Рекомендации и пояснения

Тип конденсатора – парциальный (его модель наиболее близка к реальности).

При выборе спецификаций число степеней свободы должно быть равным 0. Это достигается установкой/снятием галочки «активная» в типе спецификации. Расчёт ведётся до тех пор, пока введенные значения для активных спецификаций не совпадут с рассчитанными в HYSYS. Примерный набор спецификаций показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Закладка "Монитор" окна колонны

Спецификация Distillate Rate – расход нижнего продукта из парциального конденсатора (рекомендуется задать значение 0)

Спецификация Vent Rate – расход верхнего продукта из парциального конденсатора. Это весь отбор продукта.

После ввода всех исходных данных для расчёта, схема изменяется. Так, для входа в окно колонны необходимо сделать двойной клик по одной из точек, показанных на рисунке 3.

При длительном процессе итерационного расчёта следует задуматься над правильностью введённых спецификаций. Причиной также могут являться плохие начальные приближения. Решить проблему можно увеличив максимальное число итераций и поменяв значение шага (окно колонны → вкладка «Параметры» → закладка «Дополнительные»).

Рисунок 3. Вход в окно колонны после ввода всех данных для расчёта

Выбор типа контактного устройства (тарелок) доступен во вкладке «Расчёт» окна колонны, либо в среде колонны (окно тарельчатой секции → вкладка «Расчёт» → закладка «Размеры»).

Выбор конструкции тарелки проводят по следующим показателям:

· производительность,

· эффективность при разных рабочих нагрузках,

· гидравлическое сопротивление

· диапазон нагрузок в условиях высокой эффективности,

· механические и конструкционные характеристики (металлоемкость, простота изготовления, монтажа и ремонта и пр.)

Сравнительная характеристика тарелок различных типов представлена в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика различных типов тарелок

Тарелка	относительная паровая нагрузка (Gn/Lж)	к.п.д. тарелки, %	рабочий диапазон (Gmax/Gmin)	сопротивление тарелки, мм. вод. ст.	возможное расстояние между тарелками, мм	масса, кг/м2
колпачковая			4-5	45-80	400-800
туннельная (желобчатая)	0.7- 0.8		3-4	50-85	400-600
из S-образных элементов	1.1 -1.2		4-5	45-80	400-800
клапанная	1.2 -1.3		5-8	45-60	300-600
ситчатая	1.2 -1.3		4-5	40-60	400-800
струйная	1. – 1.35		3-4.5	40-70	400-600
решетчатая провальная	1.5 -2.0		1.5-2.5	25-40	200-400

Очевидно, что для выбора типа контактного устройства необходимо знать расход жидкости по колонне. Профили расходов доступны в окне колонны на вкладке «Параметры», закладка «Профили».

Расчёт конструктивных размеров ведётся с учетом американско-канадской системы стандартных размеров, поэтому рассчитав диаметр колонны, выбираем ближайший больший, используя ГОСТ 21944-76.

Вывод результатов

Возможны 2 варианта вывода результатов.

Первый – просмотр результатов в окне объекта. Необходимо провести поиск интересующих результатов во вкладках и закладках окна интересующего объекта. Способ подходит, если объём требуемых результатов невелик.

Второй – осуществляется путём создания отчётов. Находим в меню «Инструменты» → «Отчёты». Кликаем кнопку «Создать» и «Добавить таблицу».

Таблицы содержат всевозможные свойства потоков (и тепловые в том числе), операции (расчёт аппарата), профили и т.д. Набор выводимых параметров нужно сформировать.

При формировании таблиц обращаем внимание на их содержание (структура таблиц для объекта полностью соответствует меню объекта в расчётной среде). Добавляем всё, что нам необходимо из предложенного списка и печатаем, либо сохраняем в файл.

Пояснения к таблицам:

Worksheet = рабочая таблица

Conditions = условия

Attachment = приложение

Ход выполнения работы

14. Принять в качестве начальных приближений (минимальное флегмовое число, число тарелок, тарелка питания) результаты, рассчитанные в предыдущих лабораторных работах.

15. С помощью начальных приближений через HYSYS рассчитать профили расходов пара и жидкости, температуры и давления.

2.1 Выбрать уравнения для расчёта свойств.

