Проект установки ЭЛОУ-АВТ (стр. 5 из 9)
5.3 ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
На высокопроизводительных АВТ применяют укрупненные теплообменники типа «труба в трубе» и «с плавающей головкой».
Теплообменники с плавающей головкой наиболее часто используются на АВТ. За счет особенностей конструкции (наличие плавающей головки) в них легко обеспечивается компенсация температурных удлинений корпуса и трубного пучка. Трубный пучок легко вытаскивается вместе с плавающей головкой, что облегчает чистку межтрубного пространства. Но эти теплообменники имеют следующие недостатки:
- относительно сложная конструкция;
- большой расход металла на единицу поверхности;
- плавающая головка не доступна для осмотра.
В стабилизаторе и колоннах вторичной перегонки для подвода тепла в низ колонны используются подогреватели с паровым пространством. Они позволяют обеспечить любую поверхность теплообмена путем установки необходимого количества подогревателей, и малое гидравлическое сопротивление каждого потока. Это позволяет обойтись небольшим объемом жидкости в низу колонны и располагать обогреватель примерно на той же отметке, что и колонна. Недостатком их является малый запас жидкости за сливной перегородкой подогревателя.
Конденсаторы и холодильники выполняют в виде змеевиков из гладких или ребристых труб, либо в виде одно- и многоходовых кожухотрубчатых аппаратов.
На АВТ используют так же аппараты воздушного охлаждения (АВО), позволяющие сократить расходы воды на НПЗ. Коэффициенты теплопередачи для различных климатических условий при работе аппаратов в качестве конденсаторов и холодильников на АВТ составляют 235-258 Вт/( м2 • К).
АВО имеют поверхность охлаждения, скомпонованную из секций оребренных труб, систему подачи воздуха и регулирующие устройства для изменения расхода воздуха..
5.4 ПЕЧИ
В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для нагрева нефти и нефтепродуктов до температур, более высоких, чем те которые можно достичь, например, с помощью нагрева водяным паром, используются трубчатые печи.
На современных АВТ используют следующие основные типы печей. Печи серии Г - узкокамерные, с верхним отводом дымовых газов и горизонтальными трубами змеевика; печи серии Б - узкокамерные с нижним отводом дымовых газов и горизонтальными трубами; печи серии Ц - цилиндрические вертикальные трубчатые печи с верхним отводом дымовых газов.
С целью использования на установке АВТ однотипных печей как для AT, так и для ВТ применяются вертикально-факельные печи. Предлагается использовать на установке печи типа ГС-1, широко распространенные на современных АВТ - с однорядным настенным экраном и свободным вертикальным факелом. Эти печи имеют достаточно высокий КПД, могут обеспечивать высокую тепловую мощность. Продолжительность пребывания нагреваемого сырья в зоне высоких температур не превышает нескольких минут, что уменьшает возможность его разложения и отложения кокса в трубах, вследствие чего при необходимости сырье можно нагревать до более высокой температуры.
6.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
6.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС БЛОКА ЭЛОУ, БЛОКА АВТ И АТМОСФЕРНЫХ КОЛОНН К-1 И К-2
Материальный баланс блока ЭЛОУ, АВТ и колонн К-1 и К-2 представлен табл. 6.1-6.4. Количество рабочих дней в году принимаем равным 340.
Таблица 6.1
Материальный баланс блока ЭЛОУ
| Статьи баланса | % мас. | Тыс. т/год |
| Взято: | ||
| Нефть сырая | 101,0 | 5858 |
| Итого | 101,0 | 5858 |
| Получено: | ||
| Нефть обезвоженная | 100 | 5800 |
| Вода | 0,5 | 29 |
| Потери | 0,5 | 29 |
| Итого | 101,0 | 5858 |
Таблица 6.2
Материальный баланс блока АВТ
| Статьи баланса | Потенциальное содержание % мас. | Отбор от потенциала в долях от единицы | Фактический отбор, % мас. | Расход | ||
| Тыс. т/год | Т/сутки | Кг/ч | ||||
| Взято: | ||||||
| Нефть | 100,0 | – | – | 5800 | 17059 | 710784 |
| Итого | 100,0 | – | – | 5800 | 17059 | 710784 |
| Получено: | ||||||
| 1.Газ | 1,9 | 1,0 | 1,9 | 110 | 324 | 13505 |
| 2.Фракция 28-62°С | 3,0 | 0,99 | 3,0 | 174 | 512 | 21324 |
| 3.Фракция 62-85°С 4.Фракция 85-120°С 5.Фракция 120-180°С 6.Фракция 180-230°С 7.Фракция 230-280°С 8.Фракция 280-350°С 9.Фракция 350-500°С 10.Фракция > 500°С 11.Потери | 2,7 4,6 8,8 7,2 6,7 9,9 23,0 32,2 - | 0,99 0,98 0,97 0,96 0,96 0,95 0,86 1,12 - | 2,6 4,5 8,5 6,9 6,4 9,4 19,8 36,0 1,0 | 151 261 493 400 372 545 1148 2088 58 | 444 768 1450 1176 1092 1604 3377 6141 171 | 18480 31985 60417 49044 45490 66814 140735 255882 7108 |
| Итого | 100,0 | - | 100,0 | 5800 | 17059 | 710784 |
Отбор от потенциала в соответствии с данными табл.6.2 находится как отношение суммы фактического отбора светлых фракций (выкипающих до 350°С) к суммарному потенциальному содержанию светлых фракций, содержащихся в данной нефти.
