ехнологический участок трубчатых печей для нагрева нефтяного сырья на участке АВТ

Введение…………………………………………………………………………. 6
1 Аналитический обзор литературы ………….…………………………….. 8
1.1Методы переработки нефти ……………….....……………………....... 8
1.1.1Атмосферная перегонка нефти ……………………..…...…………... 8
1.1.2 Перегонка нефти в вакууме ……………………....………………….. 9
1.2 Атмосферно-вакуумные трубчатые установки …………………….… 10
1.3 Описание трубчатых печей, применяемых в промышленности …….. 11
1.4 Основные характеристики трубчатых печей …..………………..……. 12
1.5 Виды и обозначения трубчатых печейю ………………...……………….. 14
1.6 Устройство трубчатых печей ………………………………………….. 15
1.6.1 Топливно-сжигающие устройства …………………………………... 15
1.6.2 Огнеупорная футеровка и теплоизоляция печи ……………………. 16
1.6.3 Стены, подвесные своды, фундамент и металлический каркас печи 17
1.6.4 Дымовая труба, дымоходы и шиберы печей ……………………….. 18
2 Технологическая часть……………………………………………………… 20
2.1 Технологическая схема АВТ-установки и описание трубчатой печи.. 20
2.2 Расчёт трубчатой печи ……………….………………………………… 22
2.2.1 Расчет процесса горения …..………………………………………… 23
2.2.2 Коэффициент полезного действия печи …………………………….. 27
2.2.2.1 Расход топлива ……………………………………………………... 28
2.2.3 Расчет радиантной камеры ………………………………………….. 29
2.2.4 Скорость сырья ……………………………………………………….. 33
2.2.5 Расчет конвекционной камеры ………………………………………. 34
2.2.6 Расчет потери тяги в борове печи и расчет дымовой трубы ………. 38
3 Безопасность и экологичность работы……………………………………. 46



3.1 Производственная безопасность ……………………………..……....... 46
3.1.1 Оценка вредных факторов в рабочей зоне …………………….……. 46
3.1.2 Расчет системы молниезащиты ………………………………...……. 47
3.2 Экологическая безопасность ………………………………………….... 49
3.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………….. 50
3.3.1 Пожаробезопасность …………………………………………………. 51
3.3.2 Оценка зон теплового воздействия при горении резервуаров с нефтепродуктами ……………………………………………………………
52
Заключение…………………………………………………………………........ 56
Перечень использованных информационных ресурсов…………………........ 58

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что нефть представляет собой сложную систему, взаимно растворимых углеводородов, различающихся по физико-химическим показателям. Разделение нефти на индивидуальные вещества – это практически не выполнимая задача. Практическое разделение нефти производят по фракциям, которые отличаются между собой интервалом температур кипения. Разделение нефти физическими методами называют первичными процессами ее переработки. Первичная перегонка нефти – это первый технологический процесс переработки нефти, без которого не существует любое нефтеперерабатывающее предприятие [1].
Результатом технологического процесса первичной перегонки нефти является получение широкого ассортимента фракций, предназначенных для дальнейшей переработки в товарные продукты. Варианты переработки нефти зависит от ее физико-химических показателей: плотность, содержание разных фракций, химический и групповой состав и др. Выделяют три основных варианта переработки нефти: топливный, топливно-масляный, нефтехимический (комплексный) [2].
По топливному варианту нефть перерабатывают, главным образом, на моторные и котельные топлива [3]. По топливно-масляному варианту переработки нефти совместно с топливами получают смазочные масла [3, 4]. Нефтехимический (комплексный) вариант переработки нефти по сравнению с предыдущими вариантами отличается большим ассортиментом нефтехимических продуктов [2-4].
В любом из вариантов переработки требуется предварительный нагрев исходного углеводородного сырья. В условиях атмосферно-вакуумной переработки для нагрева нефти, отбензиненной нефти, мазута на АВТ-установках служат трубчатые печи. Они обеспечивают основной поток тепла, передаваемого сырью и вносимого в ректификационные колонны, и энергетически способствуют разделению многокомпонентной нефтяной смеси [5, 6].
На ранней стадии становления нефтепереработки как отрасли (в 1920-40-е годы) применяли трубчатые печи коробчатого и шатрового типа.
Печи коробчатого типа (одно- и двухкамерные) с центральным расположением конвекционной камеры и горизонтальным расположением радиантных и конвекционных труб. Трубы змеевика печи экранировали основную часть стен топочного пространства. Отвод дымовых газов осуществлялся через дымоход под конвекционной камерой.
Печи шатрового типа были металлоемкими, имели большие габариты, но относительно невысокую тепловую мощность. Они уступили место новому поколению трубчатых печей - узкокамерным печам, когда началось использование АВТ установок мощностью 3-6 млн. т/г [5, 6]. Современные узкокамерные печи – это в основном трубчатые печи радиантно-конвекционного типа, представляющие собой синхронно работающий печной комплекс, состоящий из непосредственно печи, средств обеспечения печного процесса, а также систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор

1.1 Методы переработки нефти

Нефть - сложная смесь взаимно растворимых органических веществ. Разделить ее на индивидуальные компоненты практически невозможно, но в случае переработки нефти по топливному или топливно-маслянному варианту этого не требуется. Для производства многочисленных продуктов различного назначения и со специфическими свойствами применяют более сложные методы разделения на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) нефтехимической направленности [7].
Различают первичные и вторичные методы переработки нефти. К первичным относят процессы разделения нефти на фракции, когда не затрагивается химическая структура углеводородов нефти, а используются ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству [1].
К вторичным методам относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов [4]. Процессы деструктивной переработки нефти предназначены для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия, что способствует получению нефтепродуктов заданного качества в больших количествах, чем при прямой перегонке нефти.
1.1.1 Атмосферная перегонка нефти
На современных НПЗ основным первичным процессом является разделение нефти на фракции, т.е. ее перегонка при атмосферном давлении на атмосферно-трубчатых (АТ) установках. Различают перегонку с однократным, многократным и постепенным испарением [1].
Основной вид перегонки на промышленных установках АТ непрерывного действия – это перегонка нефти с одно- и многократным испарением и последующей ректификацией фаз разного агрегатного состояния.
При перегонке с однократным испарением нефть нагревают до заданной температуры в печи, откуда далее она поступает в испаритель-колонну. Здесь происходит процесс разделения паровой и жидкой фаз. Четкость разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением наихудшая, если сравнить с перегонкой с многократным и постепенным испарением.
Перегонка с многократным испарением состоит из нескольких однократных процессов изменения фазового состояния нефти, т.е. однократных испарений.
Преимущество однократного испарения при максимальной температуре нагрева нефти 350-370 оС – это большой количественный переход продуктов в паровую фазу по сравнению с многократным или постепенным испарением. Для отбора фракций, выкипающих выше 350-370 оС, применяют вакуум.
Для повышения концентрации высококипящих компонентов в остатке применяют перегонку нефти в присутствии испаряющего агента, например водяного пара, который снижается парциальное давление углеводородов и температуру кипения в ректификационной колонне примерно на 10-20 оС. Водяной пар способствует интенсивному перемешиванию кипящей жидкости, что увеличивает испарение низкокипящих компонентов, и способствует образованию большой поверхности испарения – созданию множества пузырьков водяного пара.
В промышленности применяют различные испаряющие агенты (например, инертный газ, легкие нефтяные фракции), но чаще всего водяной пар, который подают вниз ректификационных колонн, работающих при атмосферном давлении.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мановян, А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие для вузов/ А.К. Мановян. - М.: Химия, 2001. - 568 с.
2. Гуревич, И.Л. Технология переработки нефти и газа/ И.Л. Гуревич. - М.: Химия, 2000. – 811 с.
3. Гуревич, И.Л. Технология переработки нефти и газа. Часть I. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа/ И.Л. Гуревич. – М.: Химия, 1978. – 205с.
4. Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов/ С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
5. Танатаров, М.А. Технологические расчеты установок переработки нефти./ М.А. Танатаров. - М.: Химия, 1987. - 352 с.
6. Скобло, А.И. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности/ А.И. Скобло, И.А. Трегубов, Н.Н. Егоров. –М.: Химия, 1982. - 650 с.
7. Проскуряков, В.А. Химия нефти и газа/ В.А. Проскуряков, А.Е. Драбкина. – Л.: Химия, 1989. - 344 с.
8. Трубчатые печи: Каталог / Составители В.Е. Бакшалов, В.Ф. Дребенцов, Т.Г. Калинина, Н.И. Сметанкина, Е.И. Ширман.- М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1985, - 34 с.

Весь текст будет доступен после покупки