В данном дипломном проекте была спроектирована ректификационная ко-лонна для разделения бензиновых фракций, работающая в составе установки первичной переработки нефти.
В разделе, посвященном обзору и анализу состояния вопроса, выполнен краткий анализ существующих способов переработки нефти и приведены конструкции типовых колонных аппаратов, используемых на производстве. На основании анализа выбрана технологическая схема и аппарат, в котором вы-полняется процесс ректификации. Выбраны колпачковые тарелки.
Технологический раздел посвящен детальному описанию выбранной схемы производства и ректификационной колонны. Раздел содержит технологические расчеты по проектируемому аппарату и вспомогательному оборудованию. Определены геометрические размеры аппарата и его составных частей.
Расчетно-конструкторский раздел содержит описание конструкции аппарата и прочностной расчет его основных элементов: обечайки, фланцевого соединения, укрепления отверстия, расчета на ветровую нагрузку.
Расчет на ветровую нагрузку выполнен с использованием ЭВМ. Программа на MathCAD приведена в приложении 1.
Специальный раздел описывает выбранный способ монтажа и необходимые расчеты для безопасной установки оборудования на фундамент. Также приведены указания по безопасной эксплуатации оборудования и организации его ремонта.
Раздел, посвященный автоматизации оборудования, описывает используемые средства регулирования и контроля, применяемые в производстве для обеспечения эффективности процесса и его технологичности.
Безопасность и экологичность проекта подтверждается расчетами и указа-ниями соответствующего раздела. При соблюдении указанных требований гарантируется долговременная и безопасная работа колонны конденсации.
Организационно-экономический раздел содержит расчет величин, показы-вающих экономическую эффективность проекта.
Спроектированная ректификационная колонна удовлетворяет техническому заданию и может быть использована в установке переработки нефти.
| Введение | 4 |
| 1 Обзор состояния вопроса | 6 |
| 1.1 Подготовка нефти к переработке | 6 |
| 1.2 Перегонка нефти | 6 |
| 1.3 Прочие способы переработки нефти | 10 |
| 1.4 Сущность процесса ректификации смесей | 11 |
| 1.5 Описание конструкций проектируемого оборудования | 13 |
| 2 Технологический раздел | 19 |
| 2.1 Описание технологической схемы и проектируемого оборудования | 19 |
| 2.2 Технологический расчет | 23 |
| 3 Расчетно-конструкторский раздел | 43 |
| 3.1 Разработка и описание конструкции проектируемого оборудования | 43 |
| 3.2 Выбор материала | 43 |
| 3.3 Расчет обечайки | 46 |
| 3.4 Расчет эллиптического днища | 48 |
| 3.5 Расчет аппарата на действие ветровой нагрузки | 49 |
| 3.6 Расчет опоры аппарата | 55 |
| 3.7 Расчет укрепления отверстия | 58 |
| 3.8 Расчет фланца штуцера вывода паров дистиллята | 58 |
| 4 Специальный раздел | 61 |
| 4.1 Выбор схемы транспортировки оборудования | 61 |
| 4.2 Выбор транспортных средств | 61 |
| 4.3 Обоснование выбора схемы монтажа | 62 |
| 4.4 Приёмка фундамента под монтаж | 63 |
| 4.5 Расчет такелажной оснастки | 64 |
| 4.6 Технические условия на эксплуатацию и ремонт колонны | 72 |
| 5 Автоматизация оборудования | 76 |
| 5.1 Выбор и обоснование параметров контроля и управления | 76 |
| 5.2 Выбор и обоснование технических средств и систем автоматизации | 77 |
| 6 Безопасность и экологичность проекта | 84 |
| 6.1 Анализ опасных и вредных факторов | 85 |
| 6.2 Мероприятия по предотвращению воздействия опасных и вредных факторов | 87 |
| 6.3 Защита персонала и территории в чрезвычайных ситуациях | 90 |
| 7 Организационно-экономический раздел | 92 |
| 7.1 Технико-экономическая характеристика | 92 |
| 7.2 Себестоимость продукции | 92 |
| 7.3 Обоснование производственной мощности | 93 |
| 7.4 Организация труда и расчет заработной платы. | 93 |
| 7.5 Прибыль | 96 |
| 7.6 Расчет эффективности использования основных средств | 96 |
| 7.7 Сводные показатели эффективности проектного решения | 97 |
| 7.8 Построение графика | 98 |
| 7.9 Заключение об экономической эффективности | 99 |
| Заключение | 100 |
| Список использованных источников | 101 |
Сырая нефть впервые в значительных количествах была добыта в 1880 г. Сырая нефть является смесью химических веществ, содержащей сотни компонентов. Основную массу нефти составляют углеводороды – алканы, циклоалканы, арены.