2.2 Охарактеризовать нефть и разбить её на псевдокомпоненты.

2.3 Инсталлировать нефть в расчётную среду.

2.4 Составить технологическую схему, ввести результаты предварительного расчёта и рассчитать её.

16. На основе полученных профилей по колонне и таблицы 3 выбрать подходящий тип тарелок ректификационной колонны.

17. Пересчитать колонну с учётом выбранного типа контактного устройства.

18. Оформить и защитить отчет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры : справочник / А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. — 3-е изд., стер. — М. : Альянс, 2008. — 752 с.;

2) ГОСТ Р 51313-99 Бензины автомобильные – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2005. – 7 с;

3) ГОСТ Р 52368-2005 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2007. – 8 с;

4) ГОСТ 21944-76 (СТ СЭВ 3029-88) Аппараты колонные стальные. Ряд диамеров. Расстояния между тарелками. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002. – 1 с;

5) Самборская М.А., Технологическое проектирование тарельчатых колонн фракционирования нефти: методические указания к выполнению лабораторных работ / Новиков А.А., – Томск: ТПУ, 2007. – 22 с.

6) Справочное руководство HYSYS, Aspentech, 2002;

7) Иперион Системс Инжиниринг [Электронный ресурс] – режим доступа: http://www.aspentech.ru/ – 2003 – 2007.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ В СРЕДЕ HYSYS

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Основы научных исследований и проектирование», « Технологическое проектирование и типовое оборудование нефтехимических процессов» для студентов направления 240100 «Химическая технология и биотехнология» и специальностей 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» и 240802 «Процессы и аппараты химических производств и химическая кибернетика»

Составители: Вольф Андрей Викторович Самборская Марина Анатольевна

Подписано к печати рег. №35 от 02.03.09 . Формат 60х84/8. Бумага «Классика». Печать RISO. Усл.печ.л. 2,33. Уч.-изд.л. 0,93 Заказ . Тираж экз.
	Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Томский политехнический университет

___________________

«Утверждаю»
Зав. кафедрой ХТТ
___________________	А.В. Кравцов
“_____”		_____________	2009 г.

Н.А. Барамыгина, М.А. Самборская

КОМПЛЕКСНЫЙ ПРОЕКТ

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплинам «Комплексный проект», « Технологическое проектирование и типовое оборудование нефтехимических процессов» для студентов направления 240100 «Химическая технология и биотехнология» и специальностей 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» и 240802 «Процессы и аппараты химических производств и химическая кибернетика»

Издательство
Томского политехнического университета

УДК 663.52

Комплексный проект: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплинам «Комплексный проект», « Технологическое проектирование и типовое оборудование нефтехимических процессов» для студентов направления 240100 «Химическая технология и биотехнология» и специальностей 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» и 240802 «Процессы и аппараты химических производств и химическая кибернетика»/ сост.Н.А. Барамыгина, М. А. Самборская – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 48 с.

Рецензент

доцент кафедры ОХТ Ю.Б. Швалев

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры химической технологии топлива ХТФ

«12» февраля 2008 г.

Зав. кафедрой ХТТ

профессор А. В. Кравцов

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 4

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.. 5

2.1. Расчетно-пояснительная записка. 6

3. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ И КОМПОНОВКИ РПЗ. 9

3.1. Общие требования. 9

3.2.Титульный лист. 11

3.3.Задание на курсовое проектирование. 11

3.4.Содержание. 11

3.5. Правила использования формул и уравнений. 12

3.6. Оформление иллюстраций. 14

3.7. Таблицы.. 16

3.8. Заключение. 18

3.9. Список использованных источников. 18

3.10. Ссылки. 20

3.11. Приложения. 21

4. ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.. 22

4.1. Форматы графической части. 22

4.2. Масштабы.. 23

4.3. Основные надписи. 23

4.4. Оформление чертежей деталей и сборочных чертежей. 24

4.5. Оформление чертежей общего вида. 25

4.6. Спецификация. 26

4.7. Обозначения. 27

5. ПАМЯТКА ВЫПОЛНЯЮЩИМ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ. 29

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, РЕКОМЕНДУЕМОЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 29

6.1. Общие вопросы по расчетам процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности 29

