Установка каталитического крекинга нефтяного сырья

164,9 см² > 129,9 см²

Вывод: условия укрепления выполнено.

Расчёт укрепления штуцера ввода катализатора «Г».

Штуцер укрепляется внутренним и внешним эллиптическими кольцами шириной

l₂ = 25 см и толщиной 1,6 см.

Условия выполнения:

2_*а_*S_R?4_*L_2*(S₂-c) +2_*L_2*(S₂-S_R)

S_R=см

205 * 0,4 ? 4 * 25 * (l,6 - 0,2) + 2 * 25 * (l,6 + 0,4)

82см² ? 200см²

Вывод: условие укрепления выполнено.

Расчёт укрепления штуцера ввода катализатора «В» рис. 7

Штуцер укрепляется внешним эллиптическим кольцом шириной l₂ = 40 см и толщиной S₂= 1,6 см.

Условия укрепления:

2_*а_*S_R?4_*L_2*(S₂-c) +2_*L_2*(S₂-S_R)

S_R=

210 * 0,2 ? 4 * 40 * (16 - 0,2) + 2 * 40 * (l,6 + 0,4)

42 см² ? 224 см²

Вывод: условие укрепления выполнено.

Расчёт укрепления остальных штуцеров не производим, т.к. их диаметр менее диаметра отверстия, не требующего укрепления. Эти штуцера укрепляются накладными кольцами, площадью, равной отверстию и толщиной, равной толщине корпуса.

Расчет футеровки и изоляции.

Температура стенки корпуса реактора tст = 300 єС

Температура на поверхности изоляции tп = 50 єС

Диаметр реактор d=8 м

Температура в реакторе tт = 550 єС

Температура окружающей среды t0 = 20 єС

В качестве изоляционных материалов применяются:

Внутренняя футеровка - жаростойкий торкет-бетон.

Наружная изоляция - пенобетон.

Средняя температура в наружном слое изоляции:

tср = (tст + tп)/2 = (300+50)/2 = 175 єС

Коэффициент теплопроводности изоляции:

лиз = 0.94 + 0.00026tср = 0.1395 ккал/м*ч*град.

Т.к. установка находится на открытом воздухе коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающую среду:

б = 10 + 6 w = 20 ккал/мІ*ч*град,

где w= 3 м/с - скорость ветра.

Толщина наружной изоляции:

диз = лиз(tст - tп)/ б(tп - t0) = 0.1395*(300-50)/20*(50-20) = 0.058м = 58мм.

Термическое сопротивление футеровки:

Rф = (tт - tст)/ б(tп - t0) = (550-300)/20(50-20) = 0.417 мІ*ч*град/ккал.

Коэффициент теплопроводности футеровки:

лф = 0.35 ккал/м*ч*град.

Толщина футеровки:

дф = лф* Rф = 0.35*0.417 = 0.146м = 146мм.

Проверка температуры стенки корпуса реактора:

tст = tт - q*дф/ лф = tт - б* дф *(tп - t0)/ лф =

= 550 - 20*0.058*(50-20)/0.1395 = 300єС

Тепловой поток через футеровку и изоляцию на 1 пог. м.:

q = б(tп- t0) = 20(50-20) = 600 ккал/мІч.

Площадь изоляции = 1446,9мІ.

Тепловые потери в окружающую среду через изоляцию:

Q2= q*F = 600*1446,9 = 868140 ккал

3. Расчет количества выбросов диоксида серы

Количество выбросов диоксида серы рассчитывается по содержанию общей серы в коксе (S_k,% масс.): П_SO2 = 2·B_k·S_k·10^-2 [кг/ч] или по содержанию общей серы в сырье установки (S_c,% масс):

П _SO2 = 2,4· B_k· S_с·10^-2 [кг/ч]

где B_k - количество кокса, выгорающего с поверхности катализатора

B_k = 10·n·G·(C₁-C₂) [кг/ч]

где n - кратность циркуляции катализатора, т/т сырья;

G - производительность установки по сырью, т/ч;

C₁,C₂ - содержание кокса на катализаторе соответственно до и после регенерации, % масс.

