Технологическое оборудование установки рекуперации паров бензина-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа

Технологическое оборудование установки рекуперации паров бензина-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа
Дипломный проект содержит 146 с. машинописного текста, 22 иллю-страций, 38 таблиц, 117 формул, 30 использованных источников.
РЕЗИНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ, РЕКУПЕРАЦИЯ, АДСОРБ-ЦИЯ, КОЛОННЫЙ АППАРАТ, ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, ЦЕН-ТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, ПРОЧНОСТЬ АППАРАТА, ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА..
Объектом проектирования явились колонна К-119, теплообменный ап-парат Т-115, центробежный насос Н-114 установки рекуперации бензина.
Цель дипломного проекта заключалась в конструировании и расчете колонного, теплообменного аппарата и центробежного насоса, а также в модернизации абсорбера.
При выполнении дипломного проекта применялись нормы и методы расчета сварных сосудов и аппаратов.
В результате выполнения дипломного проекта осуществлен литера-турный обзор, на основании которого был обоснован проект модернизации колонного аппарата, произведены технологические и механические расчеты, а также выбор и конструирование основных элементов абсорбера, теплооб-менного аппарата и центробежного насоса.
Разработаны рабочие чертежи объектов конструирования.
Рассмотрены вопросы, связанные с безопасностью и экологичностью процесса рекуперации бензина при эксплуатации.
Проведены экономические расчёты, которые показали, что в резуль-тате модернизации колонного аппарата ожидается получение экономиче-ского эффекта 359 472 руб. за счет увеличения эффективности работы ко-лонного аппарата минимум на 10%.

2 Технологический раздел

2.1 Описание схемы технологического процесса

Газоочистная установка состоит из двух самостоятельных ниток: очистки газовых выбросов от смеси паров бензина и этилацетата, очистки газовых выбросов от паров бензина.
По технологическим процессам установка разделена на следующие узлы:
- узел газоочистки, включающий 10 адсорберов, в которых осу-ществляется очистка газовых выбросов от смеси этилацетата и бензина (в 5 адсорберах) и от бензина (в 5 адсорберах) с последующим извлечением поглощенного углем продукта водным паром;
- узел рекуперации бензина с этилацетатом, где в теплообменниках-конденсаторах осуществляется конденсация и охлаждение рекуперата, по-ступающего из адсорберов, разделение его на водный и органический слои в сепараторе, отгонка растворенного этилацетата из водного слоя в отгон-ном кубе и испарение сточных вод в выпарном аппарате с получением вторичного пара на десорбцию;
- узел рекуперации бензина, где осуществляются процессы, аналогич-ные вышеописанным, исключая стадию отгонки;
- узел ректификации, где осуществляется осушка смеси этилацетата с бензином;
- узел перегрузки угля, включающий оборудования для сбора, просе-ивания, транспортировки угля и улавливания угольной пыли.
В данном дипломном проекте рассматривается узел ректификации, поэтому далее приведено описание технологического процесса данного узла.

Пары рекуперата (воды, этилацетата и бензина) из адсорбера А1041-5 в течение первой десорбции направляются в теплообменники-кондесаторы Т1061-2 – вертикальные кожухотрубчатые аппараты, где происходит кон-денсация паров и охлаждение конденсата до температуры 30-35 оС, кото-рая автоматически регулируется подачей воды в трубное пространство теплообменника. Технологическая схема узла ректификации установки ре-куперации представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 –Технологическая схема узла ректификации

