Файл: 1. Описание поточной схемы нефтеперерабатывающего завода Материальные балансы установок и нпз в целом.docx
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 140
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Давление на 25-ой тарелке отвода дизельной фракции, исходя из предположения о равномерном перепаде давлений между соседними тарелками в 5-10 мм рт. ст. , возьмем 5 мм = 0,00066 МПа:
Определим температуру вывода дизельной фракции 230-350°С:
Давление на 15-ой тарелке отвода фракции, исходя из предположения о равномерном перепаде давлений между соседними тарелками в 5-10 мм рт. ст., возьмем 5 мм = 0,00066 МПа:
Парциальное давление ДТЛ:
Температура вывода дизельной фракции из колонны К-2 соответствует температуре 0 %-ого отгона по кривой ОИ, построенной при Рd = 0,125 МПа и составляет:
Температуру ДТ на выходе из отпарной колонны принимают на 20°С ниже температуры жидкости на входе в стриппинг-секцию, то есть:
250-20=230°С
4.5 Тепловой баланс колонны К-2
В колонну К-2 тепло подается с нагретой в печи полуотбензиненной нефтью, а также с подаваемым в низ колонны водяным паром.
Отводится тепло с верхним продуктом — бензиновой фракцией, боковыми погонами — керосиновой фракцией, ДТ и остатком, а также отводится острым (испаряющимся) орошением.
Приход тепла:
1) Количество тепла, вносимое сырьем (полуотбензиненной нефтью) — Qпон, определяется с учетом доли паровой и жидкой фаз.
Доля отгона е определяется по кривой ОИ полуотбензиненной нефти при температуре входа сырья в колонну К-2, (350 °С) и давлении, равном давлению в питательной секции колонны (0,2 МПа = 1 520 мм рт. ст.). Получаем е = 0,4424.
Энтальпию паров нефтепродуктов определяют по эмпирической формуле Б.П.Воинова:
Энтальпию жидких нефтепродуктов при температуре Т находят по уравнению Крэга:
Расход тепла:
2. с боковым продуктом КФ:
3. с боковым продуктом ДТ:
5. с острым (испаряющимся) орошением:
Результаты расчета теплового баланса колонны К-2 представлены таблице 27.
Поскольку при расчете теплового баланса колонны К-2 приход тепла оказался больше расхода, то избыточное тепло необходимо снять циркуляционным орошением:
QЦО = QПРИХ-QРАСХ= 341281068 - 298084987 = 43196081 кДж/ч
Рассчитаем количество циркуляционного орошения Gцо, необходимого для обеспечения нормальной работы колонны (кг/ч):
Температуру t1 принимаем исходя из равномерного перепада температур между соседними тарелками в 5-10 °С. Поскольку температура вывода ДТ с 18-ой тарелки равняется 306 °С, то получим t1 = 306 + 3 · 5 = 321 °С. q321ж=787,05 кДж/кг
Температуру входа в колонну К-2 циркуляционного орошения принимаем равной t2 = 200°С. q200ж=445,49 кДж/кг
Плотность циркулирующей жидкости принимаем, основываясь на предположении о равномерном перепаде данного показателя на каждую тарелку.
Расход циркулирующей жидкости составит:
4.6 Определение основных размеров колонны К-2
Диаметр колонны К-2 зависит от Vпаp - наибольшего секундного объема паров, проходящих через сечение колонны. Объем паров вычисляется с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона:
При определении диаметра колонны К-2 для установления сечения, наиболее нагруженного по парам, проверяются объемы паров в испарительном пространстве (питательной секции) колонны и под тарелками, с которых выводится орошение.
1. Сечение под 43-ей тарелкой, на которую стекает холодное орошение (пары бензина, холодное орошение и водяной пар, подаваемый в низ К-2 и стриппинг-секции):
2. Сечение под 19-ой тарелкой (циркуляционное орошение, пары, поступающие из отпарной колонны, и суммарное количество водяных паров):
3. Сечение под 7-ой тарелкой (пары отбензиненной нефти и водяной пар, подаваемый в низ К-2):
Как видно из предлагаемых расчетов, наиболее нагруженным является сечение под 7-ой тарелкой, где нагрузка по парам составляет 193135,3561 кг/ч.
