Маслоблок

Исходя из данных [28] примем Нж94=199,53 кДж/кг

Количество теплоты, вводимое с фенольной водой:

Qфенол вода=Gводы•Нжв40+Gфенола•Нжф40=596,46•73,32+6030,86•168=1056916,93 кДж/ч

Исходя из данных [25] примем энтальпию воды Нж40=168 кДж/кг, а по рекомендациям [23,28] Нжф40=73,32 кДж/кг

Количество теплоты, выводимое с рафинатным раствором:

Qрафин. раст=Gрафин •Нжр88+ Gфенола•Нжф88=56774,06•173,324+14193,51•186,04=12480867,78 кДж/ч

Исходя из данных [27] при и Т=361 К, Нжр88=173,324 кДж/кг

Исходя из рекомендаций [26] принимаем Нжф88=186,04 кДж/кг

Количество теплоты, выводимое с экстрактным раствором:

Qэкстракт. раст=Gэкстракта•Нжр68+Gфенола•Нжф68+Gводы•Нжв68=

=16862,85•127,76+133676,77•141,45+6030,86•284,6=22779359,59кДж/ч

По данным таблицы 3 принимаем плотность , тогда

исходя из данных [25] при температуре Т=341К, Нжр68=127,76 кДж/кг, по данным [26,28] Нжф68=141,45 кДж/кг, по данным [26] Нжв68=284,6 кДж/кг

Тепловой баланс экстракционной колонны, без учета тепла рециркулята, представлен в таблице 26.

Таблица 26 - Тепловой баланс экстракционной колонны

Потоки	t,C°	G,кг/ч	Н, кДж/кг	Q, кДж/ч
Приход
Сырье (фр. 360-420 C°)	72,00	73636,91	134,04	9870291,42
Фенол	94,00	147273,82	199,53	29385545,3
Фенольная вода:	40,00	6627,32	-	1056916,93
Фенол	40,00	596,46	73,32	43732,45
вода	40,00	6030,86	168,00	1013184,48
ИТОГО	-	227538,05	-	40312753,65
Расход
Рафинатный раствор:	88,00	70967,57	-	12480867,78
Рафинат	88,00	56774,06	173,32	9840307,18
Фенол	88,00	14193,51	186,04	2640560,60
Экстрактный раствор:	68,00	156570,48	-	22779359,59
Экстракт	68,00	16862,85	127,76	2154397,72
Фенол	68,00	133676,77	141,45	18908579,12
Вода	68,00	6030,86	284,60	1716382,75
ИТОГО	-	227538,05	-	35260227,37



Определим количество теплоты, отводимое экстрактным раствором за счет охлаждения рециркулята:

Qсырья+Qфенола+Qфенол. вода-( Qрафин. раст.+Qэкстракт. раст) = Qрецирк.(63)- Qрецирк(30)=ДQ

ДQ=Gрецирк.·(Нжр68-Нжр30), тогда Gрецирк= ДQ/(Нжр68-Нжр30)

ДQ==40312753,65-35260227,37=5052526,28кДж/ч

Рассчитаем энтальпию экстрактного раствора при 68С°

(11)

экстрактный раствор состоит из: 10,77 % мас.-экстракта, 85,38 % мас.-фенола, 3,85 % мас.-воды,

Нжр68=127,76·0,1077+141,45·0,8538+284,6·0,0385=146,1 кДж/кг

Исходя из данных [25,26,28] энтальпия экстракта при Т=303К равна Нжэ30= 54,4 кДж/кг, энтальпия фенола при 30С° Нжф30=43,9кДж/кг, энтальпия воды при 30С° Нжв30=83,8 кДж/кг.

Энтальпия рециркулята при 30С° равна:

Нжр35=54,35·0,1077+43,98·0,8538+83,8·0,0385=46,5 кДж/кг.

Gрецирк =5052526,28/(146,1-46,5)=50728,1 кг/ч, что является допустимым при данном режиме работы, нормальный режим работы колонны не нарушается.

Расчет геометрических размеров экстракционной колонны.

Диаметр колонны определим по формуле: [23]

, (12)

где G'c-объемный расход сырья, м3/ч

G'ф- объемный расход фенола, м3/ч

G'фв- объемный расход фенольной воды, м3/ч

W-суммарная условная скорость движения фаз, по рекомендациям [30] примем W=12м3/м2·ч.

