Проект установки первичной переработки Дмитриевской нефти

Принимаем = 258 труб.

Поверхность нагрева конвективных труб определяется по формуле:

где - количество тепла, передаваемого сырью в конвекционных трубах, Вт; = 32,6 - коэффициент теплопередачи в конвекционной камере

печи, Вт/(м2К); - средний температурный напор, К.

Количество тепла, передаваемое сырью в конвекционных трубах:

В конвекционной камере теплопередача от дымовых газов к сырью в трубах осуществляется при смешанно-перекрестном токе с индексом противоточности, равным единице. Поэтому средний температурный напор рассчитывается по уравнению Грасгофа:

где

Таким образом, поверхность нагрева конвекционных труб:

В камере конвекции по ГОСТ 8734-75 устанавливаем трубы с полезной длиной lтр =9 м, наружным диаметром 102×8 мм.

Определим число труб в конвекционной камере:

Принимаем =477 труб.

Принимаем число труб по горизонтали в одной камере =10. Число труб по вертикали:

(принимаем m = 48)

Высота, занимаемая трубами в конвекционной камере, при шаге труб

по глубине конвекционного пучка =0,148 м:

Расчет количества горелок в печи Применим комбинированную горелку типа ГП - 2. Она может работать

раздельно на газе или мазуте, а может и одновременно сжигать оба вида топлива, при этом она обеспечивает достаточно полное сжигание топлива, дает устойчивый факел пламени, имеет высокую производительность, ее конструкция не сложна, горелка проста в эксплуатации, имеет возможность включения в систему автоматического регулирования работы печи.

Количество горелок в трубчатой печи

NГ = QT / qГ

где qГ - номинальная теплопроизводительность одной горелки (кВт), QT - полная тепловая нагрузка печи (кВт); QT = 231,4 кДж/ч = 64280

кВт.

NГ = QT / qГ = 64280/2400 = 26,8. Принимаем NГ = 27.

Продукты сгорания, полученные при горении топлива в горелках, проходя по камерам печи, отдают свое тепло радиантным и конвективным трубам змеевиков и далее поступают в дымовую трубу.

Расчёт кожухотрубчатого теплообменника

Нефть в количестве 312500 кг/ч поступает в теплообменник (Т-1) с температурой t`2=50 °C, где нагревается за счет тепла дизельной фракции 180-240 °C в количестве G1=30312,5 кг/ч. Начальная температура горячего потока t`1=190 °C, конечная t``1=90 °C. КПД теплообменника принимаем η = 0,98.

Относительные плотности:

нефти: ;

горячего носителя: .

Энтальпии нефти и фракции 180-240 °C определяем по формуле Крега:

Энтальпия фракции 180-240 °C при температуре входа t`1=190 °C:

Энтальпия фракции 180-240 °C при температуре выхода t``1=90 °C:

Энтальпия нефти при температуре входа t`2=50 °C:

Уравнение теплового баланса:

Из этого уравнения определим энтальпию нефти на выходе из теплообменника:

Этой энтальпии соответствует температура t``1=61,2 °C. Тепловая нагрузка теплообменника равна:

Определим среднюю разность температур теплоносителей, учитывая, что в аппарате осуществляется противоток теплоносителей по схеме:

Δtб/Δtм = 128,8/40 = 3,22 > 2

Примем на основании практических данных коэффициент теплопередачи в теплообменнике k=185 Вт/(м2·К). Тогда предполагаемая поверхность теплообмена определится по формуле:

В соответствии с необходимой поверхностью теплообмена выбираем один теплообменник с плавающей головкой (ГОСТ 14246-79) с поверхностью теплообмена 141 м2 при длине труб 9000 мм и расположением их в решётке по вершинам равносторонних треугольников, диаметр кожуха 600 мм, диаметр труб 25×2 мм, число ходов по трубам 4, площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве равна 0,04 м2, площадь сечения одного хода по трубам равна 0,016 м2, диаметр условного прохода штуцеров для трубного пространства равен 150 мм, диаметр условного прохода штуцеров к межтрубному пространству равен 200 мм..

