Усовершенствование технологии установки висбрекинга гудрона мощностью по сырью 800 тысяч т/год

     С = , (кДж/кг*К) 

     2,96 

     2,36  

     23 

     Площадь поперечного сечения потока, в  межтрубном пространстве Sс.ж ,м2  

     4,9*10-2   

     24 

     Площадь поперечного сечения потока, в  трубном пространстве SТ ,м2 

     1,2*10-2   

     25 

     Наружный  диаметр трубки dн , (м)  

     0,025  

     26 

     Внутренний  диаметр трубки dв , (м) 

     0,02   

     27 Расчетная скорость истечения потока  

     W = , (м/с) 

     0,564 

     0,586  

     28 

     Критерий  Рейнольдса Re =  

     2256 

     996  

     29 

     Критерий  Прандля Pr =  

     105 

     970  

     30 

     Критерий  Рейнольдса Re =  

     2256   

     31 

     Объемный  расход V2 = , (м3/с) 

     0,0068   

     32 Объемный начальный расход  

     V0 = , (м3/с) 

     0,0052   

     33 Коэффициент объемного расширения 

     В = * К-1  

     0,00615   

     34 Число труб, обеспечивающих расход исходного сырья  

     n! =  

     32   

     35 

     Число труб на один ход в теплообменнике 

     52,5   

     36 Уточненный критерий Рейнольдса 

     Re = R!  

     2256   

     37 

     Разность  температур ?tб = tн1-tк2 , (0С) 

     177 

     177  

     38 

     ?tм  = tк1-tн2 , ( 0С) 

     138 

     138  

     39 

     А = , ( 0С) 

     51 

     51  

     40 

     ?tср. = , ( 0С) 

     156 

     156  

     41 Критерий Гросхофа

     Gr = * 

     22852   

     42 Критерий Нусельта 

     Nu1 = 0,4*0,6*Re0,6*Pr0,36  

     60   

     43 Критерий Нусельта

     Nu2 = 0,74*Re0,2 (Gr*Pr)0,1*Pr0,2   

     52  

     44 Коэффициент теплоотдачи  

     L = , (Вт/м2*к) 

     264 

     278  

     45 

     Тепловое  загрязнение наружной поверхности , ( м2*к/Вт)  

     0,00086  

     46 

     Тепловое  загрязнение внутренней поверхности , (м2*к/Вт) 

     0,0172   

     47 Тепловое сопротивление стальных труб  

     , (м2*к/Вт) 

     0,000054 

     0,00054  

     48 Коэффициент теплопередачи  

     К = Вт/м2 * к 

     39 

     39  

     49 

     Расчетная площадь поверхности теплообмена FP =  

     972 

     972  
 

     Один  теплообменник типа имеет фактическую  площадь поверхности теплообмена Fф1 =537,8 м2 .

     Определим потребное количество теплообменников n = = = 1,81, принимаем n = 2 т.е., берем одну спаренную секцию, запас площади поверхности теплообмена будет: = = 10,7%, т.е. секция из двух теплообменников обеспечивает эффективность нагрева заданного объема исходного сырья.

     1.6.4 Проектный расчет узла получения  водяного пара

     Согласно  технического проекта установки  висбрекинга гудрона Саратовского НПЗ подготовка водяного пара производится в теплообменниках Т-201, Т-203, Т-208, Т-206. Курсовой проект не предусматривает изменение схемы теплообменников Т-201 и Т-203 по предварительной подготовке химочищенной диаэрированной воды. Поэтому технологический расчет этих теплообменников не производим.

     В теплообменниках Т-205 и Т-206 понижаем температуру легкого газойля  с 200оС до 165оС, а в теплообменниках Т-208 понижаем температуру остатка висбрекинга с 150оС до 100оС.

     В результате регенерации тепла целевых  продуктов в узле теплообмена  согласно ранее проведенных расчетов задействовано 14 (7 секций) теплообменников.

     В целях исключения простоя и повышения эффективности использования оборудования в дипломном проекте предлагается использовать оставшуюся секцию теплообменников Т-100 на подготовке водяного пара остатком висбрекинга с температурным напором 150-250оС. Предлагаемой схемой подготовки водяного пара преследуется три цели:

     1. За счет регенерации тепла  охлаждаем легкий газойль с  температурой 200оС до температуры  165оС, необходимой для промежуточного  циркуляционного орошения (ПЦО) ректификационной  колонны К-101.

     2. Охлаждаем остаток висбрекинга до температуры не более 100оС, необходимой для подачи в товарный парк.

     3. Получаем водяной пар с более  высокой температурой. 

     1.6.8 Предлагаемая схема тепловых  потоков 

     С целью сокращения работ при реконструкции  узла теплообмена и уменьшения длины трубопроводов при новой обвязке теплообменников на основании выше приведенных расчетов, предлагается следующее распределение потоков целевых продуктов.  

     I поток - легкий газойль насосом  Н-105/1,2 из верхнего аккумулятора  колонны К 101 подается в трубное пространство теплообменника Т-101, с температурой t = 250оС. После нагрева исходного сырья выходит из теплообменника с температурой t = 200оС, далее проходит ребойлер Т-110 и поступает в трубное пространство теплообменника Т-205/1,2 и Т-206, где охлаждается до температуры 165оС, за счет нагрева ХОВ и подается в колонну К-101 в качестве ПЦО. 