Плотность сырья при 75С° по данным [6]

(13)

плотность фенола при 20С° по данным [23]

плотность фенольной воды при 75°С:

плотность фенола при 75°С

плотность фенольной воды найдем по правилу аддитивности

Объемные расходы сырья, фенола и фенольной воды соответственно равны:



G'i=Gi/ (14)

G'c=73636,91/858,9= 85,7 м3/ч

G'ф=147273,82/997=147,6 м3/ч

G'фв=6627,32/977=6,7 м3/ч

Диаметр экстракционной колонны равняется:

D=2•((85,7+147,6+6,7)/3,14·12)Ѕ =5 м, из стандартного ряда принимаем диаметр равный 5м

Расчет высоты экстракционной колонны колонны:[23]

высота экстракционной колонны рассчитывается по формуле:

H=h1+h2+h3+h4, (15)

где h1-высота отстойной зоны рафинатного раствора, м

h2-высота отстойной зоны экстрактной колонны, м

h3-высота колонны занимаемая контактными устройствами, м

h4-высота юбки колонны, м

Высота отстойной зоны рассчитывается по формуле: (по рекомендациям [23])

, (16)

где G'I-обьем раствора прошедшего через рассчитываемую зону, м3/ч

t-время отстоя раствора, ч; по рекомендациям [26] принимаем время пребывания рафинатного раствора в отстойной зоне - 90 мин, время пребывания экстрактного раствора в отстойной зоне 40 мин.

F-площадь поперечного сечения колонны, м2

Расчет отстойной зоны рафинатного раствора.

Определим объем рафинатного раствора, прошедшего через рассчитываемую зону по формуле:

(17)

Плотность рафинатного раствора определим по фомуле:

, где (18)

где Хi-массовая доля компонента смеси

-плотность I-ого компонента смеси

0,899

Плотность рафинатного раствора, при температуре 88 С°

=0,855

=83 м3/ч

площадь поперечного сечения колонны определим по формуле

=19,6 м2 (19)



6,3 м

Расчет отстойной зоны экстрактного раствора.

=0,9753

=160,53 м3/ч

h2==5,4 м

Экстракционная колонна укомплектовывается 20 ситчатыми тарелками, по практическим данным [22,23]примем расстояние между тарелками 400 мм, таким образом: h3=7,6м

Принимаем высоту юбки колонны h4=4м.

Высота колонны составит:

Н=6,3+5,4+7,6+4=23,3м.

6.2 Расчет системы регенерации растворителя из раствора рафината

6.2.1 Расчет испарительной колонны

После экстрактных колонн К-2, К-2а рафинатные растворы объединяем и направляем в испарительную колонну К-3. Данный расчет колонны проводится в соответствии с расчетом приведенным в литературе [23].

Определение температуры нагрева рафинатного раствора.

Температуру ввода рафинатного раствора определим путем расчета на ЭВМ, условием задания температуры является обеспечение доли отгона в колонне при которой остаточное содержание фенола в рафинатном растворе не превышало 5%. По данным расчета принимаем, что рафинатный раствор нагрелся в печи и поступает в отгонную колонну с температурой 270 С°. Процесс удаления фенола из рафинатного раствора проходит при атмосферном давлении или близком к нему, по рекомендациям [23], исходя из этого принимаем давление в точке ввода сырья 112 кПа.

Определение температуры вверху отгонной колонны.

Температура вверху отгонной колонны принимается равной температуре кипения фенола, при давлении вверху данной колонны.

Колонна снабжена 10-ю тарелками с жалюзийными колпачками, гидравлическое сопротивление одной тарелки принимаем 0,5 кПа [26,29]. Сырье подается на 2-ую и 4-ую тарелки, потеря давления на преодоление гидравлического сопротивления тарелок составит ?р=4 кПа. Давление вверху отгоной колонны составит р=112-4=108 кПа. Температура кипения фенола при данном давлении составлят 184,42С°, что и будет равняться температуре вверху отгонной колонны. Определение температуры низа отгонной колонны.

По рекомендациям [23] примем температуру низа колонны на 5С° ниже температуры поступления исходной смеси в колонну, данная температура составит 270-5=265С°. Определение количества орошения. Количество орошения фенолом определяется исходя из теплового баланса колонны.

Расход орошения определим по формуле: [23]

, (20)

где Gор-расход орошения, кг/ч

Qс- количество тепла поступающего в колонну с сырьем, кДж/ч

Qраф- количество теплоты выводимое из колонны с рафинатным раствором, кДж/ч

Qфен-количество теплоты выводимое из колонны с парами фенола, кДж/ч

Н184п.ор- энтальпия паров фенола при температуре верха колонны, кДж/кг

Н60ж.ор- энтальпия жидкого орошения при температуре 60С°, кДж/кг

Плотность рафината 0,8754, по данным [25,26] при температуре Т=543К, Нраф270=619,27 кДж/кг

Энтальпия паров фенола при 270°С по данным [26] примем Нф270=995,13 кДж/кг

Qс=Gраф· Нраф270+Gфен· Нф270 =113548,12·619,27+28387,03·995,13=95367792,82кДж/ч

Количество теплоты, выводимое из колонны с рафинатом

При данном расчете предполагаем, что унос рафината с парами фенола ничтожно мал, и весь рафинат удаляется из куба колонны.[15,17]

