- •1 Цели и задачи курсового проектирования
- •2 Безопасность и экологичность проекта
- •3.2.2 Устройство и принцип действия массообменных устройств.
- •4.3.2 Расчет в условиях испытаний.
- •4.4 Определение коэффициента прочности сварного шва
- •4.5.3 Определение исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки и днищ.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Технологические машины и оборудование»
100 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
25 26 27 28 29 30
100 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
25 26 27 28 29 30
КОЛОННА СТАБИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО
РИФОРМИНГА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли»
-- ---- -- ---ПЗ
Студент гр. БМЗ 10-01 Л.Р. Бирдегулов
(подпись,
дата)
Руководитель доцент Р.Б. Тукаева
. (подпись,
дата)
Уфа 2014
1 Цели и задачи курсового проектирования
Цель дисциплины «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли» заключается в формировании у будущих специалистов теоретических знаний в области конструирования и расчета нефтезаводского оборудования, обучении студентов применению полученных знаний и навыков для решения сложных задач, связанных с их будущей профессиональной деятельностью.
Цель курсового проектирования – систематизация и обобщение знаний, полученных при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, изучение совокупности современных методов и средств конструирования, расчета и компьютерного моделирования оборудования на примере колонного аппарата, открывающих путь к их практическому применению на производстве.
Общими задачами курсового проектирования являются:
- конструирование колонного аппарата;
- обоснование выбора основных элементов и параметров колонного аппарата;
- обеспечение безопасности и экологичности проекта;
- обеспечение прочности и надежности конструируемого аппарата;
- получение навыков использования справочной и нормативной литературы.
Частными задачами данного курсового проектирования являются:
- изучение основных принципов расчета и конструирования колонного аппарата;
- проверка прочности конструируемого аппарата;
- определение ветровых и сейсмических нагрузок;
- изучение нормативно-технической документации, которая применяются при расчете и проектировании оборудования нефтегазопереработки, и приобретение навыков выбора типового оборудования и его элементов в соответствующих каталогах и справочниках.
2 Безопасность и экологичность проекта
Основные опасности производства обусловлены особенностями технологического процесса или выполнения отдельных производственных операций, особенностями используемого оборудования и условиями его эксплуатации, нарушениями правил безопасности работающими, а также наличием в аппаратах и трубопроводах большого количества горючих газов в смеси с водородом, сероводородом, жидких углеводородов и наличием в системе высокого давления и высокой температуры.
Установка каталитического риформинга бензиновых фракций относится к категории установок повышенной пожаровзрывоопасности и токсичности. Особенностью процесса является наличие на установке большого количества водородсодержащего газа с высоким давлением (до 5 МПа).
Процесс каталитического риформинга сопровождается использованием в качестве сырья бензиновой фракции, соответственно в смеси с водородсодержащим газом под высоким давлением и с высокой температурой до 520 °С.
Процесс очистки водородсодержащего газа от сероводорода с помощью раствора моноэтаноламина происходит с выделением сероводорода, обладающего сильными ядовитыми свойствами.
В связи с этим, данные процессы является вредными и пожаровзрывоопасными.
Основными опасными факторами являются:
- наличие сероводорода и его смеси с углеводородами, топливного газа и водородсодержащего газа;
- наличие постоянного горения открытого пламени в топках печей;
- наличие большого теплового напряжения;
- наличие высокого давления;
- взрывы и пожары из-за разгерметизации оборудования и трубопроводов, при нарушении норм технологического режима;
- отравления работающих углеводородными газами и сероводородом при разгерметизации оборудования и нарушении норм технологического режима;
- термические ожоги при соприкосновении с горячими частями оборудования, трубопроводами, водяным паром, горячей водой;
- падение при ремонте и обслуживании оборудования, расположенного на высоте;
- травмирование вращающимися частями механизмов.
Имеющиеся на установке нефтепродукты и реагенты оказывают вредное воздействие на организм человека. Вредное действие может проявляться как при попадании на тело работающего, так и при вдыхании их паров и газа.