Отбор от потенциала =
∙100% = 96,3%Таблица 6.3
Материальный баланс колонны К-1
| Статьи баланса | % мас. | Расход | ||
| тыс.т/год | т/сут | кг/ч | ||
| Взято: Нефть | 100,0 | 5800 | 17059 | 710784 |
| Итого | 100,0 | 5800 | 17059 | 710784 |
| Получено: 1.Газ 2.Фракция 28-120°С 3. Нефть отбензинен. | 1,9 10,1 88,0 | 110 586 5104 | 324 1723 15012 | 13505 71789 625490 |
| Итого | 100,0 | 5800 | 17059 | 710784 |
Отбор фракции, получаемой в колонне К-1, определяем по кривой фактического отбора фракций, не менее 8% мас., которая строится по данным «Фактический отбор, % мас.» табл 6.2.(см. рис.6.1).
Таблица 6.4
Материальный баланс колонны К-2
| Статьи баланса | Выход на нефть, %мас | Выход на сырье колонны, % мас. | Расход, кг/ч |
| Взято: | |||
| Нефть отбензиненая | 88,0 | 100 | 710784 |
| Итого | 88,0 | 100 | 710784 |
| Получено: 1.Фракция 120-180оС | 8,5 | 9,7 | 68946 |
| 2.Фракция 180-230оС | 6,9 | 7,8 | 55441 |
| 3.Фракция 230-280оС | 6,4 | 7,3 | 51887 |
| 4.Фракция 280-350оС | 9,4 | 10,7 | 76054 |
| 5. Мазут | 56,8 | 64,5 | 458456 |
| Итого | 88,0 | 100,0 | 710784 |
6.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОЙ КОЛОННЫ К-2
6.2.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС КОЛОННЫ К-2
Таблица 6.5
Материальный баланс колонны К-2
| Статьи баланса | Расход, | Плотность,  | Температура (средняя) кипения фракции, оС | Молярная масса | |
| % мас. | кг/ч | ||||
| Взято: Нефть отбензиненная | 100,0 | 710784 | - | - | - |
| Итого | 100,0 | 710784 | - | - | - |
| Получено: 1.Фракция 120-180оС | 9,7 | 68946 | 0,757 | 149 | 134 |
| 2.Фракция 180-230оС | 7,8 | 55441 | 0,801 | 207 | 170 |
| 3.Фракция 230-280оС | 7,3 | 51887 | 0,835 | 256 | 203 |
| 4.Фракция 280-350оС | 10,7 | 76054 | 0,860 | 314 | 253 |
| 5. Мазут | 64,5 | 458456 | 0,949 | 516 | 440 |
| Итого | 100,0 | 710784 | - | - | - |
6.2.2 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ОСНОВНОЙ КОЛОННЫ, ЧИСЛА И ТИПА ТАРЕЛОК
Количество тарелок по высоте колонны принимаем из практических данных.
В нижней отгонной части монтируем 4 тарелки (n1 = 4).
В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 280-3500С принимаем 6 тарелок (с 5 по 10 тарелку, считая снизу), n2= 6.
От тарелки вывода фракции 280-3500С до тарелки вывода фракции 230-2800С принимаем 10 тарелок (с 11 по 20), n3= 10.
От тарелки вывода фракции 230-2800С до тарелки вывода фракции 180-2300С принимаем 10 тарелок (с 21 по 30), n4 = 10.
От тарелки вывода фракции 180-2300С до верха тарелки принимаем 12 тарелок (с 31 по 42), n5 = 12.
Итого в колонне принято 42 тарелки, из которых в укрепляющей части 38 шт., а в отгонной – 4 шт.
Выбираем клапанные тарелки. Перепад давления на одну тарелку составляет 5 мм рт. ст. (
Рт = 0,00066 МПа).6.2.3 РАСЧЕТ ДАВЛЕНИЯ ПО ВЫСОТЕ КОЛОННЫ
Расчет давления по высоте колонны ведем сверху вниз исходя из перепада давления на тарелках. Давление в емкости орошения Р= 0,1 Мпа. Принимаем ∆Р=0,04 Мпа.
Давление в верху колонны:
Рверха = РЕ-2 +∆Р= 0,1+0,04=0,140 Мпа
Давление на тарелке вывода фракции 180-230 оС:
Р180-240 = Рверха +∆РТ ∙ n6=0,140+0,00066 ∙ 12 =0,148Мпа