рк 2 (копия). Самостоятельная работа ст группы Хтов19ро Муташева. А. Р
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Самостоятельная работа Выполнила: ст.группы Хтов-19р/о Муташева.А.Р Вариант 10 1. Какие исходные данные необходимы для проектирования НПЗ. Основные нормы противопожарных взрывов для НПЗ. Исходные данные состоят из: -Утвержденного задания на проектирование -Отчеты о научно-исследовтаельских работах, связанных с разработкой новых технологических процессов, реализуемых на предприятиях -Технические условия на присоединение проектируемого предприятия к источникам энергии, водоснабжения, транспортным и инженерным коммуникациям -Данные органов экологического надзора о состоянии атмосферы, водоемов и почв в районе площадки строительства -Каталоги местных строительных материалов, конструкций, деталей и полуфабрикатов Требования пожарной безопасности. 1. При проектировании, строительстве и реконструкции складов нефти и нефтепродуктов следует руководствоваться положениями ТР «Общие требования к пожарной безопасности». 2. Здания и сооружения складов нефти и нефтепродуктов размещаются с учетом возможного поведения здания и сооружения, или их элементов при критической стадии пожара, чтобы последний не мог распространиться на соседние здания при самых неблагоприятных погодных условиях. 3. Территория складов нефти и нефтепродуктов устраивается с учетом наличия проходов, проездов и подъездов, обеспечивающие беспрепятственный доступ к ним со всех сторон пожарной техники, технических средств, спасательных и медицинских служб. 4. На территории складов нефти и нефтепродуктов предусматриваются системы противопожарного водоснабжения. 5. Территория, здания и сооружения складов нефти и нефтепродуктов оснащаются техническими средствами обнаружения и тушения пожара. 6. На складах нефти и нефтепродуктов предусматривают системы пожаротушения, пожарной сигнализации и водяного охлаждения. 7. При проектировании систем пожаротушения и охлаждения для зданий и сооружений складов нефти и нефтепродуктов обязательно учитывать требования к устройству сетей противопожарного водопровода и сооружений на них. 8. За расчетный расход воды при пожаре на складах нефти и нефтепродуктов принимается один из наибольших расходов: 1) на пожаротушение и охлаждение резервуаров (исходя из наибольшего расхода при пожаре одного резервуара); 2) на пожаротушение и охлаждение железнодорожных цистерн, сливоналивных устройств и эстакад или на пожаротушение сливоналивных устройств, для автомобильных цистерн; 3) наибольший суммарный расход на наружное и внутреннее пожаротушение одного из зданий склада. 2.Как классифицируются реакторы риформинга по способу распределения и направлению движения сырья. По способу распределения и направлению движения сырья реакторы разделяются на два типа: с радиальным и аксиальным движением сырья. Реакторы с радиальным движением применяют в случаях, когда среда находится только либо в жидком, либо в парогазовом состоянии. Такие реакторы применялись на установках раннего поколения. В реакторах с радиальным движением сырья обеспечиваются меньшие потери напора и соответственно меньшее рабочее давление в аппарате, поэтому уменьшаются затраты энергии на подачу сырья. В современны высокопроизводительных установках применяют только адиабатические шахтные реакторы с радиальным движением потоков от периферии к центру. 3. Приведите эскиз реактора алкилирования с обозначением узлов аппарата и описанием его конструкции. Реакторы горизонтальные, вертикальные, каскадные. Вертикальный реактор 1  – корпус;2 – цилиндрическая труба; 3–трубчатый пучок (свечи Фильда); 4– пропеллерный насос; 5 – электродвигатель с приводом; 6 – распределительные решетки. Горизонтальный реактор.  Каскадный реактор. 