Отчет по производственной практике фгбоу во Тюменский индустриальный институт

• Название: Отчет по производственной практике фгбоу во Тюменский индустриальный институт
• Дата: 14.09.2022
• Размер: 1.54 Mb.
• Имя файла: Operator_tekhnologicheskikh_ustanovok_4_razriada_Na_Ustanovke_Gl.docx
• Тип: Отчет; #677451
• страница: 5 из 5

7.7.Тепловой баланс вакуумной колонны
Тепловой баланс колонны учитывает все тепло, вносимое и выносимое из колонны. Согласно закону сохранения энергии, можно написать (без учета потерь в окружающую среду):
(стр. 63 [4])
где Qвх – суммарное тепло, входящее в колонну, Вт или кДж/ч; Qвых – суммарное тепло, выходящее из колонны, Вт или кДж/ч.

Тепло, вводимое в колонну

1) С сырьем, нагретым до температуры t0






, - энтальпия сырья, кДж/кг; t0 – температура нагрева сырья: t0 =398С; G- масса сырья, кг/ч.

G = 292892,156 кг/ч; е = 0,522

(49 [4])

(48 [4])

= 0,8862



– средняя температурная поправка (см. приложение 1 [4])

= 0,8862 + 5 0,00066 = 0,8895

а – определим по приложению 20 [4] (для жидких нефтепродуктов) и 21 [4] (для паров нефтепродуктов).

= (4 – 0,8895) ·485,046 – 308,99 = 1199,746 кДж/кг

·940,856 = 997,586 кДж/кг

= 292892,156 · 0,522 · 1199,746 + 292892,156 · (1 – 0,522) · 997,586 = 323093297,2кДж/кг

2) Тепло, вводимое с водяным паром



= 3282,4 кДж/кг ; = 2670,82 кДж/кг по приложению 29 [4].

Расход водяного пара составляет 1,5% на мазут:

Gв.п.= 0,015 · 292892,156 = 4393,38кг/ч

= 4393,38 · (3282,4 – 2670,82) = 2686904,772 кДж/ч

Общее количество тепла вводимое в колонну, составляет:

Qвх. = Qс + Qв.п. = 323093297,2+2686904,772 = 325780202,1 кДж/ч



Тепло, выводимое из колонны

1) С парами ректификата (QD, Вт или кДж/ч)
QD = D ·
Считая, что углеводородных газов образуется не более 0,1% мас.(стр. 372 [4])

D = 292892,156 · 0,001 = 292,892 кг/ч



= 0,72755

tD – температура верха колонны: принимаем tD =90С

а – определим по приложению 21 [4]: а=256,17 кДж/кг

= 256,17 · (4 – 0,72755)-308,99 = 529,31 кДж/кг

QD = 292,892 · 529,31 = 155031,777 кДж/ч

2) С жидким остатком

QR =

tR – температура низа колонны: tR =378С

a = 880,748 кДж/кг

0,9640

0,9640 + 5 · 0,000554= 0,96677

= 895,757 кДж/кг

R=161151,960 кг/ч

QR = 161151,96 · 895,757 = 144352953,8 кДж/ч

3) С фракцией350-450С



G= 84558,824 кг/ч , = 584,828кДж/кг при t=272С



0,8850

0,8850 + 5 · 0,00066= 0,8883

= 620,51 кДж/кг

= 84558,824· 620,51 = 52469540,47 кДж/ч

4) С фракцией 450-500°С



0,910

G = 47181,372 кг/ч 0,910+ 5 · 0,00062 = 0,9131

= 751,76 кДж/кг при t=337С

= 797,185 кДж/кг

= 47181,372 · 797,185=37612271,16 кДж/ч

Общее тепло, выводимое из колонны, составляет:

Q вых. = QD + QR + Q350-450 + Q450-500 = 155031,777 + 144352953,8 + 52469540,47 + 37612271,16 = 234589797,2 кДж/ч

Разность между теплом, входящим в колонну и выходящим из нее, необходимо снимать циркуляционным орошением:

Q = Qвх. - Q вых = 325780202,1-234589797,2 = 91190404,9 кДж/ч

2 Qц.о = Q

Qц.о = 45595202,45 кДж/ч

Циркуляционный поток жидкости имеет разность температур на выходе его из колонны и входе в нее t = 50-100С (стр. 369 [3]). Примем t = 75
Gц.о =






= 422,811 кДж/кг

= 580,716 кДж/кг

= 230629,40 кг/ч

= 210631,56 кг/ч

Оформим тепловой баланс в виде таблицы:
Таблица 10

Тепловой баланс вакуумной колонны

Продукт	Тепло входящее			Продукт	Тепло выходящее
	t, °С	G, кг/ч	Q, кДж/ч		t, °С	G, кг/ч	Q, кДж/ч
1. Мазут	398	292892,156	323093297,2	Газы	90	292,892	155031,777
				Остаток	378	161151,96	144352953,8
				350-450	272	84558,824	52469540,47
2.Водяной пар	400	4393,382	2686904,772	450-500	337	47181,372	37612271,16
				ц.оI	197	230629,40	45595202,45
				ц.оII	262	210631,56	45595202,45
Итого			325780202,1	Итого			325780202,1

7.8.Размеры колонны
Расчет диаметра колонны

Диаметр колонны определяют в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны. Предварительно вычисляют объем паров (V м3/ч) проходящих в 1 час через сечение колонны в нескольких ее местах.

