Вакуумная колонна из блока гидрокрекинга-Курсовая работа-Машины и аппараты нефтехимических производств

Вакуумная колонна из блока гидрокрекинга-Курсовая работа-Машины и аппараты нефтехимических производств
РЕФЕРАТ

Курсовой проект 96 с. машинописного текста, 22 иллюстрации, 44 таблиц, 7 использованных источников.
УСТАНОВКА ГИДРОКРЕКИНГА, ВАКУУМНАЯ КОЛОННА, ТАРЕЛКИ РЕШЕТЧАТЫЕ.
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 были приобретены навыки целенаправленно работать с учебной, научно-технической и справочной литературой, каталогами промышленного оборудования, технологическими регламентами, стандартами и другими нормативно-техническими документами.
В данной работе объектом проектирования явилась вакуумная колонна из блока гидрокрекинга.








ВВЕДЕНИЕ
Для осуществления современных технологических процессов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности требуются высокоэффективные аппараты, к которым предъявляются высокие требования по экономичности, надежности, технологичности и эргономичности. На основе выбора вида и принципиальной конструкции аппарата, его основных размеров и рабочих условий производятся расчеты на прочность, как корпуса, так и его составных элементов. При этом результаты расчета во многом определяются конструктивными решениями и материальным оформлением аппарата.
Таким образом, основная цель данного курсового проекта: сконструировать колонный аппарат таким образом, чтобы обеспечивалась его прочность и устойчивость при суммарном воздействии нагрузок.
В данной работе рассмотрены вопросы, связанные с проектированием и расчетом на прочность и устойчивость вакуумного колонного аппарата
1 Цели и задачи курсового проектирования

Основными задачами дисциплины «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли» является формирование у студентов навыков в области конструирования и расчета аппаратов нефтепереработки, обучении студентов применению полученных знаний на практике.
Цель курсового проекта заключается в расширении и углублении практических знаний при изучении дисциплин «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли», приобрести навыки целенаправленно работать с учебной, научно-технической и справочной литературой, каталогами промышленного оборудования, технологическими регламентами, стандартами и другими нормативно-техническими документами.
Основными задачами курсового проектирования являются:
- научиться применять теоретические знания при решении практических задач, связанных с расчетом и конструированием оборудования;
- формирование навыков применения справочной и нормативной литературы;
- изучение технологии процесса и химизм реакций, происходящих в данном оборудовании;
- изучение современных методов конструирования аппаратов нефтепереработки с помощью ЭВМ;
- ознакомление с назначением, принципом действия и устройством конструируемого оборудования;
- оптимально спроектировать рассматриваемый колонный аппарат;
- расчет на прочность и проверку на прочность аппарата;
- произвести расчет аппарата колонного типа от ветровых нагрузок (выбор расчетной схемы, определение веса колонного аппарата и осевой сжимающей силы, определение ветровых и сейсмических нагрузок, проверка на прочность и устойчивость, выбор стандартной опоры и т.д.).


2 Безопасность и экологичность проекта

Технологическая схема секции вакуумной перегонки мазута определена свойствами перерабатываемого сырья и требованиями к вырабатываемой продукции — легкого и тяжелого вакуумного газойля (ЛВГ и ТВГ) — сырья гидрокрекинга, а также вакуумного остатка — сырья висбрекинга. В связи с этим принята одноколонная схема вакуумной перегонки мазута с четырьмя боковыми отводами и подачей водяного пара в низ колонны.
В отгонной части используются решетчатые тарелки, обеспечивающие высокую степень контакта мазута и отпаривающихся паров. Вакуумная колонна в концентрационной и отгонной части имеет двойной диаметр — 4200 мм и 2600 мм соответственно. Высота колонны 17 м.
Безопасность - отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба
Экологичность - качество чего-либо, отражающее его способность не наносить вреда окружающей природе.
Взрывозащита - меры, обеспечивающие взрывобезопасность оборудования для работы во взрывоопасных средах, процессов его производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации
Вещество Горючесть, воспламеняемость ПДК,
мг/м3 Класс опасности
   
Мазут ГГ 300 3
Гудрон ГГ 100 3






3 Конструирование колонного аппарата

Цель раздела: сконструировать колонну вакуумной перегонки.
Задачи, решаемые при выполнении данного раздела:
- изучение устройства и принципа действия колонного аппарата (КА);
- выбор типа корпуса, днищ, опорной обечайки;
- размещение по высоте корпуса колонного аппарата люков, массообменных устройств (тарелок), обслуживающих площадок и других элементов колонных аппаратов;
- разработка эскизного проекта колонного аппарата.

