Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Технологические машины и оборудование»

100
80
60
40
20

25 26 27 28 29 30

100
80
60
40
20

25 26 27 28 29 30

КОЛОННА СТАБИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО

РИФОРМИНГА БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли»

-- ---- -- ---ПЗ

Студент гр. БМЗ 10-01 Л.Р. Бирдегулов

(подпись,

дата)

Руководитель доцент Р.Б. Тукаева

. (подпись,

дата)

Уфа 2014

1 Цели и задачи курсового проектирования

Цель дисциплины «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли» заключается в формировании у будущих специалистов теоретических знаний в области конструирования и расчета нефтезаводского оборудования, обучении студентов применению полученных знаний и навыков для решения сложных задач, связанных с их будущей профессиональной деятельностью.

Цель курсового проектирования – систематизация и обобщение знаний, полученных при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, изучение совокупности современных методов и средств конструирования, расчета и компьютерного моделирования оборудования на примере колонного аппарата, открывающих путь к их практическому применению на производстве.

Общими задачами курсового проектирования являются:

- конструирование колонного аппарата;

- обоснование выбора основных элементов и параметров колонного аппарата;

- обеспечение безопасности и экологичности проекта;

- обеспечение прочности и надежности конструируемого аппарата;

- получение навыков использования справочной и нормативной литературы.

Частными задачами данного курсового проектирования являются:

- изучение основных принципов расчета и конструирования колонного аппарата;

- проверка прочности конструируемого аппарата;

- определение ветровых и сейсмических нагрузок;

- изучение нормативно-технической документации, которая применяются при расчете и проектировании оборудования нефтегазопереработки, и приобретение навыков выбора типового оборудования и его элементов в соответствующих каталогах и справочниках.

2 Безопасность и экологичность проекта

Основные опасности производства обусловлены особенностями технологического процесса или выполнения отдельных производственных операций, особенностями используемого оборудования и условиями его эксплуатации, нарушениями правил безопасности работающими, а также наличием в аппаратах и трубопроводах большого количества горючих газов в смеси с водородом, сероводородом, жидких углеводородов и наличием в системе высокого давления и высокой температуры.

Установка каталитического риформинга бензиновых фракций относится к категории установок повышенной пожаровзрывоопасности и токсичности. Особенностью процесса является наличие на установке большого количества водородсодержащего газа с высоким давлением (до 5 МПа).

Процесс каталитического риформинга сопровождается использованием в качестве сырья бензиновой фракции, соответственно в смеси с водородсодержащим газом под высоким давлением и с высокой температурой до 520 °С.

Процесс очистки водородсодержащего газа от сероводорода с помощью раствора моноэтаноламина происходит с выделением сероводорода, обладающего сильными ядовитыми свойствами.

В связи с этим, данные процессы является вредными и пожаровзрывоопасными.

Основными опасными факторами являются:

- наличие сероводорода и его смеси с углеводородами, топливного газа и водородсодержащего газа;

- наличие постоянного горения открытого пламени в топках печей;

- наличие большого теплового напряжения;

- наличие высокого давления;

- взрывы и пожары из-за разгерметизации оборудования и трубопроводов, при нарушении норм технологического режима;

- отравления работающих углеводородными газами и сероводородом при разгерметизации оборудования и нарушении норм технологического режима;

- термические ожоги при соприкосновении с горячими частями оборудования, трубопроводами, водяным паром, горячей водой;

- падение при ремонте и обслуживании оборудования, расположенного на высоте;

- травмирование вращающимися частями механизмов.

Имеющиеся на установке нефтепродукты и реагенты оказывают вредное воздействие на организм человека. Вредное действие может проявляться как при попадании на тело работающего, так и при вдыхании их паров и газа.

Показатели опасных свойств веществ, применяемых в колонном аппарате, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Показатели опасных свойств веществ, применяемых в колонном аппарате

Вещество	Горючесть, воспламеняемость	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Бензиновая фракция	ЛВЖ	100	4
Углеводородный газ	ГГ	300	4

Знание данных параметров необходимо для определения группы сосудов и аппаратов, коэффициента прочности сварного шва и в конечном итоге – расчета толщины стенки, при которой будет обеспечена надежная и безопасная работа конструируемого аппарата.

3 Конструирование колонного аппарата

3.1 Назначение, схема обвязки и принцип действия колонного аппарата

Стабилизационная колонна предназначена для отпарки легких углеводородов.

Аппарат работает следующим образом: в колонну поступает нестабильный риформат; из верхней части колонны выходит углеводородный газ, проходит через аппарат воздушного охлаждения и поступает в качестве холодного орошения в верхнюю часть колонны; с нижней части колонны балансовое количество стабильного бензина выводится в товарный парк, а часть его возвращается в нижнюю часть колонны в качестве горячего орошения.

Схема обвязки стабилизационной колонны представлена на рисунке 3.1.

1 – ввод нестабильного риформата; 2 – вывод стабильного бензина; 3 – вывод углеводородного газа; 4 – ввод холодного орошения; 5 – ввод горячего орошения

Рисунок 3.1 – Схема обвязки стабилизационной колонны

3.2 Конструирование и выбор основных элементов колонного аппарата

3.2.1 Выбор основных элементов корпуса и опорной обечайки.

Основные элементы и параметры колонного аппарата приведены в таблицах 3.1, 3.2.

Таблица 3.1 – Основные элементы и параметры колонного аппарата

№ п/п	Параметр	Значение
Корпус
1	Тип корпуса	Цельносварной
2	Базовый диаметр	Внутренний
3	Тип днища верхнего	Эллиптическое
4	Тип днища нижнего	Эллиптическое
5	Высота кубовой зоны, мм	hкуб =2500
6	Высота сепарационной зоны, , мм	hсеп =1000
7	Тип массообменных устройств	Клапанные тарелки
8	Общее количество тарелок, шт	36
9	Число групп тарелок, шт	4
10	Число тарелок в группах, шт	9
11	Расстояние между тарелками в группах, мм	800
12	Количество люков, шт	5
13	Диаметр люка, мм	600
14	Количество обслуживающих площадок, шт	5
15	Расстояние от поверхности земли до обслуживающих площадок, мм	1 =33000 2 =25200 3 =18200 4 =10800 5 =2200
16	Тип опоры	Юбочная цилиндрическая
17	Высота опорной обечайки, мм	hоп =2400
18	Тип лаза	Окружность
19	Диаметр лаза, мм	Dлаз =500
20	Расстояние от поверхности земли до оси лаза, мм	=600

Таблица 3.2 – Таблица люков, штуцеров, лазов

Обозначение	Наименование	Кол.	Проход условный Dy, мм	Давление условное, Ру			Вылет, мм
				МПа	кгс/см2
А1	Ввод нестабильного риформата	1	250	2,5	25	259
Б1	Вывод углеводородного газа	1	300	2,5	25	294
В1	Вывод стабильного бензина	1	300	2,5	25	294
Г1	Ввод горячего орошения	1	300	2,5	25	294
Д1	Ввод холодного орошения	1	100	2,5	25	242
Е1,2	Для манометра	2	80	2,5	25	233
Ж1,2	Для уровнемера	2	80	2,5	25	233
З1,2	Для термопары	2	80	2,5	25	233
И1	Воздушник	1	80	2,5	25	233
К1	Для предохранительного клапана	1	80	2,5	25	233
Л1-5	Люк	5	600	-	-	-
М1	Лаз	1	500	-	-	-