V = (стр. 54 [3])



Т – температура системы, К; Р – давление в системе, МПа; Gi – расход компонента, кг/ч; Мi – молекулярная масса компонента.

1)

V1 =22,4 ·



0,8862

= 0,8895



Скорость паров в вакуумной колонне 2,5-3,5 м/с (стр.56 [4]), примем 3 м/с.

d1 = = 8,72 м

По ГОСТ примем d1 = 9м.

2)

V2 = 22,4· м3/с

d2 = = 5,97 м

По ГОСТ примем d2 = 6м.

3)

V3 =22,4· м3/с

d3 = = 4,86 м

По ГОСТ примем d3 = 5м.

4) Диаметр низа колонны

0,9640



= 0,96677



Примем число отгонных тарелок n = 4 (стр. 401 [3]), Рт = 0,4 кПа (стр. 401 [3]), тогда

Рн=Рвс+nРт=0,009+40,410-3 = 0,0106МПа

V4 =22,4· м3/с

d3 = = 3,78 м

По ГОСТ примем d4 = 3,8 м.

Примем верхний диаметр колонны

d = 9 м

Нижний диаметр

d = 3,8 м
Расчет высоты колонны

Высота свободного пространства между верхней тарелкой и верхним днищем колонны принимают конструктивно равной ½ диаметра колонны.

h1 = 9 · 0,5 = 4,5 м

Высоты h2 и h4 определяют, исходя из числа тарелок в этой части колонны и расстояния между ними.

h2 = (n – 1)a = (20 – 1)0,61 = 11,59 м

h4 = (n – 1)a = (4 – 1)0,61 = 1,83 м

Число тарелок в верхней и нижней части колонны приняты в соответствие со стр. 401 [1].

Высоту h3 берут из расчета расстояния между тремя тарелками:

h3 = а3 = 0,613 = 1,83 м



Высоту h5 принимают равной 2 м. Высоту h6 определяют, исходя из запаса остатка на 600 с. Объем остатка

Vм =

Площадь поперечного сечения колонны

F = м2

h6 = 3,5 м

Общая высота колонны:

H =h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 = 4,5 + 11,59 + 1,83 + 1,83 + 2 + 3,5 =25,25м
7.9.Расчет теплообменника
По данным программы DESIGN II для теплообменника Т-2 были получены результаты:

Диаметр теплообменника = 800 мм

Размер труб = 252 мм

Число труб = 456

Длина труб = 4000 мм

Коэффициент теплопередачи = 1,5 кВт/м2К

Температура на входе в межтрубное пространство = 300С

Температура на выходе из межтрубного пространства = 75С

Температура на входе в трубное пространство = 30С

Температура на выходе из трубного пространства = 74,1С

Необходимая поверхность теплообмена = 147,08 м2

Расчетная поверхность теплообмена = 169,45 м2

Запас по поверхности теплообмена = 13%

Расход воды = 30000 кг/ч

Для обеспечения охлаждения фракции 450-500С (G=47181,372 кг/ч) от 300С до 75С таких теплообменников необходимо поставить пять.






ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассчитана вакуумная колонна для переработки мазута Правдинской нефти по масляному варианту производительностью 5 млн. т/год имеет следующие размеры:

Верхний диаметр колонны = 9 м

Нижний диаметр колонны = 3,8 м

Высота колонны = 25,25 м

Колонна снабжена двумя насадками Зульцера, т.к. у нее меньшее гидравлическое сопротивление и высокие производительность и эффективность.





СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пути повышения потребительских свойств мазутов / А. Ф. Нурахмедова, Г. В. Тараканов, Н. В. По-падин, Э. Р. Сухаева // Нефтегазопереработка и нефтехимия-2007: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Уфа, 22-25 мая, 2007. - Уфа: Ин-т проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан, 2007. - С. 77-78.

2. Ишкильдин А. Ф. Новые технологии переработки тяжелых нефтяных остатков // Нефтегазопереработка и нефтехимия-2006: Междунар. науч.-практ. конф., Уфа, 24 мая 2006 г.: материалы конф. -Уфа: Изд-во ГУП ИНХП РБ, 2006. - 344 с.

3. Манапов Э. М., Ишкильдин А. Ф., Ахметов А. Ф. Гидровисбрекинг нефтяных остатков // Химия и технология топлив и масел. - 1997. - № 5. - С. 9-10.

4. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; под ред. С. А. Ахметова. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с.

5. Нурахмедова А. Ф. Разработка технологии глубокой переработки газоконденсатных остатков: авто-реф. дис. ... канд. техн. наук. - М.: ВНИИГАЗ, 2002. - 23 с.

6. Курочкин А. К. Мини-НПЗ с углубленной переработкой нефти // Нефтегазовые технологии. - 2002. -№ 3. - С. 21-26.