3 Технологическая часть

3.1 Описание технологической схемы

Технологическая схема приведена на рисунке 1 (приложение А).

Нагретое в печи П-201 сырье с температурой не выше 370°С двумя потоками поступает в атмосферную колонну К-220.

Колонна К-220 предназначена для атмосферной перегонки частично отбензиненного сырья с получением бензина, керосина, легкого и тяжелого дизельных топлив и мазута.

В целях наиболее полного извлечения светлых нефтепродуктов из мазута предусмотрена подача перегретого водяного пара под нижнюю тарелку колонны К-220. Постоянство расхода водяного пара поддерживается в пределах 0,5÷1,5 % масс. в зависимости от загрузки колонны К-220 клапаном - регулятором, установленным на трубопроводе подачи его в колонну.

Давление в колонне К-220 поддерживается в пределах 1,0÷5,0 кгс/см².

Для защиты колонны К-220 установлена блокировка, прекращающая подачу топливного газа на горелки печи П-201 при давлении в колонне К-220          5,2 кгс/см².

Температура верха колонны в пределах не более 165 °С поддерживается       I ЦО.

С верху колонны К-220 отводится смесь паров бензина и воды, которая охлаждается и конденсируется в аппаратах воздушного охлаждения ХВ-220А,В. Постоянство температуры на выходах из АВО поддерживается автоматически изменением скорости вращения электродвигателя вентилятора и положением жалюзи. Поток бензина и водяного конденсата доохлаждается в водяном холодильнике Х-220 оборотной водой, температура бензина на выходе из холодильника поддерживается в установленных пределах клапаном-регулятором, установленным на трубопроводе оборотной воды в Х-220.

Бензин и конденсат водяного пара поступают в емкость Е-220. На трубопроводе бензина из Х-220 в Е-220 установлен зонд с образцами-свидетелями для определения скорости коррозии данного трубопровода. Постоянство давления в емкости поддерживается клапаном, установленным на линии перепуска паров бензина с шлемового трубопровода в Е-220. Образовавшийся из водяного пара конденсат из отстойной зоны Е-220 выводится в емкость Е-103 под давлением системы. Фракция бензина колонны К-220 из емкости Е-220 забирается насосом Н-231 А (В).

Керосиновая фракция выводится из К-220 двумя потоками. Первый поток из кармана 20-й тарелки колонны К-220 поступает на верхнюю тарелку отпарной колонны К-232 в качестве жидкой фазы. На этой линии установлен клапан-регулятор, поддерживающий постоянство температуры паров с верха К-232, возвращающихся под 19-ю тарелку колонны К-220. Второй поток из кармана 26-й тарелки колонны К-220 поступает в трубное пространство теплообменника       Т-232, где нагревается за счет регенерации тепла объединенного потока V ЦО колонны К-220 и тяжелого дизельного топлива, поступающего после теплообменников Т-211 и Т-210, и в парожидкостном состоянии подается под 8-ю тарелку К-232.

Керосин с низа отпарной колонны К-232 забирается насосом Н-232 А (В).

Режим ректификации в колонне К-220 поддерживается пятью циркуляционными орошениями:

I ЦО забирается насосом Н-221А(В,С) из аккумулятора флегмы, поступающей со второй тарелки К-220. На трубопроводе I ЦО от колонны К-220 на прием насоса Н-221 А, В, С установлен зонд с образцами-свидетелями для определения скорости коррозии данного трубопровода. С выкида насоса                   Н-221А(В,С) поток I ЦО проходит межтрубное пространство теплообменников поз. Т-105, Т-106, где охлаждается за счет сырья и поступает в АВО ХВ-101, где доохлаждается до заданной температуры, постоянство температуры I ЦО в заданных пределах поддерживается изменением скорости вращения электродвигателя вентилятора и положением жалюзи.

После АВО ХВ-101 I циркуляционное орошение через клапан-регулятор постоянства расхода с коррекцией по температуре верха колонны К-220, поступает на 1-ю тарелку колонны К-220.

II ЦО выводится насосом Н-222А(В) из аккумулятора флегмы, поступающей с 12-й тарелки К-220. С выкида насоса  Н-222 А (В) основной поток II ЦО разделяется на два потока и параллельно охлаждается в трубном пространстве теплообменников Т-116, Т-114 и Т-110, Т-108 за счет сырья, после чего объединяется и через клапан-регулятор постоянства расхода с коррекцией по температуре пара под 10-й тарелкой в колонне поступает на 11-ю тарелку колонны         К-220.

III ЦО выводится насосом Н-223А(В) из аккумулятора флегмы, поступающей с 22-й тарелки К-220. С выкида насоса Н-223 А (В) основной поток III циркуляционного орошения проходит трубное пространство теплообменников        Т-127, Т-124, где охлаждается за счет сырья и через клапан регулятор постоянства расхода с коррекцией по температуре пара под 20-й тарелкой поступает на 21-ю тарелку колонны К-220.