Исходя из этого рассчитаем объем паров по уравнению Менделеева- Клапейрона:
На основании практических данных линейная скорость паров в свободном сечении для колонны К-2 составляет w = 0,65 – 1,15 м/с.
Примем w = 1,0 м/с, тогда площадь поперечного сечения колонны составит:
Диаметр колонны рассчитывается по уравнению:
В нефтяной промышленности принят нормальный ряд диаметров, который предусматривает равномерное увеличение площади поперечного сечения колонны при переходе от одного диаметра к другому:
- от 1.0 до 4.0 - через 0.2 м;
- от 4.0 до 6.0 - через 0.5 м;
- далее 6.4, 7.0, 8.0, 9.0 м.
В соответствии с этими данными принимаем значение диаметра атмосферной колонны К-2, равное D = 2,6 м.
Расстояние между тарелками должно обеспечивать:
Расстояние между тарелками должно обеспечивать:
- легкость монтажа, ревизии и ремонта тарелок;
- осаждение основной части капель, уносимых паром с нижележащей тарелки;
- подпор для нормального стока флегмы по сливным трубам без захлебывания.
Одновременное увеличение диаметра и расстояния между тарелками связано в основном с необходимостью монтажа громоздких деталей. Так как рассчитанный диаметр колонны составляет 2,6 м, то принимаем расстояние между тарелками Н = 600 мм.
Высота колонны определяется числом тарелок и расстоянием между ними, остальные размеры принимаются на основании опыта работы промышленных установок.
Нормальные наружные люки для ревизии и ремонта размещают через несколько тарелок, в этом сечении расстояние между тарелками должно быть не менее 0,6 м. Примем это значение равным Нлюк = 600 мм.
Общее число тарелок в колонне: Nобщ = 43 тарелки.
Расстояние между верхней тарелкой и верхним днищем колонны может быть принято равным половине диаметра колонны, то есть h1 = 2,6 / 2= 1,3 м.
Высота концентрационной части колонны определяется в зависимости от числа тарелок
(n = 27) по выражению:
h2 = (n – 1)·Нт = (27 – 1)·0,6=15,6 м
Высота питательной секции колонны принимается 0,8 + 1,2 м в соответствии с соотношением:
h3 = (2 + 3) ·Нт = 2·0,600 = 1,2 м
Высоту отгонной части считают аналогично h2, а именно:
h4 = (n - 1)·Н = (17 - 1)·0,6 = 9,6 м
Расстояние от уровня жидкости внизу колонны до нижней тарелки принимают равным
h5 = 1 – 2 м, чтобы пар равномерно распределялся по сечению колонны.
Высота, занимаемая жидким остатком в колонне, подсчитывается исходя из 5 - 10-минутного запаса жидкости при температуре низа колонны (330 °С):
Отсюда высота, занимаемая жидким остатком:
Высоту постамента принимаем h7 = 3м
При расчете высоты концентрационной секции колонны следует учитывать, что по высоте колонны установлено 6 люков для обеспечения монтажа и ремонта тарелок. В этих сечениях принимаем расстояние между тарелками Нт=600 мм.
Тогда h2=15,6+6·0,8=20,4 м.
Полезная высота колонны Нпол рассчитывается без учета высоты опорной обечайки h7и составляет:
Нпол= 1,3 + 20,4 + 1,2 + 9,6 + 2,0 + 6,5 = 41 м.
Полная высота колонны К-2:
HК-2= Нпод + h7= 41 + 3,0 = 44 м.
На рисунке представлена схема для расчета высоты колонны К-2, где приняты следующие размеры:
h1 = 1,3 м;
h2 = 20,4 м (высота концентрационной части);
h3 = 1,2 м (высота питательной секции);
h4= 9,6 м (высота отгонной части);
h5= 2,0 м (расстояние от уровня жидкости внизу колонны до нижней тарелки);
h6 = 6,5 м (высота низа колонны);
h7 = 3,0 м (высота постамента);
HК-2= 44 м.
Рисунок 3
Заключение
Увеличение глубины переработки нефти – первостепенная задача современных НПЗ и нефтеперерабатывающей промышленности России в целом.
Пути углубления переработки нефти включают в первую очередь глубокую первичную переработку нефти на АВТ и затем - комплекс вторичных термокаталитических процессов с максимальным выходом топливных дистиллятов.