В основу классификации нефтей положено преимущественное содержание какого-либо одного или нескольких классов углеводородов, причем количество основного компонента, определяющего название нефти, должно составлять не менее 50%. Различают нефти парафиновые, нафтеновые, ароматические.
Помимо углеводородов в составе органической части нефти находятся смолистые и асфальтовые вещества, представляющие собой высокомолекулярные соединения углерода, водорода, серы и кислорода, сернистые соединения, нафтеновые кислоты, фенолы, азотистые соединения типа пиридина, хинолина, различные амины и др. Все эти вещества являются нежелательными примесями нефти. Для очистки от них требуется сооружение специальных установок. Сернистые соединения, вызывающие коррозию аппаратуры, наиболее вредны как при переработке нефти, так и при использовании нефтепродуктов. По содержанию серы нефти классифицируют на малосернистые, содержащие от 0,1 до 0,5% серы; сернистые – до 2,5-3% серы; высокосернистые – до 5% серы.
Фракционный состав нефти определяется фракционной перегонкой, при которой нефть разделяется на фракции по температурам кипения. По плотности фракций, кипящих при одинаковой температуре, нефть классифицируют на легкую и тяжелую. Фракционный состав нефти предопределяет пути ее промышленной переработки.
Для переработки и использования нефти и нефтепродуктов большое значе-ние имеют следующие свойства: температуры застывания, вспышки, воспламенения и самовоспламенения, взрывоопасность.
Из нефти в процессе переработки получают топливо (жидкое и газообраз-ное), смазочные масла и консистентные смазки, растворители, индивидуальные углеводороды (этилен, пропилен, метан, ацетилен, бензол, толуол), твердые и полутвердые смеси углеводородов (парафин, вазелин, церезин), нефтяные битумы и пеки, технический углерод (сажу), нефтяные кислоты и их производ-ные.
Одним из главных продуктов переработки нефти является моторное топливо, которое включает авиационные и автомобильные бензины. Важное свойство бензина, характеризующее его способность противостоять преждевременному воспламенению в камере сгорания, – детонационная стойкость.
Детонационную характеристику бензина определяют в стандартном одноцилиндровом двигателе при переменном давлении и оценивают значением октанового числа.
Бензин, полученный в процессе прямой перегонки нефти, состоит в основном из алканов с октановым числом 50-70. Для повышения октанового числа осуществляют обработку, в результате которой углеводороды бензина изомеризуются с образованием более благоприятных структур, а также используют антидетонаторы – вещества, которые добавляют к бензинам в количестве не более 0,5% с целью значительного увеличения их детонационной стойкости.
Расчет ректификационной колонны для получения бензиновых фракций в установке переработки нефти является целью данной дипломной работы.
010|Установка вторичной перегонки нефти|Т3|А2
020|Отделение ректификации|А2|А2
030|Колонна ректификационная|ВО|2хА1
040|Колонна ректификационная|С7|А2
050|Колонна ректификационная|С8|А2
060|Тарелка колпачковая|СБ|А2
062|Тарелка колпачковая|ДТ|А2
070|Отбойник|СБ|А2
072|Отбойник|3D|А2
080|Установка вторичной перегонки нефти|ГП|А1
090|Холодильник|ВО|А1