Подбор крышки и днища

5.3.3 Подбор крышки и днища

В связи с тем, что процесс осуществляется при высоком давлении, тип крышки и днища принимаем полушаровые отбортованные из стали 16ГС+08Х13 по ГОСТ 10885-75.

Основные размеры и параметры крышки и днища представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Основные размеры и параметры крышки и днища

5.3.4 Расчет штуцеров.

Рассчитываем диаметры штуцеров ввода и вывода сырья и продуктов.

Диаметр штуцера D_Ш, м рассчитывается по формуле [14]

, (63)

где и – линейная скорость потока газо-сырьевой смеси в трубопроводе, м/с. Для смеси газообразного нефтепродукта с ВСГ принимаем и = 12 м/с.

= 0,441 м.

Принимаем стандартные штуцеры ввода и вывода сырья с диаметром 450 мм.

5.3.5 Механический расчет

Механический расчет проводится с целью определения толщины обечайки. Расчетная толщина обечайки рассчитывается по формуле [14]

, (64)

где S’ – расчетная толщина обечайки, см;

P – расчетное давление, равное 61,18 кгс/см²

D – внутренний диаметр реактора, см;

φ – коэффициент прочности сварного шва, равный 1;

σ – допустимое напряжение для стали 12ХМ при равное 1100 кгс/см².

см.

Принятая толщина обечайки будет равна значению, рассчитанному по формуле

S = S’ + C + C₁, (65)

где С – прибавка на коррозию, см;

С₁ – прибавка на минусовой допуск, см.

S = 10,3 + 0,6 + 0,025 = 10,925 см.

Принимаем толщину обечайки реактора равную 110 мм.

5.3.6 Расчет массы аппарата

Реактор гидроочистки – аппарат вертикального типа, поэтому подбираем «юбочную» опору. Массу аппарата рассчитываем по формуле

m_АП = m_ЦИЛ + 2m_КР + m_К + m_С + m_Ц, (66)

где m_АП, m_ЦИЛ, m_КР, m_К – массы всего аппарата, цилиндрической части реактора, крышки реактора и катализатора соответственно, кг;

m_С, m_Ц – массы сырья и ВСГ, находящегося в реакторе, кг.

Масса цилиндрической части реактора рассчитывается по формуле

m_ЦИЛ = 2πR_P · H_ЦИЛ · S · ρ_CT, (67)

где R_P – радиус реактора, м;

H_ЦИЛ – высота цилиндрической части реактора, м;

S – толщина обечайки, м;

ρ_CT – плотность стали, 7850 кг/м³.

m_ЦИЛ = 2· 3,14 · 1,8 · 14,4 · 0,11 · 7850 = 140558,45 кг.

Масса катализатора определяется по формуле

m_K = V_K · γ_H, (68)

где V_K – объем катализатора, м³;

γ_H – насыпная плотность катализатора, кг/м³.

m_K = 72,25 · 640 = 46420 кг.

Масса сырья рассчитывается по формуле

, (69)

гдеV_C – объем сырья, находящегося в реакторе, м³;

ρ – плотность сырья, кг/м³.

Масса ВСГ, находящегося в реакторе, определим по формуле

, (70)

где ρ_Ц – плотность ЦВСГ, кг/м³.

Плотность ЦВСГ определяем по уравнению Менделеев-Клайперона [10]

(71)

где М_Ц – молекулярная масса ЦВСГ, г/моль;

Р – давление в реакторе Па

t_CP – средняя температура процесса, ºС;

R – универсальная газовая постоянная, кДж/кг.

Поставив найденные значения в формулу (66), определим массу всего аппарата:

m_АП = 140558,46 + 2·13345 + 46240 + 32,2 + 14,87 = 213535,53 кг.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задачей данного курсового проекта было проектирование установки гидроочистки вакуумного газойля мощностью 2,4 млн т/год по сырью с применением модифицированного алюмокобальтникельмолибденового катализатора.

В процессе разработки проекта был проведен литературный обзор метода гидроочистки углеводородного сырья, проанализирована аппаратура и технология процесса гидроочистки, регламент управления ими.

В технологической части была рассмотрена схема гидроочистки вакуумного газойля. Технологическая схема проанализирована с точки зрения контроля и автоматизации. В результате анализа процесса было найдено технологическое решение по его совершенствованию, а именно применение модифицированного катализатора гидроочистки с глубиной обессеривания 99%.

Новшество применяемого катализатора заключается в том, что он модифицирован аморфным алюмосиликатом, входящим в состав носителя, за счет чего достигаются большие, чем у классических катализаторов гидроочистки, удельная площадь поверхности и диаметр пор, дающие гранулы формы трилистника в сечении; и в том, что на носителе присутствуют одновременно оксиды кобальта и никеля, что ближе к аналогам, применяемым в западных странах.

Выполнены расчеты материального и теплового баланса установки гидроочистки вакуумного газойля, конструктивный расчет реактора.

Предлагаемое в проекте решение дает следующие технологические эффекты: уменьшается содержание серы с 1,6 до 0,016 % по массе, повышение качества продуктов каталитического крекинга, улучшение показателей качества топлив. Таким образом, считаем, что цель курсового проекта достигнута.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Смидович Е.В. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов ч. 2/ Е.В. Смидович – М.: Химия, - 1980 – 231 с.

2. Аспель Н.Б. Гидроочистка моторных топлив / Н.Б. Аспель, Г.Г. Демкина – Л.: Химия, - 1977 – 159 с.

3. Магарил Е.Р. Моторные топлива / Е.Р. Магарил, Р.З. Магарил. – Тюмень: ТемГНГУ, - 2004 – 190 с.

4. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти / Р.З. Магарил. – М.: Химия, - 1976 – 311с.

5. Танатаров М.А. Технологические расчеты установок переработки нефти / М.А. Танатаров, М.Н. Ахметишина, Р.А. Фасхутдинов и др. – М.: Химия, - 1987 – 352 с.

6. Технологический регламент комбинированной установки глубокой переработки мазута КТ-1. Книга 2. Секция 100 / ТОО «ПНХЗ», - Павлодар, - 2011 – 151 с.

7. Калачиц И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив / И.В. Калечиц. – М.: Химия, - 1973 – 336 с.

8. Сарданашвили А.Г. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. 2-е изд. / А.Г. Сарданашвили, А.И. Львова. – М.: Химия, - 1980 – 256 с.

9. Измайлов Р.Б. Методические указания по курсовому проектированию установок гидроочистки / Р.Б. Измайлов – Уфа: УНИ, - 1979 – 139 с.

10. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика / Под редакцией М.Г. Рудина – М.: ЦНИИТЭнефтехим, - 2004 – 336 с.

11. Рабинович Г.Г. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки / Г.Г. Рабинович, П.М. Рябых, П.А. Хохряков и др. – М.: Химия, - 1979 – 48 с.

12. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. / И.Л. Иоффе. – Л.: Химия, - 1991 – 352 с.

13. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. / Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия, - 1983 – 272 с.