Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы

1305

Горизонтальный теплообменник с плавающей головкой типа 500ТПГ-2,5-М1-0/25Г-3-2-У-И-Курсовая работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа

ID: 188802
Дата закачки: 14 Февраля 2018
Продавец: lesha.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Курсовая
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
Горизонтальный теплообменник с плавающей головкой типа 500ТПГ-2,5-М1-0/25Г-3-2-У-И-Курсовая работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа
РЕФЕРАТ
Курсовой проект 54 с. машинописного текста, 8 рисунков, 5 таблиц, 9 использованных источников

УСТАНОВКА ГИДРОКРЕКИНГА В СТАЦИОНАРНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА, ГИДРОКРЕКИНГ, ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ПЛАВАЮЩЕЙ ГОЛОВКОЙ, РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ КОРПУСА И ТРУБНОЙ РЕШЕТКИ, ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Цель курсового проекта заключалась в систематизации, закреплении, расширении и углублении практических знаний при изучении дисциплин «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли», «Машины и аппараты нефтегазопереработки» и ряда предшествующих общеобразовательных дисциплин. Кроме того, при выполнении курсового проекта мною были приобретены навыки целенаправленно работать с учебной, научно-технической и справочной литературой, каталогами промышленного оборудования, технологическими регламентами, стандартами и другими нормативно-техническими документами.
Объект проектирования курсового проекта:
- теплообменник установки гидрокрекинга в стационарном слое катализатора.










ВВЕДЕНИЕ


На современных нефтеперерабатывающих заводах мира гидро-крекинг является главнейшей составляющей глубокой переработ¬ки нефти. Гидрокрекинг — процесс переработки различных неф¬тяных дистиллятов (реже остатков) под давлением водорода при умеренных температурах на бифункциональных катализаторах, обладающих гидрирующими и кислотными свойствами. Гидриру¬ющие свойства катализатора позволяют получать без образования кокса продукты, во многом сходные с продуктами каталитическо¬го крекинга, но значительно менее ароматизированные, очищен¬ные от серы и азота и не содержащие непредельных соединений.
В качестве сырья гидрокрекинга используются вакуумные дис-тилляты широкого фракционного состава, а также остатки сернис¬тых нефтей. Могут использоваться дистилляты и остатки вторич¬ного происхождения (висбрекинга, коксования, термического и ка¬талитического крекингов), однако в сырье ограничивается содер¬жание металлов

