отчет по производтвенной практике. Тема изучение документации установки. Тема 1
 Скачать 62.37 Kb.
|
|
ТЕМА 9. Преимущества и недостатки различных аппаратов, их сравнительный анализ. Тема 9.1 Сравнительный анализ аппаратов воздушного охлаждения и погружных холодильников. Преимущество вертикальных печей по сравнению с двухскатными. Сравнительный анализ аппаратов воздушного охлаждения и погружных холодильников. В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности находят применение конденсаторы и холодильники воздушного охлаждения. Преимущества этих аппаратов следующие: экономия охлаждающей воды и уменьшение объема сточных вод, значительное сокращение затрат труда на чистку аппарата ввиду отсутствия отложения накипи солен, уменьшение расходов, связанных с организацией оборотного водоснабжения технологических установок. Применение аппаратов воздушного охлаждения (АВО) дает ряд эксплуатационных преимуществ, главными из которых являются экономия охлаждающей воды и уменьшение количества сточных вод, сокращение затрат труда на чистку аппарата ввиду отсутствия накипи и солеотложения, уменьшение расходов на организацию оборотного водоснабжения технологических установок. Охлаждение и конденсация продуктов могут осуществляться в холодильниках и конденсаторах - погружных или кожухотрубных. Последние применять предпочтительнее из-за меньшего расхода металла на единицу поверхности охлаждения, объема сточных вод и затрат на организацию оборотного водоснабжения. Погружные конденсаторы и холодильники имеют ряд существенных недостатков: значительный расход металла, большая площадь, малый коэффициент теплопередачи вследствие небольшой скорости воды в коробе; необходимость частого ремонта и чистки. Поэтому на строящихся установках их не применяют. В конденсаторах и холодильниках погружного типа из-за небольшой скорости движения воды температура последней у поверхности труб на 10-15°С выше температуры на выходе из аппарата. В кожухотрубных холодильниках, где скорость движения воды сравнительно высока, разность температур составляет 3-5°С. Исходя из этого, целесообразно температуру отходящей воды для трубчатых конденсаторов и холодильников принимать равной 55-60 °С. Преимущество вертикальных печей по сравнению с двухскатными. Трубчатый змеевик состоит из толстостенных труб длиной 6-18 м, выполненных из углеродистой или легированной стали и соединенных между собой двойниками (ретурбентами) либо калачами. Нефтяное сырье проходит по змеевику с большой скоростью, вследствие чего достигаются высокие коэффициенты теплопередачи. Трубы в двухскатных печах располагаются горизонтально, что дает возможность сравнительно легко удалять продукты из змеевика при остановках печи. Трубчатый змеевик однорядный по потолку и поду. Двускатные печи получили широкое распространение благодаря простоте устройства и обслуживания и удобству проведения ремонтных работ. Однако конструкция двухскатных двухкамерных печей обладает существенными недостатками. Габаритные размеры печей очень велики. Так, типовая печь тепловой мощностью 18 МВт (16 Гкал/час) имеет размеры 20 х 15 х 8 м. На сооружение ее требуется 218 т металла и 180 м3 огнеупорного кирпича. Большие размеры печи обусловлены сравнительно теплотехническими показателями: теплонапряженность топки 60-95 кВт/м2, теплонапряженность радиантных труб не выше 35 кВт/м2. Одностороннее облучение длинными факелами создает неравномерность нагрева труб по окружности и длине трубчатого змеевика. При форсировании режима горения возможны случаи прогара труб. КПД печей невысок (0,6 - 0,7). Более высокими техническими показателями и эффективностью эксплуатации характеризуются вертикальные печи (Рис. 3) с настенными боковыми и полубоковыми экранами и стеной из огнеупорных материалов в центральной части. Пламя подовых горелок, настилаясь на стену, образует поверхность, равномерно излучающую тепло. Благодаря этому оказалось возможным разместить печные трубы на небольшом расстоянии от нее (менее 1,5 м) и обеспечить высокую теплонапряженность поверхности нагрева до 41 кВт/м2 (35000 ккал/(м2 ч). Камера конвекции находится над камерой радиации. Верхнее расположение конвекционной камеры создает положительный эффект самотяги. Топочные газы по короткому дымоходу отводятся в дымовую трубу. Для небольших печей, установленных рядом, монтируется одна общая труба. Большие печи для равномерного отвода топочных газов имеют несколько дымовых труб. Преимущества вертикальных печей по сравнению с двухскатными заключается в высоком КПД и возможности равномерного прогрева всего массива печи, снизу до верху по всему периметру. Из-за высоких удельных затрат металла и огнеупоров и низкой эффективности эксплуатации строительство двухскатных печей прекращено. Удельный расход металла для сооружения вертикальных печей в 1,4 раза ниже, чем для двухскатных печей одинаковой тепловой мощности. Вертикальные печи компактны в отличии от двухскатных печей. Тема 9.2 Сравнительные характеристики реакторов с биметаллическим покрытием и с нержавеющей сталью. Сравнительные характеристики реакторов с керамическим покрытием и других реакторов. Сравнительная характеристика реактора из биметаллической и нержавеющей стали Одним из ведущих показателей несущей способности биметаллических композиций является их сопротивление действию переменных нагрузок. Теоретически усталостная прочность двухслойных сталей должна занимать некоторое промежуточное положение между соответствующими характеристикам ее составляющих. Однако на практике данная величина может быть как выше, так и ниже указанных пределов, что определяется свойствами и особенностями накопления повреждений в переходной зоне, видом нагружения, способом изготовления и режимом последующей термической обработки биметалла. К минусам можно отнести хрупкость материала Основным плюсом биметаллического