Запас:

Расчет водяного холодильника (кожухотрубчатого)

Вводяной холодильник поступает горячий поток фракции 180 - 240°C

стемпературой t1 = 90°C из теплообменника в количестве 30312,5 кг/ч, где охлаждается за счет водяного потока до температуры t2 = 40°C. Вода поступает в холодильник при температуре tв' = 27°C, а выходит из холодильника при температуре tв" = 40°C. КПД холодильника принимаем η = 0,98.

Относительная плотность горячего потока: . Энтальпию фракции 180-240 °C определяем по формуле Крега:

Энтальпия фракции 180-240 °C при температуре входа t1=90 °C:

Энтальпия фракции 180-240 °C при температуре выхода из аппарата t2=40 °C:

Определяем количество тепла, вносимого фракцией 180 - 240°C, по формуле:

Определим среднюю разность температур теплоносителей. Выбираем противоточную схему теплообмена.

Δtб = 90 - 40 = 50°C Δtм = 40 - 27 = 13°C

Δtб/Δtм = 50/13 = 3,85 > 2

Примем на основании практических данных коэффициент теплопередачи k=120 Вт/(м2·К). Тогда предполагаемая поверхность теплообмена определится по формуле:

Принимаем по ГОСТ 14246-79 кожухотрубчатый холодильник со следующими характеристиками: поверхность теплообмена 284 м2 при длине труб 6000 мм и расположении их в решётке по вершинам квадратов, диаметр кожуха 1000 мм, диаметр труб 25×2 мм, число ходов по трубам 2, площадь одного хода по трубам равна 0,103 м2, площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве равна 0,117 м2.

Запас:

5. Мероприятия, предусматриваемые для защиты окружающей среды

Законодательством практически всех стран предусматриваются меры защиты природы, которые применительно к нефтепереработке можно отнести к трем категориям:

. меры ограничительно-запретительные;

. меры предупредительного характера;

. инженерно-технические мероприятия по уменьшению или прекращению выбросов вредных веществ в окружающую среду на действующих производствах.

К мерам ограничительно-запретительным относится установление предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воде, воздухе и почве, превышение которых наказуемо по закону. Отдельно для почвы ПДК не регламентируется, однако допустимым содержанием химических веществ в ней считается такое, при котором гарантируется их поступление в контактирующие с почвой среды в количествах, соответствующих уровню ПДК для водоемов и воздуха и допустимым концентрациям вредных веществ в выращиваемых в этой почве культурах.

Меры предупредительного характера по охране окружающей среды обычно состоят в том, что уже на стадии разработки той или иной технологии и проекта по ее реализации предусматриваются меры, предотвращающие вредные выбросы в окружающую среду.

Применительно к установкам АВТ относятся следующие меры.

1.Уменьшение количества засоленных стоков с блока ЭЛОУ за счет подбора оптимального режима обессоливания (температура, расход деэмульгатора, напряженность поля и др.) и выбора рациональной схемы подачи промывной воды на каждую ступень и по ступени.

2.Использование биологически разлагаемых деэмульгаторов, частично остающихся в растворенном состоянии в водном стоке ЭЛОУ.

3.Герметизация тех аппаратов и оборудования, в которых

возможны утечки легких углеводородов. В первую очередь герметизация нефтяных резервуаров и емкостей, куда поступают готовые легкие нефтепродукты с установки.

Для крупных нефтяных резервуаров существует два наиболее радикальных способа снижения потерь от испарения и "дыхания" - устройство открытых плавающих крыш резервуаров и плавающих понтонов на поверхности нефти в резервуарах со стационарными крышами. Использование этих устройств, исключающих паровые пространства над уровнем нефти, позволяет сократить потери легких углеводородов из резервуаров на 80-85% по сравнению с резервуарами с паровым пространством. Резервуары с понтонами, защищенные также от атмосферных осадков и пыли, считаются более перспективными.

