ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: ПРОЕКТ ОТБЕНЗИНИВАЮЩЕЙ КОЛОННЫ БЛОКА АТМОСФЕРНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ АО «АНПЗ ВНК»

Введение 5
1 Технико–экономическое обоснование 6
1.1 Обзор существующих конструкций 6
1.2 Обоснование выбора конструкции 15
2 Технологическая часть 17
2.1 Описание технологической схемы 17
2.2 Технологические расчеты 20
3 Конструкторская часть 32
3.1 Выбор конструкционных материалов 32
3.2 Определение основных расчётных параметров 33
3.3 Расчет на прочность цилиндрической обечайки 34
3.4 Расчет полусферического днища 36
3.5 Расчет фланцевого соединения 37
3.6 Расчет на прочность укреплений отверстий 49
3.7 Определение ветровой нагрузки на колонну 52
3.8 Изгибающий момент в расчетном сечении 58
3.9 Расчет колонны на прочностную устойчивость 59
3.10 Расчет колонны на прочностную устойчивость 61
3.11 Расчет опоры аппарата 63
4 Монтаж, ремонт и техническая эксплуатация изделия 67
4.1 Монтаж колонны 67
4.2 Ремонт колонны 73
4.3 Техническая эксплуатация колонны 76
5 Безопасность и экологичность работы 78
5.1 Безопасность работы 78
5.2 Экологическая безопасность 92
6 Основные технико-экономические показатели работы 96
6.1 Расчет капитальных затрат 96
6.2 Расчет текущих затрат, связанных с эксплуатацией оборудования 100
6.3 Расчёт показателей экономической эффективности 108
Заключение 111
Список используемых источников 112

Весь текст будет доступен после покупки

В последнее время нефтеперерабатывающая промышленность постоянно повышает эффективность использования нефти, путем более широкого внедрения процессов переработки, строятся новые установки, реконструируются участки, блоки, секций переработки, за счет этого заводы увеличивают выпуск продукции, улучшают качество топлива. Одним из заводов, работающим над улучшением качества и расширением производства является АО «АНПЗ ВНК».
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых, ароматических и других углеводородов с различными молекулярными массами и температурами кипения. Так же в нефти содержаться сернистые, кислород и азотсодержащие органические соединения. И поэтому, для получения из нефти товарных продуктов различного назначения, применяют методы разделения нефти на фракции или группы углеводородов. И при необходимости, изменяют их химический состав, дальнейшим проведением каталитических и термических процессов.
АО «АНПЗ ВНК» имеет в своём составе установки первичной и вторичной переработки. К первичным процессам относится – обессоливание, обезвоживание нефти, перегонка с выделением бензиновой, керосиновой, дизельной фракций. Основным приёмом разделения является дистилляция (перегонка) – процесс разделения жидких веществ по температурам их кипения. Атмосферная перегонка относится к первичному процессу и отсюда можно выделить основное её назначение – разделить нефть на фракции, и использовать максимальные возможности нефти по количеству и качеству получаемых исходных продуктов.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка ректификационной отбензинивающей колонны, расчетная проверка целесообразности данного вида проекта.
Для достижения данной цели следует выполнить следующие задачи:
- изучить виды и конструкции колонных аппаратов, виды контактных устройств;
- выбрать наиболее оптимальный вариант контактных устройств и обосновать выбор;
-произвести технологический расчет колонны и определить основные параметры.
-произвести расчет на прочность корпуса аппарата, на прочность укрепления отверстий, на прочность и герметичность фланцевого соединения, произвести расчет массы аппарата и расчет аппарата на устойчивость, а также выбрать и рассчитать опору.
- изучить порядок монтажа колонны,
- рассчитать и подобрать монтажное приспособление. ее ремонт и техническую эксплуатацию.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ


