Технологический расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата для установки АВТ. Определение начальной температуры нефти и выбор теплообменника. Расчет гидравлического сопротивления. Описание схемы работы аппарата. Схема контроля и регулирования.
Аннотация к работе
Функцию регенерации тепла горячих потоков дистиллятов, а так же их конденсации, охлаждение, дополнительного нагрева и испарения выполняют на установках АВТ - разветвленная система теплообменных аппаратов различного устройства.Расчет физико-химических свойств нефти и фракций: Расчет плотности: 2.2 Расчет теплоемкость: Расчет коэффициента теплопроводности: Расчет вязкости: Таким образом, мы рассчитал все необходимые для дальнейшего расчета физико-химические свойства нефти и фракции при средней температуре (тср н величина расчетная)., тогда средняя разность температур в теплообменнике будет равна: Определим ориентировочно значение площади поверхности теплообмена, полагая Кор = 250 Вт/м2К по [1, таб. 4.8], т. е. приняв его таким же, как и при теплообмене от жидкости к жидкости (углеводороды, масла): Из величины = 166,9 следует, что проектируемый теплообменник может быть многоходовым.Выбираем теплообменник кожухотрубный, без компенсационных устройств [(tk-t)мах=40] для ТН, ХН, КН, ИН; табл. 4.12 «Параметры кожухотрубных теплообменников и холодильников» по ГОСТ 15120-79, ГОСТ 15118-79 и ГОСТ 15122-79) 4.12) два варианта теплообменников: Теплообменник «кожухотрубный» D = 800; d = 25х2; z=1; n = 465Для определения значений основных критериев подобия, входящих в критериальные уравнения конвективной теплопередачи, будем использовать формулы соответствующие турбулентному режиму течения жидкости: Проходное сечение межтрубного пространства (межу перегородками ) Sm=7,9 х10-2 , сечения одного хода трубного пространства St=16,1х10-2 [2 табл.4.12] а) фракции 230-350о С текущей в межтрубном пространстве: объемный расход фракции: ; б)нефти текущей в трубном пространстве: объемный расход нефти: ; скорость и критерий Рейнольдса для нефти: ; , из значения Re также видно, что нефть в трубах течет турбулентно. критерий Прандля: Рассчитаем критерий Нуссельта для турбулентного течения нефти: ; Расчет 2-го варианта теплообменника аналогичен предыдущему: Проходное сечение межтрубного пространства (межу перегородками ) Sm=7,0 х10-2 , сечения одного хода трубного пространства St=7,7х10-2 [2 табл.4.12] а) фракции 230-350о С текущей в межтрубном пространстве: объемный расход фракции: ; скорость и критерий Рейнольдса для нефти: ; , из значения Re также видно, что нефть в трубах течет турбулентно. критерий Прандля: Рассчитаем критерий Нуссельта для турбулентного течения нефти: ;Рассчитаем скорость в штуцерах по формуле (4.3). 2.35] получим: Рассчитаем гидравлическое сопротивление трубного пространства: Рассчитаем гидравлическое сопротивление межтрубного пространства: Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве, ; примем округляя в большую сторону 13. 2.35] рассчитаем гидравлическое сопротивление: Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве, ; примем округляя в большую сторону 13. Рассчитаем гидравлическое сопротивление: Таким образом, I-ой вариант имеет меньшие значения гидравлических сопротивлений, а значит более выгодный чем II-ой вариант. 1-6 - ректификационные колонны соотв. отбензинивающая, атмосферная, отпарные, вакуумная, стабилизационная и вторичной перегонки бензина; 7-8 - соотв. атмосферная и вакуумная трубчатые печи; 9 - электродегидратор; 10 - кипятильники; 11 - сепараторы; 12 - конденсаторы; 13 - холодильники; 14 - теплообменники; 15 - насосы; 16 - эжектор; AT, АВТ - соотв. атмосферная и атмосферно-вакуумная трубчатые установки; ВТБ - блок вторичной перегонки бензина; ЭЛОУ - блок электрообессоливания; I, II - соотв. сырая и отбензиненная нефть; III - мазут; IV - гудрон; V-VIII - бензиновые фракции соотв. легкая (начало кипения 85 °С), головка (кипит при 85 °С), 60-150 °С и 85-150°С; IX - сжиженный газ (пропан-бутановая фракция, С3-С4); Х - керосин (150-230°С); XI - зимнее дизельное топливо (180-320°С); XII - компонент летнего дизельного топлива (240-360°С); XIII-XV - соотв. легкий (270-360°С), средний (325-460°С) и тяжелый (380-510 °С) вакуумный газойли: XVI - компонент легкого газойля; XVII,XVIII - соотв. газ низкого (С1-С4) и высокого (C1-C3) давлений;XIX - деэмульгатор; XX - водяной пар; XXI - конденсат; XXII - вода и минеральные соли.Любой технологический процесс в том числе и процесс обмена тепла между фракцией 230-3500 С и сырой нефть, протекающий в кожухотрубчатом теплообменном аппарате нуждается в контроле и регулирование.Таким образом, в результате проделанной работы в рамках курсового проекта, было рассчитано два основных наиболее подходящих варианта теплообменника, из которых, по результатам теплотехнического и гидравлического расчетов, I-ый вариант наиболее предпочтителен.В данном документе были произведены материальные ,тепловые, экономические и гидравлические расчеты на основании которых были сделаны выводы.
План
Содержание
Введение
1. Технологический расчет
2. Определение начальной температуры нефти
3. Выбор теплообменника
4. Теплотехнический расчет
5. Гидравлический расчет
6. Описание схемы работы аппарата
7. Схема контроля и регулирования
Выводы
Заключение
Список литературы
Введение
Процесс дистилляции нефти, как и любой тепловой процесс, реализуется путем подвода теплового потока в ректификационную колону и отвода из нее соответствующего количества низкопотенциального тепла.
Функцию регенерации тепла горячих потоков дистиллятов, а так же их конденсации, охлаждение, дополнительного нагрева и испарения выполняют на установках АВТ - разветвленная система теплообменных аппаратов различного устройства.
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты являются наиболее распространенным типом теплообменников широкого спектра технологического применения в нефтеперерабатывающей промышленности.
Поэтому для обеспечения нормального протекания предусмотренного технологического режима на установке АВТ необходим правильный подбор теплообменного аппарата.
Целью данного курсового проекта является расчет теплообменного аппарата для установки АВТ по заданным начальным данным.
1.
Вывод
Таким образом, в результате проделанной работы в рамках курсового проекта, было рассчитано два основных наиболее подходящих варианта теплообменника, из которых, по результатам теплотехнического и гидравлического расчетов, I-ый вариант наиболее предпочтителен.В данном документе были произведены материальные ,тепловые, экономические и гидравлические расчеты на основании которых были сделаны выводы. Был выбран наиболее оптимальный теплообменный аппарат. Также во введении были отражены основные законы теплообмена и течения жидкостей.
Список литературы
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Л.: Химия, 1983.
Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и другие, «Основные процессы и аппараты химической технологии». М.: Химия, 1991
«Справочник химика» под ред. Никольского т.3, Л.: Химия, 1971
Авербух Я.Д., Заостровский Ф.П., Матусевич Л.Н., «Процессы и аппараты химической технологии: курс лекций» Ч.2: «Теплообменные и массообменные процессы». Свердловск: изд. УПИ, 1973
Локотанов Н.С. «Процессы и аппараты химической технологии: Методические указания к курсовому проектированию». Свердловск: изд. УПИ, 1985