Другой проблемой, возникающей при герметизации аппаратуры, является улавливание выбросов из предохранительных клапанов, устанавливаемых на аппаратах с избыточным давлением (ректификационных колоннах, сепараторах, испарителях, дегидраторах и др.). Выбросы рабочей среды из этих клапанов случаются при отклонении давлений в аппаратах от регламентного максимума. Для того чтобы эти выбросы не попадали в атмосферу, проектируются закрытые системы их сбора. Такая система включает коллектор сбора выбросов от группы предохранительных клапанов какого-либо аппарата, трубопровод отвода их в сборную емкость-сепаратор и систему использования собираемых в этой емкости потоков. Газовая фаза из этой емкости через систему каплеуловителей обычно сбрасывается в факельную сеть завода, а жидкая фаза насосом откачивается в поток сырья установки.

4. Очистка нефти и получаемых на АВТ дистиллятов от серы и азота, с тем чтобы существенно снизить загрязнение атмосферы сероводородом и оксидами серы и азота (при использовании моторных топлив). Для обычных сернистых нефтей эта задача сводится, как правило, к гидроочистке светлых дистиллятов и вакуумного газойля до остаточного содержания серы

максимум 0,2% (мас.).

Для сернистых нефтей с большим содержанием меркаптанов задача усложняется тем, что меркаптаны содержатся в наиболее легких фракциях нефти (до 100-120 °С), обладают очень большой летучестью, неприятным запахом и являются токсичными для человека. Переработка таких нефтей на АВТ сопряжена с интенсивной коррозией аппаратов и попаданием меркаптанов в атмосферу, что недопустимо. Поэтому до первичной перегонки такой нефти из нее удаляют меркаптансодержащие фракции (обычно до 100 или 150 °С), очищают их от меркаптанов (процессом "Мерокс" или гидроочисткой) и затем направляют их на переработку (раздельно или в смеси с сырой нефтью, из которой они были выделены).

5. Сокращение количества сбрасываемой в естественные водоемы воды, использованной в технологии в качестве хладагента.

Этот вопрос решается тремя путями. Первый - это переход от прямоточного охлаждения ("водоем - холодильник" или "конденсатор нефтепродукта - водоем") на замкнутую систему оборотного охлаждения ("градирня - холодильник" или "конденсатор - градирня"), с подпиткой этой системы свежей водой из водоема для компенсации потерь воды от испарения в градирне. Это позволяет резко сократить расход свежей воды из рек и озер на технологические нужды, однако усложнило систему охлаждения за счет строительства и эксплуатации сложных, громоздких и дорогостоящих градирен - охладителей. Кроме того, в градирнях вода охлаждается за счет испарения ее части, а испаряющаяся вода уносит с собой в атмосферу и следы легких нефтепродуктов, которые попадают в оборотную воду через неплотности аппаратуры. Таким образом, в экологическом отношении системы оборотного водоснабжения также небезупречны.

Второй путь - это перевод систем водяного охлаждения и конденсации нефтепродуктов на воздушное, позволяющий исключить использование воды как хладагента. Это почти на порядок позволило сократить расход воды и практически исключило загрязнение водоемов охлаждающей водой.

Третий путь касается систем конденсации паров в вакуумсоздающих системах АВТ. Барометрические конденсаторы смешения с прямым контактом воды и нефтяных паров были заменены на системы закрытого охлаждения водой в поверхностных конденсаторах, а сейчас разработаны схемы конденсационно-абсорбционные, где вода как хладагент полностью исключена, и соответственно исключен один из наиболее загрязненных потоков технологической воды.

. Сокращение количества щелочных стоков за счет использования новых, экологически более предпочтительных процессов удаления или нейтрализации кислых соединений, в частности гидроочистки.

Все перечисленные выше меры предупредительного характера по защите природы позволяют ограничить или вовсе исключить попадание вредных веществ в окружающую среду. Однако, несмотря на все эти активные меры, пока не удается создать полностью замкнутые технологии, не взаимодействующие с окружающей средой. Технология переработки нефти использует природные компоненты (нефть, воду, воздух) и возвращает в природу компоненты нефти (пластовую воду, соли, газ), а также воду и воздух, не загрязненные в процессе переработки. Поэтому задачей третьей группы мер (инженерно-технических) являются утилизация и обезвреживание этих неизбежных отходов технологии переработки нефти с тем, чтобы нейтрализовать или полностью исключить их вредное влияние на окружающую среду.

дистилляция нефть фракция индексация