Энтальпия рафината при температуре низа колонны (Т=538К) будет равняться Нраф265=608,12 кДж/кг. Энтальпия фенола - Нф265=627,24 кДж/кг

Qраф= Gраф· Нраф265+ Gфен·Нф265 = 113548,12·608,12 +2892,34·627,24 =70865074,08кДж/ч

Количество теплоты, выводимое из колонны с парами фенола

Энтальпия фенола при 184,42С° равняется Нф184=860,08 кДж/кг

Qф= Gфен· Нф184=25494,69·860,08=21927472,98 кДж/ч



Энтальпия жидкого фенола при 60С° Нж.ор60=124,02 кДж/кг

Gор = (95367792,82- (70865074,08+21927472,98))/(860,08-124,02)=3498,69 кг/ч

Расчет материального баланса отгонной колонны.

Материальный баланс отгонной колонны приводится с учетом орошения фенолом при условии, что весь рафинат находится в жидком состоянии. Материальный баланс представлен в таблице 27.

Таблица 27 - Материальный баланс отгонной колонны

Продукты	%мас. на сырье	состав растворов	т/год	т/сутки	кг/ч
Взято
Рафинатный раствор:	100,00	100,00	1158190,79	3406,44	141935,15
рафинат	80,00	80,00	926552,63	2725,15	113548,12
фенол	20,00	20,00	231638,16	681,29	28387,03
Фенол	4,93		28549,31	83,97	3498,69
итого	104,93		1186740,14	3490,41	145433,84
Получено
Рафинатный раствор:	84,08		950154,16	2794,57	116440,46
рафинат	80,00	95,00	926552,66	2725,15	113548,12
фенол	4,08	5,00	23601,50	69,42	2892,34
Фенол	20,85		236585,98	695,84	28993,38
Итого	104,93		1186740,14	3490,41	145433,84

Тепловой баланс испарительной колонны представлен таблице 28.

Таблица 28 - Тепловой баланс испарительной колонны

Потоки	t,C°	G,кг/ч	Н, кДж/кг	Q, кДж/ч
Приход
Рафинатный раствор:	270,00	141935,15		95367792,82
Рафинат	270,00	113548,12	619,27
Фенол	270,00	28387,03	995,13
Фенол	60,00	3498,69	124,02	433907,53
Итого		145433,84		95801700,35
Расход
Рафинатный раствор:	265,00	116440,46		70865074,08
Рафинат	265,00	113548,12	608,12
Фенол	265,00	2892,34	627,24
Фенол	184,42	28993,38	860,08	24936626,27
Итого		145433,84		95801700,35

Расчет геометрических размеров испарительной колонны

Расчет диаметра колонны

Объем паров определим по формуле [23]

, (21)

где V-объемный расход паров проходящих через сечение колонны, м3/ч

Т-температура в данной области колонны, К

Р- давление в области определения, МПа

Gi-количество компонента пара, кг/ч

Mi-молярная масса компонента

Рассчитаем обьем паров:

V=22,4*(457,42/273)*(0,101/0,108)*28993,38/94=10826м3/ч

объем паров в точке ввода сырья



V=22,4*(543/273)*(0,101/0,112)*25494,69/94=10897 м3/ч

Диаметр колонны определяем в более нагруженном сечении - точке ввода орошения.

Рассчитаем допустимую скорость паров по уравнению Саудерса и Брауна.

, (22)

где К- коэффициент зависящий от расстояния между тарелками и типам тарелки[28].

-абсолютная плотность соответственно жидкости и пара, кг/м3

По данным [28] примем К=530 при расстоянии между тарелками 400 мм.

Плотность паров при данных условиях определим по формуле

сп=Gп/V=28993,38/10826=2,67 кг/м3 (23)

плотность жидкой фазы равняется:

0,7879

0,77 м/сек

Диаметр колонны рассчитаем по формуле

((4*3,0)/(3,14*0,77))1/2=2,2 м,



принимаем диаметр колонны из стандартного ряда диаметров равным 2,2 м.

Полученный диаметр проверим по жидкостной нагрузке. Рассчитаем величину подпора слива над сливной перегородкой [27].

, (24)

селективный очистка масло деасфальтизат

где Qc-объем жидкости в рассматриваемом сечении, м3

Вс- длинна сливной перегородки, м

Определим объем жидкости в точке ввода сырья

Qc=Gж/

=0,895-0,000647(270-20)=0,74

Qc=113548,12/740=152,0 м3/ч

Вс=r=1,41м (25)

h=((152/1,41*6445)2 )1/3=0,05 м.

Расчет высоты испарительной колонны.