 1 Литературный обзор

 1.1 Процесс гидрокрекинга нефтяных фракций

 На современных нефтеперерабатывающих заводах мира гидро-крекинг является главнейшей составляющей глубокой переработ¬ки нефти. Гидрокрекинг — процесс переработки различных неф¬тяных дистиллятов (реже остатков) под давлением водорода при умеренных температурах на бифункциональных катализаторах, обладающих гидрирующими и кислотными свойствами. Гидриру¬ющие свойства катализатора позволяют получать без образования кокса продукты, во многом сходные с продуктами каталитическо¬го крекинга, но значительно менее ароматизированные, очищен¬ные от серы и азота и не содержащие непредельных соединений.
 Под воздействием давления водорода, температуры и катали¬затора в процессе гидрокрекинга протекают реакции гидрогенолиза гетероорганических соединений азота, серы и кислорода, ги¬дрирования полиароматических структур, раскрытия нафтено¬вых колец, деалкилирования циклических структур, расщепле¬ния парафинов и алкильных цепей, изомеризации образующихся осколков, насыщения водородом разорванных связей. Превраще¬ния носят последовательно-параллельный характер и обуславли¬ваются природой соединений, молекулярной массой, энергией разрываемых связей, каталитической активностью катализатора и условиями процесса.
Процесс осуществляется в двух модификациях:
  - легкий гидрокрекинг под давлением водорода от 5 до 10 МПа, степень превращения 50-60%;
  - глубокий гидрокрекинг под высоким давлением водорода от 10 до 20 МПа, степень конверсии 90% . Эта модификация процес¬са в последние десятилетия ХХ-го столетия получила широкое развитие. При конверсии сырья 90% и более обеспечивается вы¬сокий выход продуктов: бензиновой, керосиновой и дизельной фракций, практически свободных от серы и азота.
  Достоинства гидрокрекинга:
  - большая гибкость, позволяющая вести процесс с разной сте-пенью конверсии и направленностью с учетом сезонных колеба¬ний спроса на бензин, реактивные и дизельные топлива;
  - возможность использования широкого ассортимента сырья, порою трудно крекируемого в процессе каталитического крекин¬га;
  - высокий выход целевого продукта;
  - небольшое количество серо- и азотсодержащих соединений в продуктах процесса;
  - высокая экологическая чистота процесса.
 К началу 1999 г. в мировой нефтеперерабатывающей промыш-ленности на установках гидрокрекинга перерабатывалось 201 млн.т сырья, львиная доля этого объема (более 88,5%) прихо¬дилось на США. Страны Азиатско-Тихоокеанского региона пере¬рабатывали 36,7 млн.т/год, Западной Европы —33,9 млн.т/год, Ближнего и Среднего Востока — 28,2 млн.т и только на Восточ¬ную Европу и страны СНГ приходилось 7,8 млн.т. Причем в Рос¬сии и в странах СНГ этот процесс практически не внедрен.
Основными зарубежными фирмами-разработчиками этого процесса в настоящее время являются "Юнокал", UOP, Shevron. В Советском Союзе много разработок по гидрокрекингу как низко¬го, так и высокого давления принадлежат ВНИИНП.
 В качестве сырья гидрокрекинга используются вакуумные дис-тилляты широкого фракционного состава, а также остатки сернис¬тых нефтей. Могут использоваться дистилляты и остатки вторич¬ного происхождения (висбрекинга, коксования, термического и ка¬талитического крекингов), однако в сырье ограничивается содер¬жание металлов (никеля и ванадия) — менее 1 ррт, азо¬та — не более 0,12% мас. Коксуемость этого сырья не должна пре¬вышать 0,03% массы [1].
1.2 Сущность процесса и химизм реакций, происходящих при гидрокрекинге

Процесс гидрокрекинга под высоким давлением, или глубо¬кий гидрокрекинг, осуществляется на бифункциональных ката¬лизаторах, содержащих в качестве гидрирующих компонентов металлы VI и VII групп таблицы Менделеева, чаще всего в виде оксидов и сульфидов молибдена, никеля, кобальта, ванадия. Кре¬кирующая и расщепляющая функция катализатора обуславлива¬ется кислотными центрами носителя, в качестве которого исполь¬зуются окись алюминия или алюмосиликаты. Аморфные алюмо¬силикаты используются для производства средних дистиллятов, цеолитсодержащие — при получении максимума бензиновых фракций. Процесс идет в среде высокоочищенного водорода при давлении до 20 МПа. В этом процессе происходит одновременное расщепление молекул углеводородной части сырья и их гидриро¬вание. Отличительной чертой процесса является получение про¬дуктов значительно меньшей молекулярной массы, чем исходное сырье. В этом отношении процесс гидрокрекинга имеет некоторое сходство с каталитическим крекингом, но его основное отличие — это присутствие водорода, который тормозит реакции, протекаю¬щие по цепному механизму. Поэтому в продуктах гидрокрекинга отсутствуют или содержатся в незначительном количестве низ¬шие углеводороды — метан, этан. Гидрокрекингу присущи также основные реакции, происходящие при обычной гидроочистке, то есть гидрирование ненасыщенных углеводородов и удаление сер¬нистых, кислородных и азотных соединений.
Таким образом, гидрокрекинг как бы сочетает в себе процесс гидрокрекинга с гидроочисткой.
Важнейшими реакциями гидрокрекинга являются:
- разрыв парафиновых углеводородов по связи С-С;
- гидрирование присутствующих в сырье, а также вновь образовавшихся ненасыщенных углеводородов;
- гидродеалкилирование алкилароматических соединений с превращением их в ароматические или раскрытие ароматическо¬го кольца с образованием углеводородов парафинового ряда. Воз¬можно также образование изопарафинов;
- гидрирование моно-, би- и полициклических ароматических соединений;
- крекинг и насыщение кислородных, сернистых и азотистых соединений по связям С-0, C-S и C-N;
- разложение металлоорганических соединений на металлы и соответствующие углеводороды;
- полимеризация и коксообразование с отложением кокса на поверхности катализатора и в его порах.
Химизм реакций, происходящих при гидрокрекинге, довольно хорошо изучен. Большой вклад в изучение этой проблемы внесли ученые России В.Н.Ипатьев, М.С.Немцов, В.И.Каржев, Д.И.Орочко, И.В.Калечиц, А.В.Агафонов и другие. Превалирующей реак¬цией является реакция разрыва по связи С-С с последующим насы¬щением образовавшихся олефинов. Причем разрыв происходит, как правило, посередине (или ближе к середине) молекулы арома¬тических углеводородов. Поэтому в продуктах гидрокрекинга при¬сутствует так мало углеводородов с одним или двумя углеродными атомами, а преобладают соединения с большим числом углерод¬ных атомов (С4 и выше), составляющие основу легких и средних дистиллятов. Например, при гидрокрекинге декана могут образо-ваться две молекулы нормального пентана или изопентана:

Олефиновые углеводороды, присутствующие в сырье или образующиеся в результате разложения самого сырья, насыщаются водородом, молекулы которого активизируются на поверхности катализатора, превращаясь в протон водорода Н+, например:
сн3- сн = сн-сн3+ 2н+—► сн3-сн2-сн2-сн3.
При расщеплении парафинового и олефинового сырья арома-тические углеводороды не образуются, поскольку реакции кон¬денсации и циклизации в среде высокого давления водорода и в присутствии гидрирующих катализаторов подавляются. Все ос¬новные реакции гидрокрекинга проходят через образование про¬межуточного углеводородного соединения — карбоний-иона, об¬ладающего зарядом.
Предполагается, что реакция изомеризации нормального пентана обусловлена тем, что катализатор отщепляет от углеводорода гидрид-ион водорода, что приводит к образованию карбоний-ио¬на, который затем претерпевает различные изменения и превра¬щается в изопентан.
Изомеризация более тяжелых углеводородов происходит та¬ким же путем, но при этом на катализаторах отщепляется не гид¬рид-ион, а карбоний-ион, в результате происходит образование нескольких изомеров более разветвленной структуры.
Обычно изомеризация парафиновых углеводородов проходит через стадию образования олефинов, которые при гидрокрекинге активнее подвергаются изомеризации. Непосредственно изомери¬зация парафиновых углеводородов может проходить в присутст¬вии более активных изомеризующих катализаторов на цеолитной основе.

При гидрокрекинге алкилароматических углеводородов под давлением до 10 МПа длинные боковые цепи легко отщепляются. Если гидрокрекинг проводят под высоким давлением, одновре¬менно с отщеплением боковых цепей возможна их изомеризация. При этом также возможно гидрирование ароматического кольца с возможным разрывом его по следующему механизму, например: имеется боковая цепь. В этом случае гидрирование самого кольца облегчается. В чистом же виде бензольное кольцо гидрируется в незначительной степени. При этом повышение температуры про¬цесса способствует превращению бензольного кольца в конечном результате в изопарафиновые углеводороды. Гидрирование бициклических ароматических соединений про¬ходит через образование гидроароматических соединений, напри¬мер, тетралина. Дальнейшее превращение тетралина идет двумя пу¬тями: через образование алкилбензола и декалина в результате гидрирования второго кольца. В первом случае конечным продуктом превращения является бензол, во втором случае — циклогексан.
Сернистые, азотистые, кислородные, а также металлоорганические соединения при гидрокрекинге претерпевают значитель¬ные изменения. Из сернистых наиболее активны меркаптаны и сульфиды, затем тиофены и бензтиофены.
У меркаптанов происходит прямая деструкция связи C-S с об-разованием сероводорода и соответствующего углеводорода. Аро-матические и алкилароматические сульфиды также претерпева¬ют полное превращение. Схематически превращение всех этих со¬единений можно представить в следующем виде.
Степень превращения тиофанов и тиофенов с разрывом кольца значительно ниже и требует более высоких температур и давлений.
Азотистые соединения труднее удаляются при гидрокрекин¬ге, чем сернистые. Их превращения проходят через стадию гидри¬рования колец с образованием промежуточных продуктов, кото¬рые в итоге расщепляются до соответствующего углеводорода и аммиака. Азотистые соединения частично превращаются в соеди¬нения меньшей молекулярной массы, которые концентрируются в продуктах гидрокрекинга, в частности в дизельных фракциях. Они придают дизельным топливам нестабильный характер, влия¬ющий на их цвет. Уменьшение содержания азотистых соединений возможно в большей степени только за счет гидрокрекинга под давлением не ниже 15 МПа. В качестве носителя катализатора в этом случае лучше использовать алюмосиликат, а не оксид алю¬миния.
 Кислородные соединения при гидрокрекинге претерпевают практически полное превращение с образованием соответствую¬щего углеводорода и воды. Удаление металлов, содержащихся в сырье в качестве металлоорганических соединений, происходит также полностью, однако при этом они отлагаются на поверхнос¬ти катализатора, в результате чего необратимо падает активность катализатора. Полнота удаления ванадия при гидрокрекинге пре¬вышает 95% , а натрия — в два раза ниже. Изложенные основные химические превращения характерны для всех известных моди¬фикаций процесса гидрокрекинга [1].



