Проект гидроочистки вакуумного газойля

 

Q_{расхода} – Q_{прихода} = 39292176,05 – 26842379,01 = 12449797,04 ккал/час.

 

Количество холодного  орошения

 

 

Тепло снимаемое острым орошением

 

 

Тепло вносимое рециркулятом

 

 

С учетом теплопотерь Q_рец = 18500000 ккал/час.

Количество рециркулята  находим 

 

 

4.6.3 Расчет нагрузок  по пару и жидкости в различных  сечениях колонны. 

 

1) Низ колонны.

 

                                              ;     (4.57)

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Объемный расход паров

 

                                         

,                                        (4.58)

 

где z – коэффициент сжимаемости, равный 0,68.

 

.

 

Плотность жидкости

.

 

Плотность пара

 

.

 

Объемный расход жидкости

 

.

 

Условная нагрузка по парам

 

.

 

Поправочный коэффициент  по парам при расстояние между  тарелками H=600 мм, примем равным 0,875.

 

.

 

Принимаем диаметр нижней части колонны равный 3400 мм.

 

2) Верх колонны.

 

;

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Объемный расход паров

 

 

Плотность пара

 

 

Плотность жидкости

 

 

Объемный расход жидкости

 

 

Условная нагрузка по парам

 

 

Поправочный коэффициент  по парам при расстояние между  тарелками H=600 мм, примем равным 0,96.

 

 

Принимаем диаметр верхней  части колонны равный 2000 мм.

 

 

4.7 Расчет и выбор вспомогательного оборудования

 

К вспомогательному оборудованию установки гидроочистки вакуумного газойля относятся: насосы, холодильники, теплообменники, аппараты воздушного охлаждения, печи, емкости, сепараторы.

В качестве вспомогательного оборудования подберем теплообменник и насос, исходя из заводских данных.

4.7.1 Теплообменник. Продукты, полученные на установке С-100 можно использовать в качестве эффективных теплоносителей для нагрева сырья. В тоже время эти фракции необходимо и охлаждать. Температура охлаждения диктуется условиями безопасности и хранения, обеспечением транспортабельности продукта с сохранением его текучести, а также уменьшением потерь от испарения.

При рациональном использовании  тепла отходящих потоков для  нагрева сырья значительно уменьшаются расходы топлива и охлаждающей воды. Использование тепла нефтепродуктов для подогрева технологического сырья и дополнительное охлаждение продуктов до требуемой температуры происходит в теплообменниках. На нефтеперерабатывающих заводах применяются кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой.

Согласно тепловому  балансу

 

                                        ,        (4.59)

 

                                         ,       (4.60)

 

где G_Г, G_Х – расходы горячего и холодного потоков, кг/с;

       I_ГК, I_ГН – конечная и начальная энтальпии горячего потока;

       I_ХК, I_ХН – конечная и начальная энтальпии холодного потока.

 

Энтальпия является табличной  величиной, зависящей от температуры.

Для горячего потока:

t_ГН=420⁰С, I_ГН=1008,53 кДж/кг;[5,стр.229]

t_ГК=380⁰С, I_ГК=886,68 кДж/кг.[5, стр.229]

Для холодного потока:

t_ХН=150⁰С, I_ХН=291,45 кДж/кг;[5, стр.229]

t_ХК=350⁰С, I_ХК=886,68 кДж/кг.[ 5, стр.229]

Расход горячего потока G_Г=200 м³/ч переводим в массовый расход

 

                                      кг/с           (4.61)

 

Расход холодного потока G_Х=160 м³/ч переводим в массовый расход

 

 кг/с

 

Подставляем данные в  уравнения(4.59) и(4.60)

 

кДж/с,

 

кДж/с.

 

Поверхность теплообмена F определяем из основного уравнения теплопередачи

 

                                                   

,    (4.62)

 

где Q – количество передаваемого тепла;

       К  – коэффициент теплопередачи;

      Δt_CP – средняя разность температур между теплообменивающими среда                  ми.

t₁, t₂ – температура среды в трубах,⁰С;

, - температура среды в межтрубном пространстве,⁰С.

 

                                         

,          (4.63)

 

⁰C,

 

м².

 

В соответствие с F=4667 выбираем теплообменник типа ТП ГОСТ 14246-79:поверхность теплообмена по длине труб F^/=1246 м²;

число ходов – 2;

диаметр труб – 20 2 мм;

диаметр кожуха – 1400 мм.

Рассчитаем количество теплообменников

 

 штуки, что соответствует  практическим данным.

 

4.7.2 Насос. Перекачка жидких продуктов является одной из основных операций, осуществляемых в технологических процессах нефтеперерабатывающей промышленности. Перегонка производится с помощью насосов, подразделенных по принципу действия на лопастные, у которых перемещение жидкости производится непрерывным потоком за счет энергии лопасти колеса вращаются, и объемные, у которых подача жидкости осуществляется за счет перемещения её отдельных объемов в нагнетательный трубопровод. Из числа лопастных насосов на нефтеперерабатывающих заводах наиболее применяемые центробежные, из числа объемных – поршневые. Центробежные насосы, преимуществом которых является непрерывность потока, небольшая занимаемая площадь и относительная простота конструкции.

Работу любого насоса характеризуют напором и мощностью при заданном расходе жидкости (производительности насоса).

Полезную мощность на валу насоса рассчитываем по формуле

 

                                          

,      (4.64)

 

где N – мощность на валу, потребляемая насосом, кВт;

       Q – производительность насоса, м³/ч;

       ρ  – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

       g – ускорение свободного падения, м/с;

       η  – общий КПД насоса.

Производительность насоса рассчитываем по формуле

 

                                                 

,      (4.65)

 

м³/с.

 

Полный напор насоса определяем по формуле

 

                                        

   (4.66)

 

Принимаем, что избыточное давление в расходном резервуаре Р₁=300 Па, а в приемном Р₂=102000 Па. Принимаем также, что геометрическая высота подъема жидкости Н_Г=20 м, гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода h_ВС=1 м, нагнетательного трубопровода h_Н=8 м. Тогда

 

 м.

 

Принимаем КПД насоса η=0,6 и определяем полезную мощность на валу по формуле(4.64)

 

 кВт

 

Мощность электродвигателя принимаем с запасом 25%, тогда  его требуемая мощность составит

 

                                           

,                                (4.67)

 

 кВт.

 

Выбираем центробежный насос:

- марка НК 65/55 – 240;

- напор, м³/ч – 240;

- потребляемая мощность, кВт – 90;

- частота вращения, об/мин  – 2950;

- диаметр всасывающего  патрубка, мм – 100;

- диаметр нагнетательного  патрубка, мм – 80.

Полученные данные соответствуют  центробежному насосу Н-103 на действующей установке гидроочистки вакуумного газойля.