21)Назначение и роль машин и аппаратов. Основные тенденции в развитии аппаратурного оформления процессов нефтегазопереработки

Машины – механизмы или их сочетания предназначенные для осуществления процессов связанных с превращением мех. Энергии в работу по изменению формы, размеров, положения и др. св-ва состояния обрабатываемых предметов.

Аппарат – сосуд, предназначенный для ведения хим. тепловых и других процессов.

Основные тенденции в развитии аппаратного оформления.

При проектировании НПЗ могу использоваться типовые проекты отдельных технологических процессов и комбинированных установок. Место строительства, профиль и мощность, определяется задание на проектирование.Мощность и другие параметры задаются в специализированых проектных организациях(Башгипронефтехим).Проектный институт на первом этапе выполняет технико-экономическое обоснование.Используют для этой цели типовыепроекты и технологические регламенты новых производств,разработанные отраслевыми или акадениями НИИ.

На основании

Технологическое оборудование современного нефтегазоперерабатывающего предприятия представляют собой совокупность аппаратов, машин и вспомогательных устройств, предназначенных для осуществления основного технологического процесса и выполнения других функций, связанных с подготовкой, перемещением и иным воздействием на исходные, промежуточные, вспомогательные и конечные продукты.

Аппараты предназначены для осуществления в них физических, химических или физико-химических процессов - ректификации, аб­сорбции, адсорбции, растворения, теплообмена без изменения агрегат­ного состояния, испарения, конденсации, кристаллизации, химических реакций и т.д. Характер работы аппаратов может быть непрерывный и периодический, при этом химико-технологические процессы в них могут протекать при давлениях от глубокого вакуума до сотен мегапаскалей и температурах от -200 до +900 °С.

В зависимости от назначения аппаратам присваивается название: ректификационная (абсорбционная) колонна, экстрактор, испаритель, ребойлер, подогреватель, кристаллизатор и т.д.При этом все аппараты, наряду с наличием у них своих специфических внутренних устройств и оборудования, как правило, состоят из следующих основных эле­ментов и узлов: цилиндрического корпуса из одной или нескольких обечаек, днища, крышки, штуцеров для присоединения трубной арма­туры и трубопроводов, устройств для присоединения средств контроля и измерений, люков-лазов, опор, сварных и фланцевых соединений, строповых устройств.

Машины – механизмы или их сочетания, предназначенные для осуществления процессов, связанных с превращением мех.энергии в работу по изменению формы, размеров, положения и др. св-ва состояния обрабатываемых предметов.

Основные тенденции в развитии аппаратурного оформления процессов НГП:

- существенное углубление переработки нефти на основе внедрения малоотходных технологических процессов производства высококачественных экологически чистых моторных топлив их тяжелых нефтяных остатков как наиболее эффективного средства сокращения её расхода;

- дальнейшее повышение и оптимизация качества нефтепродуктов;

- дальнейшее повышение эффективности технологических процессов и НПЗ за счет технического перевооружения производств, совершенствования технологических схем, разработки и внедрения высокоинтенсивных ресурсо- и энергосберегающих технологий, активных и селективных катализаторов;

- опережающее развитие производства сырьевой базы и продукции нефтехимии;

- освоение технологии и увеличение объема переработки газовых конденсатов, природных газов и других альтернативных источников углеводородного сырья и моторных топлив.

22. Характеристика и область применения машин и аппаратов. Стандартное и нестандартное оборудование.

Техн-кие процессы НПЗ принято классифицировать на следующие 2 группы: физические и химические.

1. Физическими (массо-обменными) процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) без химических превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, нефтяных остатков, масляных фракций, газоконденсатов и газов нежелательных компонентов (полициклических ароматических углеводородов, асфальтенов, тугоплавких парафинов), неуглеводородных соединений.

Физические процессы по типу массообмена можно подразделить на следующие типы:

1.1 – гравитационные (ЭЛОУ);

1.2 – ректификационные (АТ, АВТ, ГФУ и др.);

1.3 – экстракционные (деасфальт, селективная очистка, депараф кристаллизацией);

1.4 – адсорбционные (депарафинизация цеолитная, контактная очистка);

1.5 – абсорбционные (АГФУ, очистка от Н2S, СО2).

2. В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путем хим превращений с получением новых продуктов, не содержащихся в исходном сырье. Химические процессы, применяемые на современных НПЗ, по способу активации химических реакций подразделяются:

2.1 – термические;

2.2 – каталитические.

Общие для различных производств нефтепереработки процессы в зависимости от основных законов, определяющих их, подразделяют на:

– гидромеханические процессы (перемещение жидкостей и газов, разделение жидких и газовых неоднородных систем, перемешивание жидкостей);

– тепловые процессы (нагревание, охлаждение, выпаривание, конденсация);

– массообменные процессы (они объединены законами массопередачи и включают перегонку, ректификацию, абсорбцию, адсорбцию, экстракцию, кристаллизацию и сушку);

– механические процессы (измельчение, транспорт, сортировка и смешение твердых веществ);

– химические процессы (они объединены законами хим кинетики и включают разнообр химические реакции).

Технологические процессы, при помощи которых осуществляется переработка нефти на НПЗ, условно можно разделить напервичные и вторичные.