6.2. Расчет аппаратов для массообменных процессов. 30

6.3. Расчет теплообменников. 30

6.4. Расчет трубчатых печей. 30

7. ЛИТЕРАТУРА К ОТДЕЛЬНЫМ ОБЩИМ РАЗДЕЛАМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.. 31

7.1. Справочная литература. 31

7.2. Механический и конструктивный расчеты.. 32

7.3. Контроль и автоматизация процессов. 32

Приложение А.. 33

Приложение Б. 35

Приложение В.. 37

Приложение Г. 42

Приложение Д.. 44

Приложение Е. 45

Приложение Ж.. 47

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование современного химического производства предполагает решение множества сложных и разнообразных задач, связанных с различными отраслями хозяйственной и коммерческой деятельности, с социальными и политическими проблемами, поэтому проектирование - процесс многостадийный. На практике широко используют декомпозицию – разбиение на отдельные подзадачи, решением которых занимаются специалисты. В процессе проектирования химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий выделяют следующие основные направления: технологическое проектирование; проектно-конструкторские разработки; строительное проектирование; составление смет и проектов производства работ.

Технологическое проектирование – это разработка следующих частей проекта: технологической, монтажно-технологической (механико-технологической), контроля и автоматики, теплотехнической, электротехнической, организации труда, технико-экономической.

В рамках технологического проектирования осуществляется проработка регламента на проектирование, анализ технологических схем, расчет балансов, конструктивных параметров аппаратов, технологических режимов, разработка номенклатуры оборудования и его компоновка.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Инженер-технолог современного химического предприятия в своей производственной деятельности занимается вопросами организации управления производством, разработкой технической документации, связанной с технологическим регламентом и проектированием производств. Очевидно, что для успешной реализации указанных функций необходимы достаточно основательные знания технологии и оборудования, а также методик проектного расчета технологического процесса в целом. Кроме того, необходимым является знание и умение работать с соответствующими стандартами, ГОСТами и нормалями. В этом плане определяющая роль при подготовке специалистов в области химической технологии принадлежит курсовому проектированию типового технологического оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Согласно определению СТО ТПУ курсовой проект – это учебная работа, содержащая результаты поставленной задачи по отдельной учебной дисциплине или группе учебных дисциплин, оформленные в виде конструкторских, технологических, программных и других проектных документов.

Целью курсового проекта является самостоятельное выполнение студентами расчета типового для нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств химико-технологического процесса: нагрева и однократного испарения нефтепродуктов в трубчатой печи, многокомпонентной ректификации, реакторных процессов и др. При выполнении курсового проекта студенты осваивают современные методы технологических расчетов с использованием компьютерной техники, знакомятся с действующими стандартами и нормалями, получают навыки работы со специальной и справочной литературой.

Для успешного выполнения курсового проекта необходимы знания других смежных дисциплин: общей неорганической и органической химии, физической химии, высшей математики, прикладной механики, инженерной графики, основ программирования, процессов и аппаратов химической технологии и ряда других дисциплин.

В процессе проектирования перед студентами технического университета ставится серьезная инженерная задача, требующая практически полной самостоятельности и ответственности. Возникающие в процессе проектирования вопросы оперативно решаются на консультациях с преподавателями.

Одной из главных целей выполнения проекта является приобретение студентами навыков по составлению технической документации в соответствии с требованиями действующих стандартов.

При разработке и составлении настоящих методиче­ских указаний были использованы следующие материалы:

Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под. ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983.-272 с.

А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры Справочник. М.: Машиностроение, 1963. – 390 с.

Стандарт организации СТО ТПУ 2.5.01.-2006.

1.ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации. Основные надписи

5. ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам

6. ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы

7. ГОСТ 2.301- 68 Единая система конструкторской документации. Форматы

8. ГОСТ 2.316-68 Единая система конструкторской документации. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц

9. ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Основанием для выполнения курсового проекта является допуск студентов и задание на проектирование, содержащее необходимые исходные данные о назначении установки (аппарата), сведения о перерабатываемых веществах, производительности и технологических параметрах.

Курсовой проект состоит из двух основных частей: расчетно-пояснительной записки (РПЗ) и графического материала.