Высота рабочей зоны занятая контактными устройствами h1=10·0,4=4 м.

Высота зоны ввода сырья в колонну примем по данным [27]равной расстоянию между тремя тарелками, что составит 0,8м.

Высоту кубовой части колонны примем равной 10 минутам работы колонны.

Объем рафината в внизу колонны составит:

V=(Gраф*10)/(pраф*60) =(113548,12*10)/(740*60)=25,5 м3 (26)



Площадь поперечного сечения колонны составит:

S=3,14·2,22/4=3,7 м2, отсюда

h2=V/S=25,5/3,7=7м

Общая высота испарительной колонны составит Н= 4+7+0,8=11,8м

Примем высоту колонны равной 12м.

6.2.2 Расчет отпарной колонны

По данным [23] примем температуру сырья поступающего в данную секцию колонны на 5°С ниже температуры раствора рафината, выходящего из испарительной колонны. Данная температура составит 260 °С.

Определение температуры низа отпарной колонны.

Определим температуру низа колонны, как температуру рафината, охлажденного вследствие испарения растворителя. Искомую температуру находим по формуле: [27]

t2=t1-, (27)

где t2-искомая температура низа колонны, °С

t1-температура рафинатного раствора поступающего в отпарную колонну, °С

Gраст- количество отгоняемого растворителя, кг/ч

r-скрытая теплота испарения растворителя, кДж/кг

Gраф- количество рафината, уходящего снизу колонны, кг/ч

с- удельная теплоемкость рафината, кДж/кг·°С

Найдем теплоту испарения фенола по формуле r=KТ/М, (28)

где К- коэффициент равный для фенола 21,

Т-температура кипения, °К,

М- молекулярный вес.

r=21·455/94=101,65 к кал/кг=425,91 кДж/кг

t2=260-(2892,34*425,91/113548,12*2,1)=254,8°С

Примем температуру низа отпарной колонны 255 °С.

Определение температуры вверху отпарной колонны.

Температура вверху отпарной колонны будет равняться температуре кипения фенола при давлении, равном парциальному давлению паров фенола.

Парциальное давление паров фенола определим по формуле:

, (29)

где Рр - парциальное давление паров растворителя. кПа

Gраст- расход отгоняемого растворителя, кг/ч;

Z- расход вводимого в колонну водяного пара, кг/ч;

-общее давление над верхней тарелкой в колонне, кПа;

М- молекулярная масса фенола;

18-молекулярная масса воды;

Примем, по данным [23], количество вводимого в колонну водяного пара равняется 3%мас. от рафината, что составит Z =113548,12·0,03=3406 кг/ч

Колонна снабжена 16-ю тарелками желобчатого типа, при подаче рафинатного раствора на 14-ую тарелку, общее падение давления, на преодоление гидравлического сопротивления тарелок и преодоления местных сопротивлений перетока, составит 6 кПа.

Парциальное давление паров растворителя составит:

Pp= ((2892,34/94)/(2892,34/94+3406/18))*106=15 кПа

Исходя из данных [23] примем температуру верха отпарной колонны 150 °С. Исходя из того, что температура кипения фенола, не учитывая парциальное давление водяного пара, при общем давлении в колонне составит 200 °С, то примем исходя из литературных данных [21,22,17,25] температуру верха колонны 190 °С.

Определение количества холодного орошения.

Расход орошения найдем из теплового баланса отпарной колонны.

Количество теплоты, вводимое в колонну рафинатным раствором:

Qраф раст=Gраф·Н260раф+Gф·Н260ф

Энтальпия рафината при 533 К и P1515=0,8754 составит Н260раф=591,09 кДж/кг

Энтальпия фенола по данным [25] при 260°С равняется Н260ф=613,43 кДж/кг

Qраф раст=113548,12·591,09+2892,34·613,43=68891406,38кДж/ч

Количество теплоты, вводимое в колонну с водяным паром:

По данным [19,20] примем, что в колонну поступает пар из обще заводской линии при температуре 300°С и давлении 14 атм. по данным [26] энтальпия пара равняется



Н300в. пар=734,3 ккал/кг=3076,72 кДж/кг.

Qв.пар.=Gв.пар· Н300в. пар=3406·3076,72=10479308,32 кДж/ч.

Количество теплоты, выводимое из колонны с рафинатом:

Энтальпия рафинатного раствора при 528 К, и плотности =0,8754, по данным [25] примем Н255раф.=563,887 кДж/кг.

Qраф=Gраф.· Н255раф=113548,12·563,887=64028308,74 кДж/ч

Количество теплоты, выводимое из колонны с парами:

Исходя из практических данных, в рафинате остается 0,0005 % мас. фенола, но так как доля фенола в рафинате мала, то для упрощения расчетов принимаем, что в отпарной колонне весь фенол удаляется из рафинатного раствора.