Сконденсированный и охлажденный десорбат из теплообменников Т1061-2 самотеком поступает в сепаратор Е110.
Объем сепаратора рассчитан на время расслаивания 40-60 минут.
Из емкости Е112 водный слой перед каждой последующей десорбци-ей сливается в отгонный куб Е105.
При последующих десорбциях в каждом аппарате пары рекуперата в течение первых 5-15 минут до полного вытеснения воздуха из адсорбера направляются в теплообменники Т1061-2, а затем их подача дистанционно переключается на отгонный куб Е105 для отгонки этилацетата из его вод-ного 5%-го раствора. В процессе отгонки пары этилацетата с бензином и воды из отгонного куба поступают в теплообменники Т1261-2, и далее про-цесс охлаждения и разделения осуществляется аналогично ранее описан-ному.
По окончании десорбции заканчивается и отгонка этилацетата в от-гонном кубе.
Общая продолжительность каждого цикла работы отгонного куба составляет 2 часа, в том числе: опорожнение – 15-25 минут, заполнение – 15-25 минут, отгонка этилацетата – 45-60 минут.
Сточная вода с остаточным содержанием этилацетата 0,1% после предварительного анализа сливается из отгонного куба в емкость сточных вод Е122, куда самотеком из емкости Е128 после каждой десорбции пода-ется 5%-й раствор кальцинированной соды для нейтрализации уксусной кислоты.
После нейтрализации сточные воды насосом Н1231-2 (один рабочий, один резервный) подаются в выпарной аппарат Т126 для получения вто-ричного пара на десорбцию.
Верхний, органический слой, содержащий 99% смеси этилацетата с бензином, из сепаратора самотеком сливается в емкость Е111. Из емкости органический слой в количестве 528,82 кг/ч (0,65 м3/ч) насосом Н1141-2 по-дается на обезвоживание в отгонную колонну К119.
При недостаточно эффективной отгонке органики возможна предва-рительная подача острого пара в отгонный куб сразу же по окончании его заполнения исходной смесью до начала подачи пара в адсорберы или од-новременно с ней (во время сброса воздуха из адсорбера через теплооб-менники-конденсаторы).
При нарушении режима существует опасность попадания бензина в емкость Е122, откуда затем в выпарной аппарат и далее с вторичным па-ром на уголь адсорберов, что повышает взрывоопасность системы. Вслед-ствие разницы удельных весов воды и бензина, последний будет всплывать наверх, образуя бензиновую пленку на поверхности жидкости.
Обьектами изучения в дипломном проекте явились:
- колонный аппарат К-119;
- теплообменный аппарат Т-115;
- насос Н-114.
Далее приведены технологические расчёты данного оборудования.
2.1.1 Устройство колонного аппарата и массообменных устройств.
Ректификационными колоннами называют вертикальные цилиндри-ческие аппараты, предназначенные для четкого разделения смеси двух взаимно растворимых жидкостей с получением целевых продуктов требу-емой концентрации. Такое разделение обеспечивается в результате процес-са ректификации, под которым понимают двусторонний массообмен меж-ду двумя фазами растворов, одна из которых паровая, другая - жидкая. Диффузионный процесс разделения жидкостей ректификацией возможен при условии, что температуры кипения жидкостей различны.
Для осуществления диффузии пары и жидкости должны как можно лучше контактировать между собой, двигаясь в ректификационной колон-не навстречу друг другу: жидкость под собственным весим сверху вниз, пары - снизу вверх.
Из свойств равновесной системы известно, что при контактировании неравновесных паровой и жидкой фаз система стремится к состоянию рав-новесия в результате массообмена и теплообмена между этими фазами.
Краткая характеристика ректификационной колонны К-119 пред-ставлена в таблице 2.1.
Для протекания ректификации необходимо, чтобы контактируемые жидкость и пары при одном и том же давлении не были равновесными. Иными словами, нужно, чтобы температура жидкости была обязательно ниже температуры паров.
В результате противотечного контактирования паровая фаза обога-щается низкокипящими компонентами, а жидкая – высококипящими.
В данной работе рассматривается ректификационная колонна К-119 установки рекуперации бензина.

В данном дипломном проекте был модернизирован колонный аппа-рат путём замены устаревших насадок на более усовершенствованные ре-гулярные насадки фирмы Зульцер, а так же произведена замена решётча-тых тарелок на решётки под насадку. Произведены проверочные расчёты колонного и теплообменного аппаратов, а так же расчёты на прочность корпуса колонного аппарата и опорной обечайки.
В процессе расчета и конструирования аппаратуры были изучены ГОСТы, ОСТы, ТУ, РТМ и другие нормативно-технические материалы. При этом результаты расчета во многом определяются конструктивными решениями и материальным оформлением аппарата.