реакторов по сравнению с является высокая устойчивость к высокому давлению. Нержавеющая сталь - легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Химические реакторы из нержавеющей стали идеально подходят для фармацевтической промышленности, так как их конструктивные особенности гарантируют максимальную чистоту поверхности и обеспечивают необходимый поток тепла и вещества, что позволяет удовлетворять жёсткие требования стандарта GMP. Также эти реакторы применяются в пищевой, парфюмерно-косметической, химической и лакокрасочной промышленности. Работа с реакторами из нержавеющей стали является безопасной, потому что исключает возможность механического повреждения сосуда, в отличие от стеклянных реакторов, что является немаловажным фактором при работе с агрессивными и взрывоопасными средами. Механическая прочность обеспечит долгий срок службы оборудования. Химические реакторы из нержавеющей стали ёмкостью от 50 л до 50 м3 используют для работы под давлением и вакуумом в самом широком спектре температур (от -80 до + 350 °С). Их используют для гидролиза, нейтрализации, кристаллизации, испарения и других процессов, поэтому важно, чтобы почти все технологические соединения и резьбовые адаптеры можно было легко разобрать и заменить. Большой выбор дополнительных принадлежностей позволяет использовать реакционный сосуд для любых технологических процессов. Наряду с множеством преимуществ, нержавеющая сталь имеет и недостатки. Во-первых, многие марки этого материала плохо поддаются механической обработке. А во-вторых, стоимость нержавеющей стали достаточно высока. Сравнительные характеристики реакторов с керамическим покрытием и других реакторов. В химической промышленности одно из ведущих мест по отношению к коррозии занимают керамические изделия. Керамика используется больше для реакторов с обогреваемыми стенками. Изготавливаются реактора из керамики или из фарфора емкостью 50-500 л. Реакторы снабжаются паровыми рубашками, выдерживающими температуру 120 °С. Фарфоровые стенки реактора характеризуются высокой коррозионной стойкостью к агрессивным жидкостям, включая плавиковую кислоту и горячие щелочи. Из фарфора изготавливают малогабаритное оборудование, из керамики - крупногабаритное: варочные котлы, котлы с мешалками, ванны, сосуды для работы под избыточным давлением, колонны, трубопроводы, циклоны, центробежные и поршневые насосы. Насадочные и колпачковые колонны собирают из отдельных керамических частей высотой 200-400 мм для работы при давлении до 0,06 МПа. Части соединяют с помощью раструба на кислотоупорной замазке. Выпускаются керамические реакторы с якорной мешалкой, снабженные рубашкой, с рабочим избыточным давлением 0,1 МПа, емкостью от 25 до 500 л, диаметром 300-900 мм. Силикатные материалы состоят из различных солей кремневых кислот, алюмосиликатов, кальциевых и магниевых силикатов, чистого кремнезема и др. Они устойчивы к воздействию многих агрессивных сред, что определяется их химическим составом. Причем чем больше в материале содержится оксида кремния (IV), тем выше его устойчивость к кислотам (кроме плавиковой). Но такие материалы разрушаются под действием растворов щелочей и карбонатов с образованием растворимого силиката натрия, например: Стекло. До недавнего времени стекло применялось исключительно в лабораторной практике, но в последнее время оно находит все более широкое применение в химико-фармацевтической промышленности как самостоятельный конструкционный материал. Важными свойствами, обеспечивающими внедрение стекла на заводах, являются: – высокая химическая стойкость; – малый коэффициент линейного расширения; – низкая теплопроводность; – прозрачность. К главным недостаткам стекла следует отнести: – хрупкость; – и слабое сопротивление растяжению, изгибу, удару; – чувствительность к перепадам температур. Титановые сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью и коррозионно-механической прочностью в морской и пресной воде, паре высоких параметров, содержащем кислород и хлориды. Они достаточно технологичны, обладают термической стабильностью в диапазоне температур теплообменного оборудования (от 90 до 350 оС), не требуют специальных мер по консервации. Наиболее широкое распространение в качестве материалов для химической аппаратуры получили стали и чугуны. Они обладают: – высокой механической прочностью; – хорошими физическими свойствами (высокая теплопроводность, малая теплоемкость и др.); – вполне доступны и достаточно дешевы, что делает их основными конструкционными материалами общего и химического машиностроения. Чугуны. Сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14 % С, называется чугуном. Главным достоинством чугуна является низкая стоимость и доступность. К недостаткам чугуна, приводящих к тому, что доля чугунных изделий в химическом машиностроении в последнее время существенно снижается, можно отнести следующие: 1) пониженная прочность чугуна по сравнению со сталью, вследствие чего его применяют при температуре стенки сосуда или аппарата от –15 до +250 °С при температуре обогревающей среды не более 650 °С и давлении до 1,0 МПа; 2) ограниченная возможность его механической обработки, поэтому чугун может быть использован только в виде литья. Это, кстати, можно отнести и к достоинствам, потому что благодаря литью изделиям из чугуна можно придавать самую сложную форму; 3) из-за хрупкости чугуна стенки аппаратов приходится делать толстыми (в 2 раза толще, чем для стальных аппаратов), поэтому чугунная аппаратура всегда значительно тяжелее стальной и имеет более низкие коэффициенты теплопередачи; 4) из-за того, что чугун не поддается сварке, рубашки чугунных аппаратов всегда выполняют съемными и крепят к дополнительному фланцу на корпусе. Это приводит к уменьшению поверхности теплообмена чугунных аппаратов по сравнению со стальными аппаратами того же объема. |