Энтальпия водяного пара при температуре и давлении верха колонны равняется Н190в.пар=681,83 ккал/кг=2856,86 кДж/кг. Энтальпия фенола при температуре верха колонны по данным [25] равняется Нфен.190= 869,43 кДж/кг.

Q190паров.=Gфен.· Нфен.190+Gв.пар.· Н190в.пар=2892,34·869,43+3406·2856,86=12245152,33 кДж/ч.

Орошение производим фенольной водой, расход орошения определяется по формуле:

, (30)

где Gор- количество орошения, кг/ч;

Qраф.раст.- количество теплоты вводимое в колонну с рафинатным раствором, кДж/ч;

Qв.пар.- количество теплоты вводимое в колону с водяным паром, кДж/ч;

Qраф- количество теплоты выводимое из колонны с рафинатом, кДж/ч;

Qпаров- количество теплоты выводимое из колонны с парами, кДж/ч;

Н190ор- энтальпия орошения при температуре верха колонны, кДж/кг;

Н50ор.-энтальпия орошения при температуре ввода в колонну, 50°С.

По данным таблицы 21 в фенольной воде содержится 0,09 долей фенола и 0,91 доли воды, энтальпия орошения при 50°С равняется:

Н50ор=0,09·Н50ф+0,91·Н50воды

По данным [26] энтальпия фенола при 50 °С равняется Н50ф=102,66 кДж/кг.

Энтальпия воды при 50 °С равняется Н50воды=210кДж/кг.

Н50ор=0,09·102,66+0,91·210=200,339 кДж/кг.

Найдем энтальпию орошения при 190 °С.

Энтальпия паров фенола при 190 °С

Н190ор=0,09·869,43+0,91·2856,86=2677,99 кДж/кг.

Gор=((68891406,38+10479308,32)-(64028308,74+12245152,33))/(2677,99-200,339)=1250кг/ч.

Материальный баланс рассчитывается с учетом орошения, подаваемого в колонну. Материальный баланс представлен в таблице 29.



Таблица 29- Материальный баланс отпарной колонны

Продукты	%мас. на сырье	состав растворов	т/год	т/сутки	кг/ч
Взято
Рафинатный рас:	100,00		950154,16	2794,57	116440,46
рафинат	95,00	95,00	926552,66	2725,15	113548,12
фенол	5,00	5,00	23601,50	69,42	2892,34
Фенольная вода:	0,96		3880,49	11,41	475,55
вода	0,87	91,00	3531,24	10,39	432,75
фенол	0,09	9,00	349,24	1,03	42,80
Водяной пар	3,43		27792,96	81,74	3406,00
Итого	104,39		981827,60	2887,73	120322,01
Получено
Рафинат	95,00		926552,66	2725,15	113548,12
Фенол	5,09		23950,74	70,44	2935,14
Водяной пар	4,30		31324,20	92,13	3838,75
Итого	104,39		981827,60	2887,73	120322,01

Тепловой баланс колонны приводится с учетом орошения вводимого колонну, по данным расчета представленным в пункте 6.2.2. Тепловой баланс отпарной колонны представлен в таблице 30.

Таблица 30- Тепловой баланс отпарной колонны

Потоки	t,C°	G,кг/ч	Н, кДж/кг	Q, кДж/ч
Приход
Рафинатный раствор:	260,00	116440,46		68891406,38
Рафинат	260,00	113548,12	591,09	67117158,25
Фенол	260,00	2892,34	613,43	1774248,13
Фенольная вода:	50,00	475,55	200,34	95271,21
вода	50,00	432,75	210,00	90877,50
Фенол	50,00	42,80	102,66	4393,85
Водяной пар	300,00	3406,00	3076,72	10479308,32
Итого		120322,01		79465985,91
Расход
Рафинат	255,00	113548,12	563,89	64028649,39
Пары верха колонны:	190,00			13518670,1
Фенол	190,00	2935,14	869,43	2551898,77
Вода	190,00	3838,75	2856,86	10966771,33
Итого		120322,01		79465985,91

Уточнение и подбор температуры верха с учетом орошения.

Уточнение температуры верха проводим по формуле 29, как температуру кипения растворителя при давлении равном парциальному давлению растворителя. Массовые расходы компонентов паровой смеси принимаются согласно таблице 30.

Pp= ((2935,14/94)/(2935,14/94+3838,75/18))*106=13 кПа,

по данным [23] температура кипения фенола при данном давлении составит 188°С. По данным пункта 6.2.2 принимаем температуру в верху отпарной колонны 190 °С.

Определение геометрических размеров отпарной колонны.

Определение диаметра отпарной колонны.

Диаметр отпарной колонны находим исходя из объема паров под верхней тарелкой колонны.

