-утилизатора Котел-утилизатор предназначен для для получения водяного пара, за счет тепла дымовые газы из коксонагревателя Р-2 Выбор типа котла. Газы перед котлом-утилизатором имеют температуру 800-900 ˚С, а абсолютное давление насыщенного пара составляет всего 0,55…1,4 МПа. Этим условиям наиболее удовлетворяет газотрубный котёл-утилизатор с большим водяным объёмом. Такой тип котла отличается простотой обслуживания и большой надёжностью. Объём продуктов сгорания составляет = 559 609,48 м3 Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле-утилизаторе:  (4.20) Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания приtгср. из таблицы: λг=4,05·10-2Вт/(м·˚С) ‒коэффициент теплопроводности; υг= 33,28 ·10-6 м2/с ‒коэффициент кинематической вязкости; Сг =1,098 кДж/ (кг·с) ‒ средняя объёмная теплоёмкость дымовых газов; Рг =0,67 ‒критерий Прандтля. Выбираем скорость движения продуктов сгорания по дымовым трубам W=12 м/с. Определяем необходимую площадь поперечного сечения дымовых труб:  (4.21)  Принимаем диаметр дымогарных труб котла-утилизатора 0,05 мм тогда количество дымогарных труб определяется:  (4.22)  . Полученное количество сравниваем с величиной, имеющейся в технической характеристике, т.к. полученное значение не удовлетворяет условию  . То выбираем десять параллельно расположенных котла-утилизатора типа Г-1030-Б, производительностью 50 000 м3/час дымовых газов.Коэффициент теплоотдачи конвекций от продуктов сгорания к стенкам дымогарных труб при продольном движении газа в трубах:  (4.23) где Сt=1,06; Сe=1 ‒ поправочные коэффициенты.  Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы:  (4.24) где ε=0,005 ‒ коэффициент загрязнения поверхности нагрева (опытная величина).  Теплота, переданная продуктами сгорания испаряемой водой в котле-утилизаторе:  (4.25)  Величина температурного напора (°С) определяется по зависимости  (4.26)где Δtб ‒ разность температур сред на том конце поверхности нагрева, где она наибольшая, °С; Δ tм ‒разность температур сред на другом конце поверхности нагрева, где она наименьшая, °С. Определяем:   Вычисляем температурный напор  Принимая потери тепла котлом-утилизатором в окружающую среду равной 10%, определяем поверхность нагрева котла-утилизатора:  (4.27) Котел Г-1030-Б предназначен для выработки насыщенного пара за счет использования тепла технологических и отходящих газов. - диаметр кожуха 400 мм; - диаметр труб 50×3мм; - Количество 1032, шт. - Длина 7300, мм 4.5 Расчет и выбор насосов Рассчитываем требуемую производительность насоса, м3/ч:  (4.28)где G – расход перекачиваемой жидкости, кг/ч; ρt – плотность жидкости при температуре откачки, кг/м3. Плотность я находится по формуле:  (4.29)где α – коэффициент, зависящий от температуры. . Для перекачки бензина, легкого и тяжелого газойля используем центробежные насосы, которые обеспечивают равномерную подачу. Подбор насосов производим исходя из требуемой производительности, а также температуры и вязкости перекачиваемой жидкости. Расчетные и основные характеристики насосов сведём в таблицу 4.12. Таблица 4.5 – Основные характеристики насосов
5 Описание технологической схемы установки Кокс-теплоноситель, представляющий собой порошок из частиц округлой формы диаметром примерно 0,075 до 0,3 мм, непрерывно циркулирует через систему реактор – коксонагреватель. Оба аппарата работают по принципу кипящего слоя; псевдоожижение слоя кокса-теплоносителя в реакторе происходит путем подачи вниз водяного пара и частично при помощи паров и газов, образовавшихся в процессе коксования. В нагревателе псевдоожижение достигается подачей воздуха, при этом часть кокса сгорает, и остальная масса нагревается до температуры 600-620 оС. Сырье поступает в реактор Р-1 из емкости Е-1 при умеренной температуре (300-350 оС), с частичным нагревом в теплообменниках, при помощи насоса Н-1. Сырье подается в зону реакции через систему распылителей под уровень слоя кипящего кокса. Пары и газы коксования проходят систему циклонных сепараторов для отделения коксовой пыли, и поступает в скруббер – парциальный конденсатор, который для уменьшения закоксовывания передаточных линий расположен непосредственно на реакторе. За счет тепла циркуляционного орошения внизу скруббера конденсируется тяжелая часть дистиллята коксования, которая возвращается в реактор в качестве рециркулята. А также с верха парциального конденсатора уходит балансовое количество тяжелого газойля, который охлаждается проходя теплообменник ТО-1, где отдает тепло гудрону и насосом Н-2 выводится с установки, далее используется в качестве компонента битумов. Поток кокса непрерывно выводится из коксонагревателя через холодильник классификатор. Классификация кокса по размерам частиц с выводом наиболее крупных в качестве балансового количества кокса, в холодильник классификатор подается водяной пар для организации процесса дробления части кокса и возвращения его в коксонагреватель Р-2. Дымовые газы из коксонагревателя Р-2 проходят систему циклонных сепараторов для предотвращения уноса дымовыми газами коксовых частиц, проходят через 4 параллельно расположенныхкотелов-утилизаторов, для получения водяного пара, используемого на установке, и уходят через дымосос в дымовую трубу. Парообразные продукты коксования из парциального конденсатора наверху реактора Р-1, уходят на дальнейший процесс ректификации с целью получения дополнительного количества светлых нефтепродуктов и газов. Газы попадают в ректификационную колонну К-1, снизу колонны флегма отправляется на орошение в парциальный конденсатор. Газы с верха колонны К-1 проходят через холодильник и сепаратор, после сепарации частично жидкая часть направляется на орошение верха колонны К-1, а другая часть смешивается с газами после компремирования в компрессоре КО-1, проходит через холодильник и двухстадийную ректификацию, где полностью отделяются газы. А снизу колонны К-2 получаем стабильный бензин, который насосом Н-5 выводиться с установки и направляется в товарный парк на процесс компаундирование в качестве компонента автомобильного бензина. С середины колонны К-1 легкий газойль уходит в стриппинг-секцию, откуда насосом Н-4 выводится с установки. 6 Сводные показатели технологического режима Показатели технологического режима установки каталитического коксования Таблица 6.1 – Сводные показатели технологического режима
7 Лабораторный контроль производства Лабораторный контроль технологического процессапредставлен в таблице 7.1. Таблица 7.1 - Аналитический контроль технологического процесса
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