К первичнымотносится первичная переработка нефти: обессоливание и обезвоживание, атмосферная и атмосферно-вакуумная перегонка; вторичная перегонка бензинов, дизельных и масляных фракций. Вторичныепроцессы условно можно разделить на следующие группы:

1. Термические процессы

2. Термокаталитические процессы

3. Процессы переработки нефтяных газов

4. Процессы производства масел и парафинов

5. Процессы производства битумов, пластических смазок, присадок, нефтяных кислот, сырья для получения технического углерода.

6. Процессы производства ароматических углеводородов

Технологическое оборудование современного нефтегазоперерабатывающего предприятия представляет собой совокупность аппаратов, машин и вспомогательных устройств, предназначенных для осуществления основного технологического процесса и выполнения других функций, связанных с подготовкой, перемещением и иным воздействием на исходные, промежуточные, вспомогательные и конечные продукты.

Аппараты предназначены для осуществления в них физических, химических или физико-химических процессов. Машины – механизмы или их сочетания, предназначенные для осуществления процессов, связанных с превращением мех.энергии в работу по изменению формы, размеров, положения и др. свойства состояния обрабатываемых предметов.

Классификация нефтезаводского оборудования

а) В зависимости от назначения и принципа действия: - машины ; - сосуды и аппараты

б) по области применения и масштабам производства:- универсальные; -специальные - для узкоспециализированных производств;-специализированные

в)по роли в осуществлении процесса: -основное; -вспомогательное

г)по способу организации процесса: -непрерывного действия; -полу-непрерывного; -периодического

д)от формы: -цилиндрические; -сферические; -конические; -коробчатые

Стандартное оборудование- это взаимозаменяемое оборудование. Для него характерна низкая стоимость.

Нестандартное оборудование – проектируется индивидуально. Для него характерна высокая стоимость

23. Колонные массообменные аппараты для процессов ректификации и абсорбции. Определение диаметра и высоты аппарата. Классификация, конструктивное исполнение и область применения массообменных аппаратов

Для обеспечения контактирования потоков пара (газа) и жидкости в процессах ректификации и абсорбции применяются аппараты различных конструкций, среди которых наибольшее распространение получили вертикальные аппараты колонного типа. Аппараты этого типа могут быть классифицированы в зависимости от рабочего давления, технологического назначения и типа контактных устройств. В зависимости от применяемого давления колонные аппараты подразделяются на атмосферные, вакуумные и колонны, работающие под давлением.

По технологическому назначению колонные аппараты подразделяются на колонны атмосферных и атмосферно-вакуумных установок разделения нефти и мазута, колонны установок вторичной перегонки бензинов, каталитического крекинга, установок газоразделения, установок регенерации растворителей при депарафинизации масел и др.

По типу внутренних контактных устройств различают тарельчатые, насадочные и пленочные колонные аппараты. Области применения контактных устройств определяются свойствами разделяемых смесей, рабочим давлением в аппарате, нагрузками по пару (газу) и жидкости и т. п. В тарельчатых аппаратах контакт между фазами происходит при прохождении пара (газа) сквозь слой жидкости, находящейся на контактном устройстве (тарелке). В насадочных колоннах контакт между газом (паром) и жидкостью осуществляется на поверхности специальных насадочных тел, а также в свободном пространстве между ними.

Каждый массообменный аппарат носит наименование конкретного, целенаправленного массообменного процесса.

Ректификационная колона – это аппарат, в котором происходит процесс ректификации, т.е. массообмен между жидкой и паровой фазами для чёткого разделения компонентов. Ректификационные колонны в зависимости от технологического назначения называются: колонна предварительного испарения; основная атмосферная колонна; вакуумная колонна; стабилизационная колонна; колонны вторичной перегонки бензинов; отпарные колонны.

Адсорбер- аппарат, в котором протекает процесс адсорбции, т.е. массообмен между твердой и жидкой фазами для извлечении из смеси нужных компонентов.

Определим высоту колонного аппарата по формуле,

nт – количество тарелок, Hт – расстояние между тарелками

Высота сепарационной и кубовых зон аппарата зависит от назначения колонны и ее диаметра.

Определение диаметра колонного аппарата

Диаметр колонны определяется из выражения

Определим скорость пара в рабочем сечении,

Колонные вертикальные аппараты могут устанавливаться на лапах, стойках и так называемых юбочных опорах – цилиндрических или конических, Колонные аппараты с соотношением высоты к диаметру H/D>5, размещаемые на открытой площадке, устанавливают на так называемых «юбочных» (цилиндрических и конических) опорах. Высота цилиндрических опор h₃ должна быть не менее 600 мм и выбирается по условиям эксплуатации аппарата. Материал деталей опор выбирается в соответствии с техническими требованиями ОСТ 26-291-79 При этом предел текучести материала должен быть не менее 210 МПа при температуре 20⁰С. В опорной обечайке должны быть предусмотрены не менее двух отверстий диаметром не более 100 мм (расположенных в верхней части) для вентиляции внутренней полости и один лаз (диаметром 560 мм при D₃>800 мм и диаметром 80 мм при D₃800 мм), предназначенный для доступа людей в аппарат.