Объем паров под верхней тарелкой рассчитаем по формуле:

;

V=22,4*(463/273)*(0,101/0,106)*(3838,75/18+2935,14/94)=8849 м3/ч

Линейная скорость паров, исходя из рекомендаций [28], равняется 0,7 м/с. Диаметр колонны определим по формуле:



((4*2,5)/3,14*0,7))1/2 =2,13 м

Из стандартного ряда диаметров обечаек принимаем диаметр 2,2 м.

Расчет высоты отпарной колонны.

По данным [22,24] примем, что расстояние между тарелками равняется 400 мм.

Высота рабочей зоны занятая контактными устройствами h1=15·0.4=6 м. Высота зоны ввода сырья в колонну примем по данным [22]равной расстоянию между тремя тарелками, что составит 0,8м. Высоту кубовой части колонны примем равной 10 минутам работы колонны.

Плотность рафината при 255 °С равняется p2554=0,8943-0,000647(255-20)=0,742

Объем рафината в внизу колонны составит:

V=(Gраф*10)/(pраф*60)= (113548,12*10)/(742,0*60)=25,5 м3

Площадь поперечного сечения колонны составит:

S=3,14·2,22/4=3,7 м2, отсюда h2=V/S=25,5/3,7=7м

Примем высоту ввода водяного пара равной расстоянию между тремя тарелками, что составит 0,8м.

Общая высота отпарной колонны составит Н=6+7+0,8+0,8=14,6м.

Примем высоту колонны равной 15м.



6.3 Расчет полезной тепловой нагрузки печи подогрева рафинатного раствора

Предполагаем, что теплообмена с окружающей средой по линии экстракционная ко-лонна-печь не произошло, и рафинатный раствор поступает в печь с температурой верха экстракционной колонны - 88 °С.

Расчет полезной тепловой нагрузки печи производим по формуле:

Qпол= 1/3600((Gраф· Нраф270+Gфен· Нф270+Gрафп·Нраф, п+Gфенж·Нфж)- (GрафН88раф+Gф.Н88ф.)),

где Qпол- полезная тепловая нагрузка печи, кВт;

Gраф;Gф;Gпф; Gрафп - массовые расходы рафината, жидкого и парообразного фенола, парообразного рафината, соответственно, кг/ч;

Н88раф;Н88ф;Н270раф;Н270ф.ж.;Н270ф.п; Нраф.- энтальпии рафината и фенола при 88°С и энтальпии рафината и жидкого парообразного фенола, парообразного рафината, кДж/кг

Предполагаем, что потери теплоты в линии печь - рафинатная колонна за счет теплообмена с окружающей средой не произошло и температура нагрева раствора в печи составит 270°С.

Исходя из данных [23,25,15] и таблиц 26,28, принимаем, что Н88раф=173,324 кДж/кг, Н88ф=186,04 кДж/кг, Gраф=113548,12 кг/ч, Gф=28387,03кг/ч;

Н270раф=619,27 кДж/кг,Gраф=113548,12 кг/ч, Gф=28387,03 кг/ч;

Н270ф.ж=641,07 кДж/кг, Gфп=25494,69 кг/ч, Н270ф.п=860,08 кДж/кг.

Применяя полученные данные, определим полезную тепловую нагрузку печи.



Qпол=1/3600((113548,12·619,27+28387,03·995,13+2892,34·641,07+2988,39·870,91)-(113548,12•173,324+14193,51•186,04)) = 22417 кВт.

Рассчитаем теплопроизводительность трубчатой печи, по формуле:

, (31)

где QТ- теплопроизводительность трубчатой печи, МВт;

- КПД печи;

Принимаем исходя из данных [26] КПД равное 0,8, тогда QТ =22,4/0,6=28 МВт

6.4 Уточненный материальный баланс установки

Материальный баланс установки рассчитывается исходя из предположения, что фенол на установку поступает в момент запуска установки, в остальное время производство удовлетворяется регенерированным фенолом. В материальном балансе не учитывается количество водяного пара пошедшего на отпарку фенола из экстрактного раствора. Расчет производился исходя из данных пункта 6.1-6.2. Результаты расчета представлены в таблице 31.

Таблица 31 - Уточненный материальный баланс установки

Продукты	%мас. на сырье	т/год	т/сутки	кг/ч
Взято
фракция 360-420	100,00	1201754,39	3534,57	147273,82
фенол	203,21	2442141,56	7182,77	299282,05
вода	10,80	129747,89	381,61	15900,48
итого	314,01	3773643,84	11098,95	462456,35
Получено
рафинат	77,10	926552,66	2725,15	113548,12
фенол	203,21	2442141,54	7182,77	299282,05
водяной пар	10,80	129747,89	381,61	15900,48
экстракт.	22,90	275201,76	809,42	33725,70
итого	314,01	3773643,84	11098,95	462456,35



7. Охрана труда и окружающей среды

7.1 Охрана окружающей среды

На данной установке селективной очистки применяем фенол, который имеет характерный запах, токсичен. Отравление возможно парами и мельчайшими кристаллами, образующимися при конденсации паров на холодных предметах. Попадание фенола на кожу вызывает ожог.