Производительность установки 250 т/ч. Содержание серы в сырье установки 0,8% масс. Вес катализатора 1750 т, содержание кокса на катализаторе до регенерации - 1,65% масс., после регенерации - 0,2% масс.

Для расчета выброса диоксида серы определим количество кокса, выгоревшего с поверхности катализатора

B_k = 10·7·250·(1,65 - 0,2) = 25375 кг/ч

где кратность циркуляции катализатора n= 1750/250 = 7

Определяем П _SO2 = 2,4·25375·0,8 ·10^-2 = 487,2 кг/ч.

Суммарное количество оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами за год П _SO2 год =(487,2· 10^-3)·(365·24)=4267,87 т/г

Базовые нормативы платы за выбросы в ценах 1993г.:

за оксиды серы SO₂ НП _SO2=330 р/т, тогда плата за выброс в пределах ПДВ будет составлять:

Плата _SO2= НП _SO2·К_и· П _SO2 год =330·1,79·4267,87=2 521 030,809 р

Где К_и - коэффициент индексации при расчете платы за загрязнения

В 2010 году К_и =1,79

Вывод

В данном курсовом проекте на тему «Установка каталитического крекинга нефтяного сырья» были рассмотрены теоретические основы процесса крекинга и его модификации на цеолитосодержащих катализаторах, устройство и принцип работы реактора, техника безопасности и охрана окружающей среды при его эксплуатации.

На основании предварительного анализа преимуществ и недостатков известных схем и с учетом промышленных и исследовательских данных был выбран процесс управляемого (контролируемого) крекинга предлагаемого компанией ЮОП. Прогрессивными техническими решениями данной системы являются:

- Крекинг сырья в лифт-реакторе переменного сечения высотой реакционной зоны 33 м, с временем пребывания катализатора в реакционной зоне 3,08 с

- Ввод сырья в установившийся поток (выше точки ввода регенерирования катализатора) через форсунку тонкого распыла (размер капель не более 8 мкм) что обеспечивает быстрое и полное испарение сырья

- Быстрое разделение сырья и катализатора непосредственно на выходе из лифт-реактора.

- Организация системы регулирования температуры крекинга за счет ввода рисайкла в среднюю часть реактора.

- Реализация в проекте принципиально новой конструкции нижней части лифт-реактора, обеспечивающей регулярность подвода регенерированного катализатора к точке контакта с каплями сырья и практически исключающий явление «обратного переливания катализатора».

- Суть работы лифт-реактора переменного сечения в том, что регенерированный катализатор из нижней части лифт-реактора подхватывается водяным парам и бензином, ускоряется в разгонном участке лифта, где осуществляется впрыск сырья.

В расчетной части проекта представлен материальный и тепловой баланс и конструктивный расчет.

На основе исходных данных и выбранной схемы процесса рассчитан и выбран реактор каталитического крекинга со следующими характеристиками:

Диаметр лифт реактора D₁ = 1400 мм

Длина реактора l =51700 мм

Диаметр реакционной зоны D₂ = 1400мм

Высота реакционной зоны Н₂ = 33000 мм

Высота отпарной зоны Н₃ = 7000 мм

Диаметр отпарной зоны D₃ = 3000 мм

Диаметр корпуса зоны сепарации D₄ = 8000 мм

каталитический крекинг реактор нефтяной

Литература

1. Баранов Д.А., Кутепов А.М. Процессы и аппараты. - М., Академая, 2004 - 303с.

2. Борисов Д.А. и др. Процессы и аппараты: Учебник для СПО. - М: Издательский центр «Академия», 2004

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты. - М.: Химия, 1971. - 784с.

4. Медведева В.С. Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности. - М.: Химия - 1989.

5. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтепереработки. - М: Химия, 1987.

6. Павлов К.Ф. Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, 2007.

7. А.А. Кузнецов, С.М. Кагерманов, Е.Н. Судаков. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности второе издание -- 1974.

8. И.А. Вахрушев. Технологический расчет реактора каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора.

Размещено на Allbest.ru