1  — сливная перегородка; 2 — пропеллерный насос; 3 — L-образная перегородка; 4 — головная часть аппарата; 5 — реакционные трубы 6 — конденсатор паров изобутана; 7 — компрессор для испаряющегося изобутана; 9 — насос; а — сепарационная зона; б и в — отстойные зоны. 4. Основные узлы и детали химической и нефтехимической аппаратуры. Основными элементами оборудования являются обечайки, днища, фланцы, арматура, бобышки, опоры, люки и лазы, смотровые окна. Цилиндрические оболочки. Длина обечаек определяется в зависимости от конструктивных размеров аппарата. При выборе длины оболочки необходимо учитывать возможности наиболее рационального раскроя листов материала. При проектировании устройств необходимо учитывать допуски на отклонения диаметра и овальность. Днища. Для цилиндрических сосудов и аппаратов применяют эллиптические, полусферические, полушаровык,,тарельчатые,конические и плоские днища. 5. Конструкционные материалы нефтезаводского оборудованияВлияние температуры, давления агрессивной среды на их свойства. Оборудование НПЗ и НХЗ работает в самых различных условиях, которые определяются температурой, давлением и агрессивностью среды. Поэтому при изготовлении аппаратуры выбранные материалы должны обладать такими свойствами, которые противостояли действию этих факторов. Основные требования к конструкционным материалам: 1) достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением, при которых осуществляется технологический процесс; 2) достаточная механическая прочность при заданных давлениях и температуре технологического процесса, а также с учетом воздействия на аппараты различного рода дополнительных нагрузок: ветровой, прогиба от собственного веса и т. д.; 3) наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и коррозионной стойкости их в агрессивной среде. При изготовлении нефтезаводской аппаратуры наибольшее применение получили стали - углеродистые и легированные, сравнительно реже чугуны, цветные металлы и их сплавы. Используются также неметаллические материалы: винипласт, резина, химически стойкий текстолит, бетонные покрытия, пластмассы. 6. Разновидности днищ нефтезаводской аппаратуры. Расчеты толщины днищ. В нефтеперерабатывающей промышленности днища изготавливаются из того же материала, что и обечайка, их приваривают к ним чаще встык. Они соединяются с обечайкой без разъема сваркой или с разъемом на фланцевом соединении. Форма применяемого днища зависит от требований процесса, для осуществления которого предназначен данный аппарат, зависит от размеров аппарата, давлений среды в нем и конструктивных соображений. По форме различают эллиптические, сферические, конические, полушаровые и плоские днища. 1. Эллиптические днища. Имеют рациональную конструктивную форму, поэтому в аппаратуростроении применяются чаще других. Постепенное непрерывное уменьшение радиуса кривизны эллипсоидальной поверхности днища от центра к краям обеспечивает равномерное распределение напряжения без концентрации их. Для удобства присоединения к обечайке эллиптические днища изготавливается с цилиндрическим бортом. ГОСТ устанавливает размеры и условия применения эллиптических днищ. Принято условное обозначение эллиптических днищ 400х 6 – 25 – 09Г2С означает 400 мм-диаметр днища, 6 – толщина стенки, 25 – высота цилиндрического борта 09Г2С марка стали. Стандартизированные и нормализованные эллиптические днища применяют для аппаратов работающих под давлением до 10 МПа. Расчет на прочность днища, работающего под давлением, заключается в определении толщины стенки эллиптического днища.  