На установке существует замкнутой водный контур, наличие которого предотвращает утечку фенола с установки.

На установке в процессе работы имеет место три вида выбросов в окружающую среду:

1 Выбросы в атмосферу:

- организованные из помещения холодной и горячей насосных;

- неорганизованные выбросы от аппаратов установки;

- через дымовые трубы технологических печей П-1,2.

2 Технологические сточные воды.

3 Твердые отходы.

Основным требованием, ограничивающим вредное воздействие процесса и продукции на окружающую среду, является сохранение герметичности аппаратуры и оборудования.

Загрязнение атмосферы осуществляется дымовыми газами печей П-1,П-2

Контроль полноты сгорания топлива на технологических печах установки осуществляется кислородомерами. Регулировка подачи воздуха к форсункам - при помощи регистров и распылом жидкого топлива паром.

Емкости с фенолом и фенолсодержащим продуктом объединены в закрытую дыхательную систему.

На установке применяется закрытая система освобождения аппаратов, насосов и трубопроводов в специальную дренажную емкость, из которой продукт откачивается в систему установки.

С целью уменьшения выбросов в атмосферу из колонн, на установке предусмотрена схема получения пара в замкнутом водном контуре.

До пуска водного контура пары из колонн сбрасываются в емкость Е-3.

Качество уходящей с установки оборотной воды и промливневых стоков контролируется ежесуточно лабораторными анализами и ежедневно обслуживающим персоналом. Для создания безопасных условий работы и удаления вредных веществ из помещений насосных имеется приточно-вытяжная вентиляция. Эффективность работы вентиляции проверяется ежегодно специальной организацией.

Для обеспечения надежности охраны водных ресурсов и воздушного бассейна предусмотрены следующие меры:

1 Промышленно-ливневая канализация (ПЛК).

Стоки от охлаждения торцов насосов, ливневые воды с площадки и от мытья полов насосных по коллекторам сбрасываются в емкость Е-7, а из емкости в заводскую канализацию.

Качество сбрасываемых вод контролируется лабораторией по охране природы согласно графику, утвержденному главным инженером завода. Проба отбирается из выходного контрольного колодца с установки. Стоки направляются на очистные сооружения завода, где проходят механическую, физико-химическую и биохимическую очистку.

2 Основным требованием, ограничивающим вредное воздействие процесса селективной очистки масел фенолом и выпускаемой продукции на окружающую среду, является сохранение герметичности аппаратуры и оборудования.

С целью предупреждения загазованности приняты следующие меры:

- насосы оборудованы двойными торцевыми уплотнениями;

- дренирование продукта из аппаратов, насосов и трубопроводов производится по герметичной схеме в подземную емкость, а из нее откачивается на переработку;

- постоянно поддерживается установленная норма содержания загрязнений в стоках и выбросах в атмосферу;

- сбросы от ППК производятся в закрытую систему.

3 Для создания безопасных условий работы и удаления вредных веществ из помещений насосных имеется приточно-вытяжная вентиляция. Эффективность работы вентиляции проверяется ежегодно специальной организацией. План расположения вентустановок показан на плане расположения оборудования. Содержание вредных веществ в помещениях определяется лабораторией ГСО согласно графику отбора проб.

4 Отходы бумаги, старых сальниковых уплотнений, прокладок, изоляции, бой стекла, ветоши складируются на свалке установки, затем вывозятся на промышленную свалку.

5 Для предотвращения аварийных выбросов вредных веществ в окружающую среду предусмотрена система блокировок и сигнализаций.

6 Качество оборотной воды ежесменно определяется визуально на содержание нефтепродуктов и на содержание фенола. Один раз в сутки проводится анализ на содержание фенола в воде.

7 При подготовке к ремонту оборудования обводненный нефтепродукт дренируется и пропаривается. Из емкости продукт идет на отработку.

8 При подготовке установки к ремонту пропарка аппаратов и оборудования ведется в течение 2-х суток в закрытую систему, пропарочный продукт собирается в емкость, откуда насосом откачивается в товарные резервуары. При пуске весь нефтепродукт отрабатывается через отделение экстракции, а вода через водный контур.



7.2 Охрана труда

На установке огромное значение предъявляется охране труда.

