Реферат
Дипломный проект 76 с., 6 рис., 15 табл., 12 источников, 1 прил.
АБСОРБЦИЯ, НАСАДОЧНЫЙ АБСОРБЕР, ОЧИТКА ГАЗА, ГАЗ РАЗЛОЖЕНИЯ
Объект проектирования – блок абсорбции на установке АВТ-4 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Цель работы – разработка блока очистки газов разложения от кислых компонентов с целью повышения КПД печи и уменьшения затрат на ее ремонт и обслуживание.
В дипломном проекте выполнен технологический расчет абсорбера, включающий материальный и тепловой балансы, определение диаметра и высоты абсорбера, расчет работоспособности разных насадок.
Выполнены расчеты на прочность, расчет толщины обечайки, расчет толщины элиптического днища, расчет фланцевого соединения, расчет опор.
В полном объеме представлен раздел по контрольно-измерительным приборам и средствам автоматизации, раздел по безопасности жизнедеятельности, а также технико-экономические расчеты.
Графическая часть проекта представлена на 10 листах формата А1.
Предлагаемые технические решения могут быть использованы при разработке блока отчистки газа разложения на установке гидрокрекинга в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Технико-экономическими расчетами показана целесообразность принятого технического решения.
Содержание
Введение ………………………………………………………………………………8
1 Технологические расчеты ……………………………………………………….10
1.1 Описание технологической схемы ………………………………………….10
1.2 Исходные данные……………………………………………………………..11
1.3 Материальный баланс абсорбера…………………………………………….12
1.4 Тепловой баланс абсорбера…………………………………………………..14
1.5 Диаметр абсорбера с кольцами Рашига.……………………………………...20
1.6 Плотность орошения и активная поверхность насадки …………………….22
1.7 Коэффициенты массооотдачи……………………………………………...…23
1.8 Поверхность массопередачи и высота абсорбера……………………………25
1.9 Гидравлическое сопротивление насадки…………………………………….26
1.10 Диаметр абсорбера с кольцами Палля………………………………………27
1.11 Плотность орошения и активная поверхность насадки …………………..29
1.12 Коэффициенты массооотдачи………………………………………….....…30
1.13 Гидравлическое сопротивление насадки…………………………………...32
2 Прочностные расчеты…………………………………………………………….33
2.1 Расчет корпуса на прочность…………………………………………………33
2.2 Расчет толщины элиптического днища……………………………………...35
2.3 Расчет укрепления отверстий…………………………………………………37
2.4 Расчет фланцевого соединения……………...………………………………..39
2.5 Конструктивные размеры фланца………………………………………..…..41
2.6 Нагрузки действующие на фланец……………………………………...……44
2.7 Проверка прочности и гермитичности соединений…………………………47
2.8 Расчет опорной обечайки……………………………………………………..50
2.9 Расчет опорной обечайки для рабочих условий……………………………..53
2.10 Расчет опорной обечайки при условии гидроиспытаний………………….55
3 Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации…………..…57
3.1 Характеристика объекта автоматизации………………………………….….58
3.2 Технология очистки углеводородного газа низкого давления……………..59
3.3 Выбор средств автоматизации…………………………………………….….60
4 Безопасность жизнедеятельности……………………………………………..…62
4.1 Цели и задачи………………………………………………………………….63
4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов,
воздействующих на работающего………………………………………….........64
4.3 Опасные и вредные факторы, действующие на работающего…………..…65
4.4 Источники проявления опасных и вредных производственных
Факторов…………………………………………………………………………...71
4.5 Характер воздействия источников опасности на работающего………….....72
4.6 Анализ существующих на данный момент средств защиты
работающих от каждого рассматриваемого фактора…………………………...75
4.7 Оценка безопасности рабочего места……………………………………..….77
4.8 Анализ безопасности работающего по условиям труда……………………79
4.9 Вывод…………………………………………………………………………..80
5 Технико-экономические расчеты………………………………………………...81
5.1 Обоснование инвестиционных затрат в разработку проекта очистки газов разложения на установке АВТ-4ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»…….81
5.2 Расчет эффективности инвестиций в разработку проекта блока очистки газов разложения на установке АВТ-4 в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» ……………………………………………………………………………………...87
5.3 Экономическая оценка рискованности инвестиций в разработку проекта очистки газов разложения на установке АВТ-4 в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»……………………………………………………….……91
Заключение ………………………………………………………………………..93
Список использованных источников ……………………………………………94
Приложение А (обязательное) графическая часть …………………….………..95
Введение
Установка АВТ-4 типа А-12/6, предназначена для первичной переработки нефти. Генеральный проектировщик институт «Азгипронефтехим» (бывший
Гипроазнефть).
Год ввода установки в эксплуатацию 1967, проектная производительность
3000 тыс. тонн обессоленной нефти в год.
Технологическая схема установки включает следующие технологические блоки:
- атмосферная перегонка обессоленной и обезвоженной нефти, включающей в себя:
- предварительный нагрев обессоленной нефти в теплообменниках за счет тепла отходящих фракций, циркулирующих орошений;
- фракционирование нагретой в теплообменниках нефти в первой
ректификационной колонне К-1а с целью отбензинивания нефти;
- нагрев полуотбензиненной нефти в трубчатой печи П-1/П-2 с последующим фракционированием во второй ректификационной колонне К-2 с получением верхнего продукта – бензина прямогонного, боковых погонов- фракции прямогонной для производства РТ, топлива дизельного прямогонного, атмосферного газойля и атмосферного остатка - мазута;
- вакуумная перегонка мазута, включающая в себя:
- нагрев мазута в печи П-403;
- фракционирование мазута в вакуумной колонне К-5 с получением
боковых погонов - вакуумного дизельного топлива, легкого вакуумного
газойля, тяжелого вакуумного газойля, слопа и гудрона;
- стабилизация бензина в стабилизационной колонне К-4 с получением
пропан-бутановой фракции - рефлюкса стабилизации;
- вторичная перегонка широкой бензиновой фракции на узкие фракции в колоннах К-8 и К-10;
- блок абсорбции жирного газа.
