Министерство образования и науки РоссииФедеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования«Казанский национальный исследовательскийтехнологический университет» Контрольная работа по дисциплине«Основы инженерных расчетов»Вариант 19Выполнил студент заочного отделенияАлександрова Лиана Группа № 4193-42Казань, 2023г.

1. 
   Расчет давления в ректификационной колонне и блоке конденсации верхнего продукта.
   

При принятых значениях флегмового числа, числа и типа тарелок на экономические показатели процессов перегонки наибольшее влияние оказывают давление и температурный режим в колонне. Оба эти рабочих параметра тесно взаимосвязаны: нельзя оптимизировать, например, только давление без учета требуемого температурного режима и наоборот.  При оптимизации технологических параметров колонн ректификации целесообразно выбрать такие значения давления и температуры, которые:

1. 
   обеспечивают состояние разделяемой системы, далекое от критического (иначе нельзя реализовать процесс ректификации), и возможно большее значение коэффициента относительной летучести;
   
2. 
   исключают возможность термодеструктивного разложения сырья и продуктов перегонки или кристаллизации их в аппаратах и коммуникациях;
   
3. 
   позволяют использовать дешевые и доступные хладоагенты для конденсации паров ректификата (вода, воздух) и теплоносители для нагрева и испарения кубовой жидкости (например, водяной пар высокого давления), а также уменьшить требуемые поверхности холодильников, конденсаторов, теплообменников и кипятильников;
   
4. 
   обеспечивают нормальную работу аппаратов и процессов, связанных с колонной ректификации с материальными и тепловыми потоками;
   
5. 
   обеспечивают оптимальный уровень по удельной производительности, капитальным и эксплуатационным затратам.
   

  По величине давления колонны ректификации, применяемые на промышленных установках перегонки нефтяного сырья, можно подразделить на следующие типы:

---

• 
  атмосферные, работающие при давлении несколько выше атмосферного (0,1…0,2 МПа), применяемые при перегонке стабилизированных или отбензиненных нефтей на топливные фракции и мазут;
  
• 
  вакуумные (глубоковакуумные), работающие под вакуумом (или глубоким вакуумом) при остаточном давлении в зоне питания (≈ 100 и 30 гПа соответственно), предназначенные для фракционирования мазута на вакуумный (глубоковакуумный) газойль или узкие масляные фракции и гудрон;
  
• 
  колонны, работающие под повышенным давлением (1…4 МПа), применяемые при стабилизации или отбензинивании нефтей, стабилизации газовых бензинов, бензинов перегонки нефти и вторичных процессов и фракционировании нефтезаводских или попутных нефтяных газов.
  

  Повышение или понижение давления в ректификационной колонне сопровождается, как правило, соответствующим повышением или понижением температурного режима. Так, для получения в качестверектификата пропана требуемая температура верха колонны при давлениях 0,1 и 1,8 МПа составит соответственно –42 и +55 °С. Предпочтительность второго варианта ректификации очевидна, поскольку повышенное давление позволяет использовать для конденсации паров пропана воду, а не специальные хладоагенты и дорогостоящие низкотемпературные системы охлаждения. Перегонка, например, под вакуумом позволяет осуществить отбор без заметного разложения фракций нефти, выкипающих при температурах, превышающих температуру нагрева сырья более чем на 100…150 °С.Давление насыщенных паров индивидуальных углеводородов и воды рассчитывается по формуле Антуана, ата:где А, B, C – константы Антуана; Т – температура, при которой определяются Р_i, КДля каждого компонента эмпирические регрессионные коэффициенты А,В,С приводится в справочных таблицах. Давление насыщенных паров фракций рассчитывается по формуле Ашворта, атм.:где:Т – температура при которой определяется давление, К; Т₀ – средняя температура кипения фракции, К.Давление в верхней части колонны принимается на основе данных производства. Задаются температурой верха, при которой уравнение паровой фазы равно единице.

---

Давление в низу колонны принимается с учетом перепада давления. Задаются температурой низа колонны, при которой уравнение жидкой фазы равно единице. Это определяется методом постепенного приближения.2 Насосы для перекачки нефти и нефтепродуктов. Типы насосов. Расчеты насосов.Насосы для нефтепродуктов предназначены для перекачки мазута, пластовой воды с примесями, высоковязких жидкостей и отличаются способностью работать в специфических условиях. К таким условиям относятся широкий диапазон рабочих температур, давлений, способность осуществлять перекачивание нефти со значительных глубин и функционировать в самых разных климатических средах.Конструкционные модификации делают нефтяные насосы пригодными для использования не только для использования в такой сфере как перекачка нефти, но и в системах подачи топлива, масла, при перекачке буровых вод и шламов, а также как аварийные насосы.Насосы для нефтепродуктов способны перекачивать как нефть, так и следующие среды:

• 
  Сжиженные газы
  
• 
  Бензин, бензол
  
• 
  Битум
  
• 
  Шламовые воды
  
• 
  Канализационные стоки
  
• 
  Мазут
  
• 
  Парафин
  
• 
  Питьевую, пластовую, техническую и промывную воду
  
• 
  Пропан, этан
  
• 
  Серу
  

Некоторые из этих сред агрессивны или коррозийны, поэтому проточная часть насосов для нефтепродуктов изготавливается из стойких к этим воздействиям веществ (титан, нержавеющая сталь). Кроме этого, торцевые уплотнения насосов являются либо промывными, либо имеют особую конструкцию для защиты от твердых включений.Нефтяные насосы адаптированы для работы с высоковязкими веществами (до 2000 сСт), поэтому способны перекачивать битумы и гудрон.Общие особенности насосов, функцией которых являются перекачка и переработка нефти - это:

• 
  Взрывозащищенность
  
• 
  Специфичные материалы / конструкция торцевого уплотнения (или возможность его промывки)
  
• 
  Одинарные или двойные торцовые уплотнения в зависимости от температуры перекачки нефтепродуктов
  
• 
  Насосы для нефтепродуктов имеют стальную проточную часть (сталь углеродистая, хромистая, легированная и пр.)
  