     II поток - тяжелого газойля насосом  Н-108/1,2 из нижнего аккумулятора  колонны К-101 подается в трубное  пространство теплообменника Т-102 с температурой t =350оС. После нагрева исходного сырья выходит из теплообменника с температурой t = 300оС и подается в колонну К-101 для промывки паров продуктов поступающих в колонну из печи П-104. 

     III поток - остаток висбрекинга насосом  Н-102/1,2 отбирается с низа колонны К-101 с температурой t = 390оС и подается трубное пространство последовательно соединенных теплообменников Т-107, Т- 106, Т-105, Т-104 и Т-103, где охлаждается до температуры 250оС, нагревая исходное сырье - гудрон. Затем подается в такой же теплообменник Т-100, где охлаждается до температуры 150оС, далее в Т-208/1,2, где охлаждается до температуры 100оС, нагревая химочищенную воду с целью получения водяного пара. Далее поток остатка висбрекинга направляется согласно технологической схемы. 

     IV поток - гудрон после теплообменников вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 с температурой 102оС подается в узел подогрева сырья, где последовательно проходит межтрубное пространство теплообменников Т-101, Т-102, Т-103, Т-104, Т-105, Т-106 и Т-107, где нагревается до температуры 315оС и поступает в буферную емкость Е-119. 

     V поток - химочищенная деаэрированная  вода из теплообменника Т-203 с  температурой 60оС поступает в  теплообменник Т-208/1,2 , где нагревается  остатком висбрекинга до температуры  100оС. Затем поступает в теплообменник Т-206, где нагревается легким газойлем до температуры 125оС, с которой поступает в теплообменник Т-100, где нагревается до температуры 210оС, превращаясь в водяной пар. 

     Такое распределение тепловых потоков  позволит: 

     максимально и эффективно загрузить все имеющееся оборудования. 

     Стабильно держать температуру продуктов  согласно технологическому регламенту. 

     Получить  дополнительное количество водяного пара. 

     На  установке висбрекинга гудрона  Саратовского НПЗ производится 6,8 кг/с водяного пара с температурой 210оС. 

     Разработка  дипломного проекта согласно расчетам позволит получить 15кг/с или m = 8,2 * 3600 * 24 * 350 *103 = 247968 тонн/год водяного пара с температурой 210оС дополнительно. 

     При t = 210оС энтальпия воды I = 897,9 кДж/кг = 897,9*103 кДж/кг, тогда полученная теплота составит 247,968*106*897,9*103 = 222650*109Дж/год или 53180Гкал/год. (1Дж = 0,238846кал)- (11, стр. 57) 

     2. РАЗДЕЛ «КИПиА» 
 

     Непрерывный контроль за ходом ведения технологического процесса осуществляет система сигнализаций и блокировок. Она обеспечивает: 

     - подачу предупредительного светового  и звукового сигнала при выходе  контролируемого ей технологического  параметра за границу допустимых (минимальных и максимальных) значений; 

     - аварийную остановку защищаемого оборудования при достижении предельно минимальных и предельно максимальных значений контролируемого системой параметра. 

     Система сигнализаций и блокировок смонтирована независимо от системы регулирования  технологических параметров. 

     Световая  сигнализация отображается на мнемосхеме при достижении минимального или максимального значения технологического параметра срабатывает звуковая сигнализация, и на мнемосхеме мигает соответствующий световой сигнал. При этом оператор обязан: 

     - определить параметр, вышедший за допустимые пределы; 

     - отключить нажатием кнопки звуковой  сигнал, световой сигнал при этом  продолжает гореть постоянным  светом; 

     - определить причину выхода параметра  за допустимые пределы и устранить  ее; 

     - восстановить рабочее значение  параметра, убедиться в том, что световой сигнал погас. 

     При достижении предельно максимальных или предельно минимальных значений технологических параметров система  ПАЗ (противоаварийной защиты оборудования) обеспечивает отключение соответствующих  технологических потоков. Для отключения потоков на секций предусмотрены электрозадвижки (э/з) и запорные клапаны (ЗК). 

     Состояние запорных клапанов и электрозадвижек («открыто» и «закрыто») отображается на мнемосхеме. 

     5.2.1. Перечень технологических сигнализаций  и управлений  

     в информационно-управляющей подсистеме (ИУП) 

     Электроснабжение  секции висбрекинга 

     Электроэнергия: 

     1. Ввод на секцию висбрекинга: 

     напряжение - 6000 в 50гц 

     - 380 в 50 гц 

     2. Ввод в операторную - 220 в 50 гц  

     Электроснабжение  узла регенерации МЭА 

     Электроэнергия: 

     1. Ввод на секцию висбрекинга: 

     напряжение - 6000 в 50гц 

     - 380 в 50 гц 

     2. Ввод в операторную - 220 в 50 гц 

     КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛИРУЮЩИХ КЛАПАНОВ. 

     Таблица 8.  

     № п/п 

     № позиции клапана на схеме 

     Место установки клапана 

     Назначение клапана 

     Тип клапана 

     Обоснование выбора клапана  

     1 

     2 

     3 

     4