2. Полушаровые днища В нефтепереработке полушаровые днища применяют для аппаратов большого диаметра более 4 м, работающих под давлением. Их изготавливают сварными из отдельных штампованных элементов шарового сегмента и шаровых лепестков. При расчетах на прочность определяют толщину стенки полушарового днища и внутреннюю емкость. Толщина стенки определяется:  3. Плоские днища В нефтепереработке плоские днища применяют для аппаратов под наливом без давления. Для аппаратов, диаметр которых более 0,4 м, работающих под давлением применять плоские днища нельзя. При равных расчетных условиях толщина плоского днища круглого сечения на много больше, чем для других днищ. Плоские днища стандартизированы. Толщину стенки плоского днища определяют по формуле:  7. Расчет толстостенных цилиндрических корпусов. Температурные напряжения в стенках толстостенных сосудов. Толстостенными считаются цилиндрические корпуса стенки которых больше 10% внутреннего диаметра. При расчете толстостенного цилиндра следует учесть, что на вырезанный из него элемент кроме меридионального и кольцевого напряжений действует еще радиальное (в направлении радиуса) Когда аппарат работает только под внутренним давлением, меридиональные напряжения, растягивающие его, равномерно распределены по толщине стенки и рассчитываются по формуле:  Радиальные напряжения, сжимающие стенку, изменяются от нуля на наружной поверхности цилиндра до Р на внутренней поверхности, что следует из формулы для определения радиаль- ного напряжения:  Кольцевые напряжения, наибольшие по значению, также из- меняются по толщине стенки:  Таким образом, максимальное значение кольцевых напряжений (на внутренней поверхности) больше минимального (на наружной поверхности) на величину Р. Согласно первой теории прочности расчет толщины стенки следует проводить по кольцевому напряжению на внутренней поверхности. Формула для определения толщины стенки толстостенного цилиндра:  Обычно расчет толстостенных цилиндров ведут по формуле, полученной с помощью энергетической теории прочности:  8. Оборудование производств вторичной переработки нефтяного сырья. Оборудование для переработки Для обработки добываемых объемов нефти необходимы нефтеперерабатывающие заводы, соответствующие объемам добычи. На предприятиях используется следующее оборудование: накапливающие резервуары и генераторы; фильтры; нагреватели (газовые, жидкостные); факельная система; паротурбины; тепловые обменники; компрессоры; трубопроводы; печи. Оборудованные комплексы используются для разделения поступающей сырой нефти на фракции. Для этого сырье прогоняется по трубопроводу через цикл переработки. 9.Расчеты тепловых балансов реакторов. Определение потерь. В общем виде уравнение теплового баланса записывается Qприход = Qрасход, где Qприход – количество тепла, поступающего в реактор в единицу времени, Qрасход – количество тепла, расходуемого в реакторе в единицу времени. Тепло приходит в реактор с реагентами Qреаг. и выделяется (или поглощается) в результате химической реакции Qхим.р. Qприход = Qреаг. ± Qхим.р. Расход тепла происходит в результате уноса тепла с продуктами Qпрод., теплообмена с окружающей средой Qт/об.; часть тепла накапливается в реакторе Qнакоп.. Qрасход = Qпрод. ± Qт/об. + Qнакоп. Qреаг. ± Qхим.р.= Qпрод. ± Qт/об. + Qнакоп. Обозначим Qпрод.- Qреаг. = Qконв. – конвективный перенос тепла. Тогда после преобразований получим Qнакоп. = - Qконв. ± Qт/об. ± Qхим.р. - уравнение теплового баланса реактора в общем виде. Если температура неодинакова в разных точках объема реактора или во времени, используют дифференциальную форму уравнения теплового баланса, выведенную для некоторого элементарного объема dx dy dz.  где ρ – плотность реакционной смеси; Ср – удельная теплоемкость реакционной смеси; x,y,z – пространственные координаты, Wx, Wy, Wz - составляющие скорости движения потока в направлении осей x,y,z; λ – коэффициент молекулярной и турбулентной теплопроводности реакционной смеси; Fуд. – удельная поверхность теплообмена; К – коэффициент теплопередачи; ∆Т = Т – Тт/нос. ( Т – температура реакционной смеси, Тт/нос. – температура теплоносителя); rA - скорость химической реакции; ∆Н – тепловой эффект реакции. Решение дифференциального уравнения связано с большими трудностями. Однако в каждом конкретном случае его можно упростить. Например, при стационарном режиме в проточных реакторах Qнакоп. = 0, для периодических реакторов отсутствует конвективный перенос тепла Qконв. = 0. |