Показатели опасных свойств веществ, применяемых в колонном аппарате, приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Показатели опасных свойств веществ, применяемых в колонном аппарате
Вещество |
Горючесть, воспламеняемость |
ПДК, мг/м3 |
Класс опасности |
Бензиновая фракция |
ЛВЖ |
100 |
4 |
Углеводородный газ |
ГГ |
300 |
4 |
Знание данных параметров необходимо для определения группы сосудов и аппаратов, коэффициента прочности сварного шва и в конечном итоге – расчета толщины стенки, при которой будет обеспечена надежная и безопасная работа конструируемого аппарата.
3 Конструирование колонного аппарата
3.1 Назначение, схема обвязки и принцип действия колонного аппарата
Стабилизационная колонна предназначена для отпарки легких углеводородов.
Аппарат работает следующим образом: в колонну поступает нестабильный риформат; из верхней части колонны выходит углеводородный газ, проходит через аппарат воздушного охлаждения и поступает в качестве холодного орошения в верхнюю часть колонны; с нижней части колонны балансовое количество стабильного бензина выводится в товарный парк, а часть его возвращается в нижнюю часть колонны в качестве горячего орошения.
Схема обвязки стабилизационной колонны представлена на рисунке 3.1.
1 – ввод нестабильного риформата; 2 – вывод стабильного бензина; 3 – вывод углеводородного газа; 4 – ввод холодного орошения; 5 – ввод горячего орошения
Рисунок 3.1 – Схема обвязки стабилизационной колонны
3.2 Конструирование и выбор основных элементов колонного аппарата
3.2.1 Выбор основных элементов корпуса и опорной обечайки.
Основные элементы и параметры колонного аппарата приведены в таблицах 3.1, 3.2.
Таблица 3.1 – Основные элементы и параметры колонного аппарата
№ п/п |
Параметр |
Значение |
Корпус |
||
1 |
Тип корпуса |
Цельносварной |
2 |
Базовый диаметр |
Внутренний |
3 |
Тип днища верхнего |
Эллиптическое |
4 |
Тип днища нижнего |
Эллиптическое |
5 |
Высота кубовой зоны, мм |
hкуб =2500 |
6 |
Высота сепарационной зоны, , мм |
hсеп =1000 |
7 |
Тип массообменных устройств |
Клапанные тарелки |
8 |
Общее количество тарелок, шт |
36 |
9 |
Число групп тарелок, шт |
4 |
10 |
Число тарелок в группах, шт |
9 |
11 |
Расстояние между тарелками в группах, мм |
800 |
12 |
Количество люков, шт |
5 |
13 |
Диаметр люка, мм |
600 |
14 |
Количество обслуживающих площадок, шт |
5 |
15 |
Расстояние от поверхности земли до обслуживающих площадок, мм |
1 =33000 2 =25600 3 =18200 4 =10800 5 =2200 |
16 |
Тип опоры |
Юбочная цилиндрическая |
17 |
Высота опорной обечайки, мм |
hоп =2400 |
18 |
Тип лаза |
Окружность |
19 |
Диаметр лаза, мм |
Dлаз =500 |
20 |
Расстояние от поверхности земли до оси лаза, мм |
=600 |
Таблица 3.2 – Таблица люков, штуцеров, лазов
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Проход условный Dy, мм |
Давление условное, Ру |
Вылет, мм |
||
МПа |
кгс/см2 |
||||||
А1 |
Ввод нестабильного риформата |
1 |
250 |
2,5 |
25 |
259 |
|
Б1 |
Вывод углеводородного газа |
1 |
300 |
2,5 |
25 |
294 |
|
В1 |
Вывод стабильного бензина |
1 |
300 |
2,5 |
25 |
294 |
|
Г1 |
Ввод горячего орошения |
1 |
300 |
2,5 |
25 |
294 |
|
Д1 |
Ввод холодного орошения |
1 |
100 |
2,5 |
25 |
242 |
|
Е1,2 |
Для манометра |
2 |
80 |
2,5 |
25 |
233 |
|
Ж1,2 |
Для уровнемера |
2 |
80 |
2,5 |
25 |
233 |
|
З1,2 |
Для термопары |
2 |
80 |
2,5 |
25 |
233 |
|
И1 |
Воздушник |
1 |
80 |
2,5 |
25 |
233 |
|
К1 |
Для предохранительного клапана |
1 |
80 |
2,5 |
25 |
233 |
|
Л1-5 |
Люк |
5 |
600 |
- |
- |
- |
|
М1 |
Лаз |
1 |
500 |
- |
- |
- |