1.1 Обзор существующих конструкций

Процессы массообмена связаны с переходом компонентов вещества из одной фазы в другую в результате диффузии. Движущей силой массообменных процессов является разность концентраций. Массообменные процессы применяются для разделения смесей.
К массообменным процессам относят ректификацию, абсорбцию, десорбцию, адсорбцию, экстракцию и сушку. Аппараты, в которых протекают вышеуказанные процессы, носят название массообменных.
В химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности массообменные аппараты составляют немалую часть всего многообразия оборудования. Конструкции аппаратов для массообмена весьма разнообразны, но наиболее типичными для процессов ректификации являются колонные аппараты. Колонные аппараты – это цилиндрические вертикальные сосуды, постоянного или переменного сечения, оснащенные внутренними тепло- или массообменными устройствами, а также вспомогательными узлами, обеспечивающими проведение процесса. Конкретная конструкция аппарата определяется его технологическим назначением, агрегатным состоянием реагирующих в аппарате веществ и способом проведения процесса (периодическим или непрерывным).
В зависимости от способа организации контакта фаз колонные аппараты подразделяют на тарельчатые, насадочные и пленочные (роторные), а в зависимости от рабочего давления – на работающие под давлением, атмосферные и вакуумные. Подавляющее большинство изготовляемых аппаратов для процессов ректификации составляют именно тарельчатые колонны, остальное количество – это насадочные колонны. При правильной организации гидродинамики процесса колонны с насадками являются наиболее экономичнее, чем колонны с тарелками внутри.
Установки для ректификации, как правило, представляют собой сложные агрегаты, в которых колонна связана с рядом вспомогательных аппаратов: кубами, кипятильниками, различными теплообменниками, сепараторами и т.д. Иногда эта связь чисто технологическая (через систему трубопроводов), а в некоторых случаях все аппараты конструктивно объединены в один агрегат.
Трубопроводы, обслуживающие площадки и вспомогательное оборудование, крепятся к корпусу колонны. На колоннах монтируют множество контрольно-измерительных приборов для измерения давления, температуры, состава смеси и других технологических параметров.
Тарельчатые ректификационные аппараты представляют собой, как правило, вертикальные колонны, внутри которых на определённом расстоянии друг от друга размещены горизонтальные перегородки – тарелки.
С помощью тарелок осуществляется направленное движение фаз и многократное взаимодействие (контактирование) жидкости и газа.
В настоящее время в промышленности применяются разнообразные конструкции тарельчатых аппаратов. Универсальных тарелок не существует, поэтому очень важно иметь доступ к широкому ряду разнообразных устройств, из которого можно выбрать наиболее подходящее для каждой конкретной задачи [18].
На производстве используются различные системы тарельчатых аппаратов. По способу слива жидкости с тарелок колонны можно разделить на:
– с тарелками без сливных устройств;
– с тарелками со сливными устройствами.

1.1.1 Тарелки без сливных устройств
В тарелках без сливных устройств газ (пар) и жидкость проходят через одни и те же отверстия или щели. На тарелке одновременно с взаимодействием жидкости и газа путем барботажа происходит сток части жидкости на нижерасположенную тарелку — «проваливание» жидкости. Поэтому, тарелки такого типа обычно называют провального типа. К ним относятся дырчатые, решетчатые, трубчатые и волнистые контактные устройства. Дырчатые тарелки аналогичны по устройству ситчатым тарелкам и отличаются от последних лишь отсутствием в них сливных устройств.
К достоинству трубчатых провальных тарелок относится легкость отвода тепла от барботажного слоя на тарелке путем пропускания охлаждающего агента по трубам, из которых состоит тарелка. Однако эти тарелки в сравнении с дырчатыми и решетчатыми значительно сложнее по устройству, монтажу и техническому обслуживанию.
Основной недостаток колонн с дырчатыми, решетчатыми и трубчатыми провальными тарелками – небольшой интервал изменения скоростей газа и жидкости, в пределах которого поддерживается устойчивая и эффективная их работа.
В более широком диапазоне нагрузок работают волнистые провальные тарелки. Однако эти тарелки сложнее, чем дырчатые и решетчатые провальные тарелки по устройству, монтажу и техническому обслуживанию [18].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Российская Федерация. Законы. О промышленной безопасности опасных производственных объектов: Федеральный закон № 116-ФЗ: [принят Государственной думой 20 июля 1997 года: одобрен Советом Федерации 21 июля 1997 года]. – Москва: Проспект; Санкт-Петербург: Кодекс, 2017. – 158 с. – Текст: непосредственный.
2. Российская Федерация. Законы. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12. 2001 г. № 197-ФЗ, ввод в действие с 01.02.2002 / Российская Федерация. Законы. – Волгоград; М.: Изд-во ВолГУ: Либрис, 2002. – 225 с. Текст: непосредственный.
3. Постановление Правительства Российской Федерации, от 24.12.2021 № 2464 "О порядке обучения по охране труда и проверки знания требований охраны труда" (Настоящее постановление вступает в силу с 1 сентября 2022 г. и действует до 1 сентября 2026 г.) https://docs.cntd.ru/document/727688582/titles/7D20K3 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.
4. Приказ Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 29.10.2021 № 766н "Об утверждении правил обеспечения работников средствами индивидуальной защиты и смывающими средствами" (Зарегистрировано в Минюсте России 29.12.2021 г. № 66670) https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=410891 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.
5. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 года № 536 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением" https://docs.cntd.ru/document/573275722 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.
6. Приказ МЧС РФ от 05.09.2021 № 596 (с изменениями на 6 июня 2022 года) " Об утверждении типовых дополнительных профессиональных программ в области пожарной безопасности" (Зарегистрировано в Минюсте РФ 21.01.2008 № 10938) https://docs.cntd.ru/document/608935004 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.
7. Приказ Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий от 12 декабря 2024 года № 1120 "Об определении порядка, видов, сроков обучения лиц, осуществляющих трудовую или служебную деятельность, по программам противопожарного инструктажа, требований к содержанию указанных программ, порядка их утверждения и согласования и категорий лиц, проходящих обучение по дополнительным профессиональным программам в области пожарной безопасности" (Зарегистрировано в Министерстве юстиции Российской Федерации 19 февраля 2025 года, регистрационный № 81324) https://docs.cntd.ru/document/727122310 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.
8. Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 13 декабря 2016 года № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» (с изменениями на 10 марта 2020 года) https://docs.cntd.ru/document/420389120 (дата обращения: 10.01.2026). – Текст: электронный.

Весь текст будет доступен после покупки