Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина

Факультет Химической технологии и экологии

Кафедра Газохимии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Стабилизация газового конденсата АГКМ

Москва 2013

Содержание

• 1. Теоретические основы
• 2. Схема стабилизационной колонны
• 3. Исходные данные
• 4. Технологический расчет стабилизационной колонны
• 4.1 Материальный баланс колонны в расчете на 500000 т сырья
• 4.2 Определение давлений, температур и числа тарелок в колонне
• 4.3 Расчет флегмового и парового чисел
• 4.4 Материальный и тепловой балансы колонны стабилизации
• 4.5 Определение основных размеров колонны
• 4.5.1 Диаметр колонны
• 4.5.2 Высота колонны
• 4.5.3 Диаметры штуцеров
• Список использованных источников
• 1. Теоретические основы
• Сырой газовый конденсат, выносимый газом в виде капельной жидкости из скважины по своему составу более тяжелый и содержит углеводороды от этана (в малых количествах) до додекана и выше. Технология переработки этого конденсата включает процессы: стабилизации, обезвоживания и обессоливания; очистки от серосодержащих примесей; перегонки и выделения фракций моторных топлив (с последующим их облагораживанием).
• По мере выработки газового месторождения количество выносимого из пласта конденсата уменьшается, а по составу он становится более легким. Это необходимо учитывать при проектировании технологических установок для его переработки. Газовые конденсаты стабилизируют и перерабатывают двумя методами: ступенчатой дегазацией или ректификацией в стабилизационных колоннах.
• Схема ступенчатой дегазации не позволяет обеспечить полное извлечение легколетучих углеводородов (до гексана) и поэтому они в последующем теряются (выветриваются) из конденсата второй ступени в емкостях.
• Стабилизация в ректификационных колоннах получила большее распространение, так как позволяет исключить потери ценных углеводородов и предотвратить загрязнение ими атмосферы.
• Колонна стабилизации входит в установку стабилизации газового конденсата АГКМ.
• 2. Схема стабилизационной колонны
• - теплообменник нагрева сырья
• - ректификационная колонна
• - конденсатор-холодильник
• - рефлюксная емкость
• - трубчатая печь
• Рисунок 1.1 - Схема стабилизационной колонны

3. Исходные данные

В данной работе приведен расчет ректификационной колонны для стабилизации нестабильного газового конденсата при следующих исходных данных: нестабильный газовый конденсат имеет следующий состав (масс. доли) (таблица 1):

Таблица 1

Константы Антуана для каждого компонента (таблица 2):

Таблица 2

Нормальный бутан в дистилляте должен содержаться в количестве ?D=0,98

масс. доли; содержание всего пентана и более тяжелых углеводородов в стабильном конденсате должно составлять ?R=0,99 масс. доли; начальная температура охлаждающей воды tB=20?C; давление в эвопарционную зону колонны ?эв=115480,98 мм рт. ст.; сырье в колонну подается в виде кипящей жидкости; мольная доля отгона e'=0,4; производительность аппарата по сырью Gc=61274,5 кг/ч (мощность установки - 500000 т/г).

стабилизационный колонна тепловой

4. Технологический расчет стабилизационной колонны

4.1 Материальный баланс колонны в расчете на 500000 т сырья

Материальный баланс стабилизационной колонны приведен в таблице 3.

Таблица 3

4.2 Определение давлений, температур и числа тарелок в колонне

Для последующего расчета зададимся следующими данными [1]:

Температура ввода сырья t_вв = 51 °C;

Давление в секции питания Р_с = 15,396 МПа = 115481 мм рт ст;

Перепад между тарелками Р = 5 мм рт ст;

Температура холодного орошения t_o = 20 °C;

Мольная доля отгона е' = 0,4;

Пересчет температуры ввода сырья в колонну по заданной доле отгона:

При подаче сырья в колонну в паро-жидкостном состоянии температура сырья рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению:

 (1)

Расчет представлен в таблице 2. В результате получили:

-температура ввода сырья: t_F = 51 °C;

- средний молекулярный вес сырья:

M_F =74,257; (2)

- молекулярная масса жидкой фазы:

М_ж.ф.= 74,054; (3)

- молекулярная масса паровой фазы:

М_п.ф = 60,625; (4)

- массовая доля отгона:

e =0,3275; (5)

Данные расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4

Таблица 8

Оптимальное мольное флегмовое число определяется по уравнению:

(18)

Расчет Rmin приведен в таблице 8.

Rопт = 3,3517.

Таблица 9

Минимальное мольное паровое число в отгонной секции колонны определяется по уравнению Андервуда (расчет приведен в таблице 9):

= - ; (19)

; (20)

.

4.4 Материальный и тепловой балансы колонны стабилизации

Таблица 10

4.5 Определение основных размеров колонны

4.5.1 Диаметр колонны

Наиболее нагруженным по пару сечением колонны будет сечение под ее нижней отгонной тарелкой, оно принимается за расчетное.

Секундный объем паров в расчетном сечении при температуре tR=97,3888 ?C и давлении рR=15,375

Допустимую скорость газа в расчетном сечении находят по формуле:

(23)

Коэффициент С' определяется по уравнению:

(24)

Где а С=0,12 определяется по графику, изображенному на рисунке 1 при расстоянии между тарелками

Тогда диаметр колонны равен:

D = 2,7 м.

Рисунок 1 - График С=f(pn), используемый при определении допустимой скорости пара в колонне с клапанными тарелками

Для сравнения определяем диаметр колонны по ее сечению над верхней укрепляющей тарелкой.

Расчет ведется аналогично уже изложенному определению диаметра колонны в наиболее нагруженном поперечном сечении колонны:

Допустимая скорость паров:

Диаметр колонны в ее верхнем поперечном сечении: D = 2,01 м.

По ГОСТ 9617-76 установлен ряд внутренних диаметров для сосудов и аппаратов. Диаметр колонны окончательно принимается по нижнему сечению аппарата - он равен Dк = 2800 мм.

4.5.2 Высота колонны

На основе практических данных расстояние между верхним днищем колонны и ее верхней укрепляющей тарелкой принимается следующее: h1=1,2 м; высота секции питания h3=1,3 м; расстояние между нижним днищем и нижней отгонной тарелкой h5=3 м (для обеспечения трех-четырехминутного запаса флегмы внизу колонны). Высота колонны равна:

Для отгонной части:

(30)

Полная высота колонны:

(31)

4.5.3 Диаметры штуцеров

Таблица 11

Список использованных источников

1. Кузнецов А.А., Судаков Е.Н., «Расчеты основных процессов и аппаратов углеводородных газов», М., Химия, 1983;

2. Прокофьева Т.В., «Технологический расчет колонны дл разделения сжиженных газов», М., 2006;

3. Лапидус А.Л., Голубева И.А., Жагфаров Ф.Г. «Газохимия. Часть 1. Первичная переработка углеводородных газов», М., 2004;

4. Осинина О.Г. «Определение физико-технических и тепловых характеристик нефтепродуктов, углеводородов и некоторых газов», М., РГУ нефти и газа, 1986.

Размещено на Allbest.ru