IV ЦО выводится насосом Н-224А(В) из аккумулятора флегмы, поступающей с 28-й тарелки К-220. С выкида насоса Н-224А(В) основной поток IV ЦО направляется в трубное пространство теплообменников двумя потоками параллельно Т-203, Т-112 и Т-206, Т-126, где охлаждается за счет сырья. Охлажденные потоки IV ЦО объединяются и через клапан-регулятор постоянства расхода с коррекцией по температуре пара под 26-й тарелкой в колонне поступает в колонну К-220.

Фракция легкого дизельного топлива из колонны К-220 выводится из кармана 37 тарелки и поступает на верх колонны К-233 через клапан-регулятор постоянства уровня в отпарной колонне К-233. Из нижней части колонны К-233 жидкость подают в пленочный испаритель Т-233. В межтрубное пространство пленочного испарителя Т-233 подают пары с низа колонны К-220, конденсат возвращают на тарелку подачи сырья колонны К -220, а не сконденсировавшуюся часть паров возвращают на выше лежащую тарелку. В испаритель Т-233 предусмотрена подача водяного пара в количестве, обеспечивающем требуемую производительность пленочного испарителя. Пары легких фракций с верха       К-233 возвращаются в К-220 под 35-ю тарелку.

Снизу испарителя Т-233 фракция легкого дизельного топлива забирается насосом Н-233 А(В). С выкида насоса Н-233 А (В) легкое дизельное топливо направляется в трубное пространство теплообменников Т-208, Т-205, Т-125, Т-121, где охлаждается за счет сырья и поступает в аппарат воздушного охлаждения ХВ-102, где охлаждается до заданной температуры, которая поддерживается автоматически за счет изменения скорости вращения электродвигателя вентилятора и положения жалюзи. После АВО легкое дизельное топливо через клапан-регулятор расхода поступает в линию дизельного топлива с установки.

Пятое ЦО выводится из аккумулятора флегмы, поступающей с 40-й тарелки К-220, на прием насоса Н-225А(В). С выкида насоса Н-225А(В) V ЦО направляется в межтрубное пространство теплообменников  Т-211, Т-210, где охлаждается за счет отбензиненного сырья и поступает в качестве теплоносителя в межтрубное пространство Т-232. После Т-232 V ЦО направляется в трубное пространство теплообменников Т-204/2, Т-204/1, Т-120. После Т-120 поток V ЦО через клапан - регулятор постоянства расхода с коррекцией по температуре паров под 38-й тарелкой поступает на 39-ю тарелку колонны К-220.

V ЦО после теплообменника Т-120 в качестве тяжелого дизельного топлива направляется на охлаждение в трубное пространство теплообменника Т-118, межтрубное пространство Т-101, за счет сырья и поступает в АВО ХВ-103, где до охлаждается до заданной температуры, регулируемой автоматически изменением скорости вращения электродвигателя вентилятора и положением жалюзи. Охлажденное в ХВ-103 тяжелое дизельное топливо через клапан-регулятор постоянства расхода поступает на объединение с легким дизельным топливом после клапана-регулятора постоянства расхода. Далее эта смесь через клапан - регулятор давления в качестве дизельного топлива выводится с установки.

Мазут с низа колонны К-220 забирается насосом Н-220 А (В).

3.2 Тепловой расчет испарителя

Исходные данные:

доля отгона в испарителе e=0,25;

количество поступающей флегмы в испаритель G₁=8,127 кг/с;

средняя удельная теплоемкость жидкости =3,104 кДж/(кг·град) при температуре потока ; =3,178 кДж/(кг·град) при температуре потока;

средняя удельная теплоемкость пара =2,771 кДж/(кг·град) при температуре потока ;

удельная теплота испарения r=299,5 кДж/кг.

Расход жидкой фазы из испарителя

;                                                                                           (3.1)

Расход паровой фазы из испарителя

;                                                                                                  (3.2)

Тепловая нагрузка испарителя

,                                                                       (3.3)

где q – энтальпии потоков, кДж/кг;

;                                                                                        (3.4)

;                                                                                       (3.5)

;                                                                                  (3.5)

Подставляя в формулу (3.3) значения расходов и энтальпий потоков, получим

Расход греющего пара

,                                                                                              (3.6)

где  - коэффициент удержания тепла, =0,95;

 - удельная теплота конденсации, ;

Температурный напор по поверхности нагрева испарителя

,                                                                                                 (3.7)

где t₃ – температура горячего теплоносителя, t₃ = 340 ;

t₂ – температура кипящей флегмы, t₂ = 320 ;

.

Коэффициент теплопередачи принимаем К= 500 Вт/(м²·К).

Расчетная поверхность теплообмена

;                                                                                                 (3.8)

Принимаем по ГОСТ 15119 – 79 кожухотрубчатый испаритель со следующими параметрами:

диаметр кожуха – 800 мм;

диаметр труб – 25×2 мм;

число ходов – 1;

общее число труб – 465;

длина труб – 3000 мм;

поверхность теплообмена – 109 м².

Плотность орошения на единицу периметра

,                                                                                          (3.9)

где n – число труб;

d_ВН – внутренний диаметр трубы;

 - плотность поступающей флегмы в испаритель, принимаем ;