Комментарии: ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 Процесс гидрокрекинга предназначен в основном для получения малосернистых топливных дистиллятов из различного сырья. Обычно гидрокрекингу подвергают вакуумные и атмосферные газойли, газойли термического и каталитического крекинга, деасфальтизаты и реже мазуты и гудроны с целью производства автомобильных бензинов, реактивных дизельных топлив, сырья для нефти химического синтеза, а иногда сжиженных углеводородных газов (из бензиновых фракций). Водорода при гидрокрекинге расходуется значительно больше, чем при гидроочистки тех же видов сырья.
 Гидрокрекинг осуществляется в одну или две ступени на неподвижном (стационарном) слое катализатора при высоком парциальном давлении водорода. По технологическому оформлению модификации процесса различают преимущественно применяемыми катализаторами. При производстве топливных дистиллятов из прямогонного сырья обычно используют одноступенчатый вариант рециркуляцией остатка, совмещая в реакционной системе гидроочистку, гидрирование и гидрокрекинг. При двухступенчатом процессе гидроочистку и гидрирование сырья проводят в первой ступени, а гидрокрекинг во второй. В этом случае достигается высокая глубина превращения тяжелого сырья.
При выполнении курсового проекта была изучена принципиальная схема установки гидрокрекинга в стационарном слое катализатора. Произведен уточненный и проверочный расчеты теплообменного аппарата, определена поверхность нагрева, выбран тип теплообменного аппарата по каталогу (500ТПГ-2,5-М1-0/25Г-3-2-У-И).
В механическом разделе проведен выбор конструктивных параметров теплообменного аппарата, расчеты толщины стенки корпуса и трубной решетки, выбор фланцевого соединения и прокладки.
Выбран горизонтальный теплообменник с плавающей головкой типа 500ТПГ-2,5-М1-0/25Г-3-2-У-И.


Размер файла: 2,6 Мбайт
Фаил: Упакованные файлы (.zip)

   Скачать

   Добавить в корзину


        Коментариев: 0


Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.

Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! 

От 350 руб. за реферат, низкие цены. Просто заполни форму и всё.

Спеши, предложение ограничено !



Что бы написать комментарий, вам надо войти в аккаунт, либо зарегистрироваться.

Страницу Назад

  Cодержание / Нефтяная промышленность / Горизонтальный теплообменник с плавающей головкой типа 500ТПГ-2,5-М1-0/25Г-3-2-У-И-Курсовая работа-Оборудование транспорта и хранения нефти и газа
Вход в аккаунт:
Войти

Забыли ваш пароль?

Вы еще не зарегистрированы?

Создать новый Аккаунт


Способы оплаты:
UnionPay СБР Ю-Money qiwi Payeer Крипто-валюты Крипто-валюты


И еще более 50 способов оплаты...
Гарантии возврата денег

Как скачать и покупать?

Как скачивать и покупать в картинках


Сайт помощи студентам, без посредников!