3. Основные требования, предъявляемые к химической и нефтехимической аппаратуре.

1. Механическая прочность и жесткость

Химические и нефтехимические аппараты работают обычно при больших давлениях и температурах, они часто содержат ядовитые, горючие или взрывоопасные вещества. Разрушение таких аппаратов могло бы привести к тяжелым последствиям. Поэтому при расчете таких аппаратов применяют более высокий запас прочности, чем при обычном машиностроении. Аппараты рассчитывают на условия: температура от 80 до 1000°С, давление от 10 до 150 атм.

Прочность – это способность аппарата (конструкции) сопротивляться разрушению. Запас прочности характеризует: – во сколько раз рабочая нагрузка на данный аппарат должна быть меньше той нагрузки, при которой происходит разрушение. Прочность аппарата зависит от природы материала и характера его эксплуатации, не допускается появление микротрещин в корпусе аппарата.

2. Герметичность

Химическая аппаратура не допустима к нарушениям герметичности. Если аппарат пропускает горючие, взрывоопасные вещества, то это может привести к пожару. Для повышения герметичности аппаратов стремятся макси­мально уменьшить число разъемных соединений. Наиболее трудно обеспечить полную герметичность в подвижных соединениях, например в сальниках вра­щающихся валов.

3. Долговечность и надежность

Долговечность - это срок службы оборудования и характеризует его ка­чество. Различаются расчетная и действительная долговечность. Расчетная долговечность задается заказчиками, т.е. министерствами. Расчетный срок службы аппаратов обычно принимают 10-12 лет, и, это принимается за основу при конструировании. Действительный же срок службы аппаратов существен­но отличается (больше чем расчетный срок в 2-3 раза).

Повышение долговечности и надежности аппаратуры достигается путем использования материалов, устойчивых против коррозии и действия высоких температур, а также с помощью надежного контроля за состоянием стенок ап­парата, сварных швов. Корпус аппарата обычно служит дольше, чем различ­ные внутренние его устройства, которые периодически меняются во время ре­монтов. Долговечность нельзя делать слишком долгой, т.к. аппараты могут морально устареть.

4. Транспортабельность

В связи с увеличением мощностей НПЗ и отдельных установок возрос­ли размеры оборудования. Это создает ряд неудобств при транспортировке. Громоздкие аппараты, их части, предназначенные к перевозке по железной до­роге должны умещаться в пределах железнодорожных габаритов. Это аппараты диаметром до 3,25 м и длиной до 10,5 м.

5. Эксплуатационные достоинства

Определяют удобство, простоту сборки и разборки, ремонта, бесперебой­ность, бесшумность в работе, малочисленность обслуживающего персонала, безопасность и удобство в работе.

6. Технико-экономические показатели

К ним относятся производственное оборудование, расходные коэффици­енты сырья, топлива, воды, пара, электроэнергии, стоимость оборудования, расходы на его эксплуатацию и стоимость полученных продуктов. Оборудова­ние должно соответствовать по внешнему виду и должно соответствовать тре­бованиям экологии.

7. Классификация машин и аппаратов химической технологии

На современных НПЗ применяются различные машины, аппараты, меха­низмы и приборы. Рассмотрим технологическое оборудование, касающееся непосредственно производства нефтепродуктов.

Машина – это комплекс механизмов для проведения транспортирования и производства.

Аппарат – это устройство для проведения массообменных, химических и теплообменных процессов.

В зависимости от устройства аппараты подразделяют на:

а) по назначению: реакционные (реакторы, регенераторы), теплообменные (теплообменники, холодильники, конденсаторы), ректификационные (AT, ВТ);

б) по способу изготовления: сварные, литые, клепанные;

в) по материалу: стальные, чугунные, медные и неметаллические;

г) по форме: цилиндрические, сферические, конические, комбинирован­ные;

д) по виду нагрузки: работающие под давлением, вакуумом;

е) по степени коррозионного воздействия: повышенные, умеренные;

ж) по положению в пространстве: горизонтальные, вертикальные, наклон­ные;

з) по способу сборки: разъемные, неразъемные;

и) по толщине стенки: тонкостенные, толстостенные или многослойные.

Машины делятся:

а) по назначению: по перемещению и транспортированию газов, твердых и жидких материалов (центрифуги);

б) по приводу движения: с электрическим, гидро- и пневмоприводом. Оборудование современного нефтеперерабатывающего завода состоит из большого количества разнообразных аппаратов, машин, механизмов, кон­трольно-измерительных приборов и др.

При изучении аппаратов целесообразно придерживаться классификации ос­новной и вспомогательной аппаратуры, приведенной ниже:

1. Нагревательные аппараты огневого действия. К ним относятся аппара­ты, нагреваемые открытым огнем.

2. Трубчатые нагреватели (печи) различных технологических установок. Они отличаются по конструкции и теплопроизводительности.

3. Топки под давлением. К ним относятся генераторы инертного газа, топ­ки для нагрева воздуха, топки специального назначения .

4. Теплообменные аппараты. В эту группу входят горизонтальные и вер­тикальные кожухотрубные теплообменники различных конструкций: жесткого типа (Т-1), с компенсаторами корпусе (ТЛ), с плавающей головкой (ТП), с U-образными трубками (ТУ), теплообменники высокого давления для получения искусственного жидкого топлива, теплообменники типа «труба в трубе», сек­ционные и змеевиковые погружные конденсаторы-холодильники.

5. Реакторы, регенераторы, контакторы. Представляет группу камер крекинг- установок, реакторов и регенераторов различных каталитических процессов со стационарным или движущимся катализатором (шариковым, по­рошковым, микросферическим и псевдоожиженным слоем).

6. Основные фракционирующие аппараты. К ним относятся ректификаци­онные колонны, работающие под давлением, атмосферные и вакуумные колон­ны, колонны для разделения газов (бутана, пропана, этана).

7. Вертикальные колонны и аппараты различного назначения: испарите­ли, газогенераторы, абсорберы, десорберы, стабилизационные и экстракцион­ные колонны, очистные башни.

8. Фильтры: фильтрпрессы, вакуум- фильтры и др.

9. Вспомогательные аппараты- приемники для газов и жидкостей (вер­тикальные и горизонтальные), монтежю, водогрязеотделители, отстойники, мешалки, смесители, воздухоподогреватели.

10. Емкости, работающие под давлением: шаровые емкости, горизон­тальные и вертикальные емкости для сжиженных нефтяных газов и легкого бензина.

11. Трубопроводы из углеродистых и легированных сталей для технологи­ческих процессов нефтепереработки и нефтехимии [ОЛ1-2].