Тема дипломного проекта – разработка блока очистки газов разложения на установке АВТ-4 в ООО «ЛУКОЙЛ – Пермнефтеоргсинтез» с целью уменьшения затрат на ремонт и замену рекуператоров и повышения КПД печи.
В данной работе оценивается целесообразность очистки газов разложения от сероводорода.
Параметры процесса очистки газа разложения от кислых компонентов взяты непосредственно с установки АВТ-4, на которой рассматривается возможность создания блока очистки. Недостающие данные предоставлены опытно исследовательским цехом.
Выполненные в данном проекте технико-экономические расчеты рассматривают эффект от очистки газа и снижения затрат ремон и замену рекуператоров.
Проверка на работающей установке при соответствующем контроле и проведении полных лабораторных анализов также может определить целесообразность данных изменений и позволит отработать технологию при измененной схеме, но требует выведения установки со стационарного режима с возможным получением некондиционного продукта.
Технологический расчет
1.1 Описание технологической схемы [1]
Очистка газа разложения
Газ разложения из емкости F-406 направляется в абсорбер А-1. в случае превышения давления в емкости предусмотрена возможность сброса газа на факел. В верхней части абсорбера А-1 находится распределительная тарелка ТСН-3.
В абсорбере А-1 газ разложения проходит очистку от сероводорода 15% водным раствором МЭА. Раствор МЭА подается в верхнюю часть А-1.
Очищенный от сероводорода газ разложения поступает в отбойник FA-1, где отделяется от унесённого амина.
Насыщенный амин с низа колонны и из отбойника FA-1 поступает в блок регенерации.
Исходные данные
| Состав газового сырья абсорбера: |
| Состав регенерированного водного раствора моноэтаноламина: |
| 1.3 Материальный баланс абсорбера[2] |
| Расход метана, этана, сероводорода в очищенном газе, м3/ч |
| растворимость метана в воде |
| Количество метана и этана, растворившиеся в единицу времени, равны, м3/ч |
| растворимость этана в воде |
| объемный расход воды в водном растворе МЭА, м3/ч |
| Расход газов поглощенный МЭА, кг/ч |
| кол-во неочищенного газа, кг/ч |
| кол-во очищенного газа, кг/ч |
| расход газа поглощенного МЭА кг/ч |
| Расход насыщенного кислыми компонентами водного раствора МЭА, кг/ч |
| Поток поступающий в абсорбер |
| Поток выводимый из абсорбера |
| 1.4 Тепловой баланс абсорбера [2] |
| Количество тепла вносимого газовым сырьем при t=54.4 C |
| Энтальпия идеального газа для каждого компонента, кДж/кг |
| Содержание компонентов, масс. доли |
| Энтальпия идеальной газовой смеси, кДж/кг |
| Универсальная газовая постоянная, кДж/(кмоль*К) |
| Средняя мольная масса газа поступающего в аппарат |
| Псевдокритическое давление газа поступающего в аппарат |
| Псевдокритическая температура газа поступающего в аппарат |
| Фактор ацентричности смеси |
| Поправка на давление при энтальпии |
| Поправка на давление при энтальпии |
| Поправка на давление, кДж/кг |
| Энтальпия газовой смеси, кДж/кг |
| Количество тепла вносимого в аппарат при t=54 С, кВт |
| Теплоемкость МЭА, кДж/(кг*С) |
| Энтальпия регенерированного раствора МЭА, кДж/кг |
| Приход тепла с регенерированным МЭА, кВт |
| Теплота хемосорбции H2S, кДж/кг |
| Кол-во тепла выделяемого при абсорбции H2S, кВт |
| Количество тепла вносимого газовым сырьем при t=62 C |
(1.22)
(1.28)
| Энтальпия идеального газа для каждого компонента, кДж/кг |
| Содержание компонентов, масс. доли |
| Энтальпия идеальной газовой смеси, кДж/кг |
| Средняя мольная масса газа поступающего в аппарат |
| Псевдокритическое давление газа поступающего в аппарат |
| Псевдокритическая температура газа поступающего в аппарат |
| Фактор ацентричности смеси |
| Поправка на давление при энтальпии |
| Поправка на давление при энтальпии |
| Поправка на давление, кДж/кг |
| Энтальпия регенерированного раствора МЭА, кДж/кг |
| Энтальпия газовой смеси, кДж/кг |
| Количество тепла уходящего из аппарат при t=62 С, кВт |
| Приход тепла с регенерированным МЭА, кВт |
| Расход тепла с насыщенным абсорбентом, кВт |
| Температура насыщенного абсорбента, С |
| 1.5 Диаметр абсорбера с кольцами Рашига [2] |
| Для колец Рашига 10x10x1.5 |
| удельная поверхность, м2/м3 |
| вязкость МЭА при 20 С, Па*с |
| Принимаем w равную 0.5 от wпр |
| действительная скорость газа в аппарате |
| действительная скорость газа в абсорбере, м/с |
| 1.6 Плотность орошения и активная поверхность насадки |
| площадь поперечного сечения абсорбера, м2 |
| плотность орошения, м3/(с*м2) |
| минимальная эффективная плотность орошения, м3/(с*м2) |
| Коэффициент смачиваемости насадки |
| поверхностно натяжение, мН/м |
| Активная поверхность насадки |
| 1.7 Коэффициенты массоотдачи |