К принятым мерам улучшения условий труда работников относится:

- введение в эксплуатацию системы контроля, регулирования и противоаварийной защиты производства;

- применение средств коллективной защиты работающих;

- получение своевременной информации о возникающих опасных и вредных производственных факторах на отдельных технологических операциях;

- систему контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающую защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

- знание обслуживающим персоналом технологических схем, технологического процесса, устройства и расположения оборудования и всех коммуникаций на каждом рабочем месте;

- эксплуатация всего оборудования в соответствие с порядком, нормами и условиями, изложенными в инструкциях по эксплуатации оборудования;

- соблюдение установленных норм ведения технологического режима;

- увеличение продолжительности очередного отпуска;

- введение доплаты за вредные условия производства;

- оказание своевременной медицинской помощи;

- предоставление работникам возможности поправки здоровья в учреждениях санаторно-профилактического и оздоровительного профиля;



Заключение

В результате данной работа был спроектирован маслоблок нефтеперерабатывающего завода мощностью 3 млн.тонн/год по мазуту. На данном маслоблоке производятся базовые масла с ИВ>95 и температурой застывания ниже -20°С. Также организованно производство окисленных и компаундированных битумов. Был рассмотрен проект установки селективной очистки масел избирательными растворителями с выполнением расчетов основных аппаратов.



Список использованной литературы

1. Бурлака В.Г. Бурлака Г.Г. Формирование рынка инвестиций производства смазочных масел в СНГ. Нефтепереработка и нефтехимия 1997г.№12 ст. 10-17.

2. Гутнев С.Б.,Лашхи В.П. Некоторые современные тенденции в области разработки и применения отечественных моторных масел. Нефтепереработка и нефтехимия 1997г.№11 ст. 17-19.

3. Б.М.Бунаков, А.Н.Первушин, И.И.Задко. К вопросу о качестве моторных масел для современной автомобильной техники. Нефтепереработка и нефтехимия 2002 №2 ст.39-44.

4. Бурлака В.Г. Рынок смазочных масел. Нефтепереработка и нефтехимия 1998 №8 ст.10-12.

5. Кулеев Р.Ш., Широв Ф.Р. Физико-химические свойства некоторых растительных масел. Химия и технология топлив и масел. 1999 №4 ст.24-25.

6. Нефти СССР:справочник, т3.-М: Химия,1974г.

7. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. 2001г.

8. Шабалина Т.Н., Бадыштова К.М., Чесноков А.А. Разработка технологии получения высококачественных базовых масел при сочетании процессов селективной очистки и гидрооблагораживания рафинатов. Нефтепереработка и нефтехимия 2001 №7 ст.65-71.

9. Болдинов В.А., Есипко Е.А., Каменский А.А. Превращение индивидуальных углеводородов на катализаторе гидродепарафинизации КДМ-1. Химия и технология топлив и масел 1999 №2 ст. 21-23.

10. Эрих В.Н., Расина М.Г.,Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. Л.1972.

11. Казакова Л.П., Крэйн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. М.1978г.

12. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М. 1978Г.

13. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа, часть 3.М.1978г.

14. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М.1973г.

15. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. Под ред. Бондаренко Б.И., М. 1983г.

16. Иванов А.В., Лазарев Н.П. N-метилпирролидон вместо фенола. Химия и технология топлив и масел. - М.: 2000, №5, с. 44-45

17. Рябов В.Г., Шуверов В.М., Старкова Н.Н. Выбор ПАВ для очистки масляных фракций N-метилпирролидоном. Химия и технология топлив и масел. - М: 1997, №2, с.12-13

18. Ново-Уфимский НПЗ. Селективная очистка масел N-метилпирролидоном, модернизация установок фенольной и фурфурольной очистки. Химия и технология топлив и масел. - М: 1995, №6, с.8-13

19. Промышленный технологический регламент установки селективной очистки №1 типа А-37/3. Новополоцк. 2000г.

20. Промышленный технологический регламент установки селективной очистки №2 типа А-37/1. Новополоцк. 2000г.

21. Фомин В.Н., Суздальцев Н.И., Тарасов А.В. Совершенствование системы регенерации фенола из экстрактного раствора на установках типа 37/1. Нефтепереработка и нефтехимия. №7, 2001г.

22. Танатаров М.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. М. 1987г.

23. Покровская С.В. Методические указания к выполнению курсового проекта №3 «Маслоблок нефтеперерабатывающего завода». Новополоцк. 2000г.

24. Кузнецов А.А., Кагерман С.М., Судаков Е.Н., Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. М.1974г.

25. Рудин М.Г. Краткий справочник нефтепереработчика. Л.1989г.

26. Павлов К.Ф., Романков П.Г., НосковА.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.1987г.

27. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Дытнерский Ю.И. М. 1991г.

28. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборни задач по химии и технологии нефти и газа. М. 1981г.

29. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. 1973г.

Размещено на Allbest.ru