• 
  Особые материалы для установки и использования насоса вне помещений
  

Широкий перечень моделей позволяет выбрать подходящий насос для определенных эксплуатационных условий. Для работы с продукцией, полученной в результате переработки нефти, используют центробежные, шестеренные и поршневые насосы.

---

Шестеренные насосы для нефтепродуктовтакие модели предназначены для передачи сред повышенной вязкости, чаще всего – больших объемов темных нефтепродуктов.Преимущества шестеренных моделей:

• 
  высокая производительность;
  
• 
  равномерная перекачка;
  
• 
  способность работать с высоковязкими средами в условиях повышенных температур – до +80°C;
  
• 
  невысокие требования к чистоте перекачиваемых сред;
  
• 
  компактная конструкция.
  

Минусами шестеренных насосов являются: относительно невысокий кпд, значительный уровень шума при функционировании, быстрый износ опор шестеренных колес.Поршневые насосы – конструктивные отличияПоршневые насосные агрегаты, предназначенные для транспортировки нефтепродуктов, имеют много общего с шестеренными аналогами. Основное отличие – присутствие дополнительных клапанов – всасывающих и нагнетательных. Оборудование востребовано для работы вязкими нефтепродуктами под высоким давлением, но существует серьезное ограничение по их применению – неравномерность подачи, что требует частого проведения техобслуживания трущихся частей и прокладок между ними.Центробежные насосы – наиболее популярный вариант для перекачки нефтепродуктовЭто наиболее популярное насосное оборудование востребовано для работы с очищенными жидкостями, которые фильтруются до начала перекачки или в ее процессе. Оно используется для доставки по трубопроводу воды с различными характеристиками, кислотных и щелочных сред, сжиженного газа, концентрированных и других нефтепродуктов.Преимущества его применения:

• 
  самый высокий коэффициент полезного действия;
  
• 
  экономное энергопотребление при функционировании;
  
• 
  равномерный напор на выходе;
  
• 
  возможность выкачки жидкости с больших глубин – скважин, подземных резервуаров;
  
• 
  возможность регулировать поток;
  
• 
  сохранение работоспособности при работе с высокотемпературными средами – до +400°C;
  
• 
  способность работать с жидкими средами, содержащими твердые примеси.
  

На АЗС для транспортировки бензина, летнего и зимнего, в том числе арктического, дизтоплива, технического спирта и керосина востребованы модели КМН, обладающие следующими техническими характеристиками:

• 
  допустимый температурный диапазон: -40…+50°C;
  
• 
  максимальный диаметр твердых примесей – 0,2 мм;
  
• 
  наибольшая допустимая концентрации твердых примесей – 0,2%.
  

---

Насосные агрегаты ряда КМН, благодаря длительному рабочему периоду, простоте эксплуатации и обслуживания, взрывозащищенному двигателю, широко востребованы на современных АЗС, энергетических предприятиях, аэропортах, производственных объектах различного назначения. При соблюдении технологических правил при эксплуатации насосы КМН обеспечивают высокую производительность и безотказное функционирование в течение длительного периода.Виды насосов для перекачки топлива и других нефтепродуктов по месту установкиПо этому признаку насосное оборудование разделяют на поверхностное и погружное. Погружные модели полностью заглубляются в среду, что обеспечивает возможность откачивать жидкости с нижних уровней резервуара или скважины. Такие агрегаты востребованы в ситуациях, если необходимо откачивать нефтепродукты из цистерн или подземных резервуаров, вести работы в условиях высокого вакуума.Несмотря на многообразие машин для перекачки жидкостей и газов, можно выделить ряд основных параметров, характеризующих их работу: производительность, потребляемая мощность и напор.Производительность (подача, расход) – объем среды, перекачиваемый насосом в единицу времени. Обозначается буквой Q и имеет размерность м³/час, л/сек, и т.д. В величину расхода входит только фактический объем перемещаемой жидкости без учета обратных утечек. Отношение теоретического и фактического расходов выражается величиной объемного коэффициента полезного действия:Однако в современных насосах, благодаря надежной герметизации трубопроводов и соединений, фактическая производительность совпадает с теоретической. В большинстве случаев подбор насоса идет под конкретную систему трубопроводов, и величина расхода задается заранее.Напор – энергия, сообщаемая насосом перекачиваемой среде, отнесенная к единице массы перекачиваемой среды. Обозначается буквой H и имеет размерность метры. Стоит уточнить, что напор не является геометрической характеристикой и не является высотой, на которую насос может поднять перекачиваемую среду.Потребляемая мощность (мощность на валу) – мощность, потребляемая насосом при работе. Потребляемая мощность отличается от полезной мощности насоса, которая затрачивается непосредственно на сообщение энергии перекачиваемой среде. Часть потребляемой мощности может теряться из-за протечек, трения в подшипниках и т.д. Коэффициент полезного действия определяет соотношение между этими величинами.

---

Смотрите также файлы

• А. В. Маслихи.docx

• Определите из предложенного списка свойства человека, которые обусловлены социальными и биологическими факторами. Занесите их в соответствующую группу в таблице.docx

• Аскер Алмажан Орыс тілді мектептерде 24 жне 57 сыныптар шін аза тіліне арналан тапсырмалар жинаы.docx

• Экономическое развитие стран Западной Европы в раннее новое время.docx

• Екатерина ii исторический портрет.docx