3.1 Назначение и схема обвязки колонного аппарата

Атмосферный остаток, поступающий с установок первичной переработки нефти, разделяется на два потока, подогревается в теплообменниках Т-1/1, Т-1/2 теплом легкого вакуумного газойля, в Т-2/1, Т-2/2 — теплом тяжелого вакуумного газойля и поступает в емкость Е-1, которая изолирована от атмосферы и связана с топливной и факельной системами (рисунок 1). Предварительно подогретое сырье, насосом Н-1 подается двумя потоками через теплообменники Т-3/1+Т-7/1, Т-3/2-Т-7/2 соответственно, где нагревается теплом легкого вакуумного газойля (Т-3/1, 2), тяжелого вакуумного газойля (Т-4/1, 2; Т-6/1, 2) и вакуумного остатка (Т-5/1, 2; Т-7/1, 2). Далее атмосферный остаток двумя параллельными потоками подается в печи П-1 и П-2 для окончательного нагрева перед входом в вакуумную колонну.
Вакуумные печи, каждая тепловой мощностью 125,7 кДж/ч, для утилизации тепла отходящих газов и повышения КПД оснащены расположенными в конвекционных секциях системами выработки и перегрева пара низкого и среднего давления. Тепло уходящих после пароперегревателей дымовых газов используется для нагрева воздуха, подаваемого в печь к форсункам для сжига-ния топлива. В зависимости от расхода потока сырья в каждую печь во избежание повышенного коксообразования в радиантных трубах в каждый поток подается водяной пар, что способствует турбулизации потока и повышению его скорости. Подача пара производится через клапаны KP_1 и КР2. Нагретый до 410-420°С атмосферный остаток также двумя потоками направляется в эвапорационное пространство вакуумной колонны К-1.
В состав блока вакуумной перегонки входит соответствующее количество теплообменной аппаратуры для утилизации тепла отходящих продуктов и предварительного нагрева поступающего сырья, две печи для нагрева мазута до температуры 420-425°С
Основные характеристики установки и колонного аппарата приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Основные характеристики установки и колонного аппарата
Параметр Значение
Название установки Вакуумная колонна
Название аппарата Колонна вторичной перегонки
Назначение аппарата Для получения гудрона
Сырье, проступающее в колонну  Мазут
Продукт, получаемый в колонне  Гудрон

Схема обвязки колонны вторичной перегонки представлена на рисунке 3.1.

ВЫВОДЫ

В ходе выполнения 5 раздела мы разработали расчётную схему аппарата, определили количество участков z=2 и их параметры, определили период собственных колебаний, ветровые нагрузки на каждом участке для трех расчетных условий, изгибающие моменты в каждом из расчетных сечений, осевые сжимающие усилия для трёх условий. Провели проверку прочности стенки корпуса колонного аппарата в сечении Г-Г, т. е. в поперечном сечении, где корпус присоединяется к опорной обечайке, под суммарным воздействием Ррас, F и Мυ , выбрали 3 тип опоры и определили все размеры опорного узла. Произвели проверку прочности сварного шва в сечении Г-Г под суммарным воздействием F и Мυ для рабочих условий и условий монтажа, провели расчет элементов опорного узла для υ = 1; 2.
Оказалось, что толщина стенки, рассчитанная при воздействии только внутреннего избыточного давления, проходит по условиям прочности и устойчивости и при суммарном воздействии трёх нагрузок: изгибающего момента, осевой сжимающей силы и соответственно наружного давления.