По результатам  выполненных расчетов для нагрева  отбензиненной нефти считается  целесообразным установить трубчатую  печь типа ГС-1.

Количество  тепла, переданного сырью в камере радиации (прямая отдача топки), найдем из уравнения теплового баланса топки:

    Q_р = (Q_р^н×h_Т – q_Tn)×В,                                                                                         (71)            

    где h_T - КПД топки;

    q_Tn - энтальпия дымовых газов на выходе из камеры радиации при температуре Т_n, кДж/кг топлива.

    Примем  Т_n =1050 К и определим по графику q-Т: q_Тn = 15000 кДж/кг.

    Ранее было принято, что потери тепла в  окружающую среду равны 6 %.

    Пусть 4 % в том числе составляют потери тепла в топке: h_T = 1 - 0,04 = 0,96.

    Q_р = (44228×0,96 -15000)× 460,16 = 12,62·10⁶ кДж/ч.

    Теплонапряжение радиантных труб для печи типа ГС q_р = 20,7 кВт/м². Поверхность нагрева радиантных труб будет равна:

    Н_p = Q_p/(3600×h_T) =12,62·10⁶/(20,7×3600) =160 м²

    Принимаем печь типа ГС-1 с поверхностью нагрева 265 м² [12].

Определим температуру Т_к сырья на входе в конвекционые трубы. Полагая на основе опытных данных, что сырьё в конвекционных трубах не испаряется, найдем ее энтальпию на выходе из радиантных труб из уравнения:

    Q_Р = G_NМП·(е×q_Т2^П + (1 - е)×q_Т2^ж)+G_раф(q_Т2^р- q_Тк^р )

    Следовательно, q_Tк^Ж = е×q_Т2^П + (1 - е)×q_Т2^ж - Q_р/G

Используя пункт меню «подбор параметра» в  программе, составленной в «ЕХСЕL», можно подобрать искомое значение температуры t_к = 259,85°С, что составляет Т_к = 501,95 К.

    T_макс = T_п - T_к = 1050 –501,95 = 548,05К;

    T_мин = Т_ух - Т₁ = 593 - (230+ 273) =120 К;

    

     Теперь  можно рассчитать поверхность нагрева  конвекционных труб:

k₁ - коэффициент теплопередачи в конвекционной камере печи

    Количество   тепла,   передаваемого   сырью   в   конвекционных   трубах:

     Q_к = (Q_пол- Q_р)/3600 = (15,42·10⁶ -12,62·10⁶)/3600 = 777,85 кВт.

Примем  k₁ = 32,6 Вт/(м²×К).

Тогда

Н_к = Q_к/(k₁×DT_ср) = 777,85 ×1000/(32,6×281,82) =84,7 м².                                            

Выбираем трубы диаметром 152 мм с полезной длиной l_тр = 6 м.

    Число радиантных труб:

                                            (72)            

Определим число труб в конвекционной камере.

                                          (73)            

В трубчатой  печи для сжигания топлива применена  комбинированная горелка типа ГП-2. Горелка ГП-2 конструктивно несложная  и простая в эксплуатации, имеет возможность включения в систему автоматического регулирования работы печи, дает устойчивый факел пламени, имеет высокую производительность, может работать как раздельно на газе и мазуте, так и одновременно сжигать оба вида топлива, при этом она обеспечивает достаточно полное сжигание топлива.

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

    Таблица 11 -Техническая характеристика горелки ГП-2

Количество горелок в трубчатой печи:

    N_г = Q_т/q_г ,

      где Q_т - полная тепловая нагрузка печи, кВт;

      q_г - номинальная теплопроизводительность одной горелки, кВт. Для горелки ГП-2 q_г = 2400 кВт.

    Количество  горелок в печи N_г = 5653/(2400) =2,35≈ 3 шт. Принимаем ближайшее целое значение N_г =3 шт. 

      Расчет водяного холодильника

Экстрактный раствор в количестве G = 34882,68 кг/ч поступает в холодильник Х-2 с температурой 85°С, где охлаждается за счет воды до температуры 55°С.

Температура входа воды в холодильник 25°С, температура воды на выходе из холодильника 35°С.

      Находим энтальпии потоков по формуле  Крэга:

- энтальпия  экстрактного раствора на входе в холодильник:

 кДж/кг

- энтальпия  экстрактного раствора на выходе  из холодильника:

 кДж/кг

Тепло, отдаваемое при охлаждении циркулята:

      кДж/ч                      (74)                                                                                    

Коэффициент удержания тепла в холодильнике принимаем равным η=1. Расход воды составит: 

      кг/ч                                                  (75)                                                                                    

Выбираем  противоточную схему теплообмена. Находим среднюю разность температур:

     

     °С,                                                                       (76)                                                                                    

     °С.                                                                        (77)                                                                                    

     Т.к. Dt^I /Dt^II < 2 ,то средний температурный напор определим по формуле:

      °С                                                                          (78)                                                                                    

Принимаем общий коэффициент теплопередачи  К = 180 Вт/(м² ч град) [8]. Принимаем 3 холодильника работающих параллельно. Находим поверхность теплообмена:

       м²                                                                       (79)                                                                                    

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      В курсовом проекте приведены теоретические основы процесса селективной очистки масляного дистиллята, рассчитана установка селективной очистки масляного дистиллята усть-балыкской нефти производительностью 400 тыс. т/год. 

        На основании физико-химической  характеристики сырья выбрана  технологическая схема установки.

      В расчетной части произведены  расчеты аппаратов  установки.

    ЛИТЕРАТУРА

 

1. Черножуков  Н.И. Технология переработки нефти  и газа. Ч-3 – М.: Химия, 1978.- 423 с.

2. Азнабаев  Ш.Т., Нигматулин В.Р., Нигматулин  И.Р. Избирательные растворители и хладагенты в переработке нефти: Справ. пособ. Уфа: УГНТУ, 2000, 97 с.

3. Расчеты  основных процессов и аппаратов  нефтепереработки: справочник/ под  ред. Е.Н. Судакова. 3-е изд., перераб.  и доп. – М.: Химия, 1979. -568 с.

4. Мановян  А.К. Технология переработки природных энергоносителей. - М.: Химия, КолосС, 2004. – 456 с.  

5. Пыхалова  Н. В. Конспект лекций по  дисциплине "Технология получения  масел и парафинов": Учебное  пособие. - Астрахань: АГТУ, 2001, 145 с.

6. Рудин  М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. Л.: Химия, 1980, 328 с

7. Шарихин  В.В., Ентус Н.Р., Коновалов А.А.,Скороходов  А.А., Трубчатые печи нефтегазпереработки  и нефтехимии. – Москва, «Сенсоры. Модули. Системы.». 2000 – 392 с