Печь шатрового типа - Курсовая работа

Дальнейшее развитие технологических процессов переработки нефти и газа связано с созданием установок большой единичной мощности, оснащенных современным оборудованием. Сырье, поступает на установку, смешивается с водородосодержащим газом, проходит сырьевые теплообменники и проектируемую печь, а затем подается в реакторы, где происходят реакции разложения гетероциклических (сернистых, азотистых, кислородосодержащих) соединений и гидрирование непредельных углеводородов. Сконденсировавшиеся в конденсаторе-холодильнике и охладившиеся в холодильнике бензин-отгон отделяется в сепараторе от газа и подается на очистку от сероводорода. Сырье двумя потоками подается в камеру конвекции, где предварительно подогревается за счет тепла отходящих дымовых газов, далее сырье проходит боковой, подовый и потолочный экраны, где сырье принимает основную долю тепла. Камера конвекции называется конвекционной, так как основной способ передачи тепла в камере - конвекция (70 %), 30 % тепла сырье получает за счет радиации (от перевальных стенок и дымового газа).Находим содержание углерода С, % масс.

Содержание углерода в топливе

Человечество знает нефть не менее 3000 лет. Нефть была известна в Вавилоне, Египте, Древнем Риме, Греции, Индии и Японии. В России первая нефтяная скважина была пробурена в 1864 году в районе города Краснодара.

Первоначально основным целевым продуктом переработки нефти являлся осветленный керосин, который вывозился на внутренний рынок России и стран Востока. Бензин и мазут являлись отходами производства. Их собирали в емкости и сжигали.

Дальнейшее развитие технологических процессов переработки нефти и газа связано с созданием установок большой единичной мощности, оснащенных современным оборудованием. В связи с увеличением единичной мощности установок возрастают требования к надежности отдельных аппаратов, работающих без резерва.

Немаловажными аппаратами в нефтепереработке являются трубчатые печи, в том числе шатрового типа.

1. Технологическая часть

1.1 Назначение и краткая характеристика процесса

Проектируемая печь находится на установке гидроочистки дизельного топлива, которая применяется для очистки топлива от сернистых, азотистых, кислородосодержащих соединений.

Сырье, поступает на установку, смешивается с водородосодержащим газом, проходит сырьевые теплообменники и проектируемую печь, а затем подается в реакторы, где происходят реакции разложения гетероциклических (сернистых, азотистых, кислородосодержащих) соединений и гидрирование непредельных углеводородов. Продукты реакции через сырьевые теплообменники и холодильник поступают в сепаратор высокого давления. В сепараторе отделяются циркулирующий водородосодержащий газ, который направляется на отчистку от сероводорода. После очистки газ компрессором возвращается систему циркуляции. Для поддержания заданной концентрации водорода часть циркулирующего газа отводится за заводскую топливную сеть. Гидрогенизат из сепаратора направляется в сепаратор низкого давления, в котором выделяется растворенный углеводородный газ. Из сепаратора гидрогенизат поступает в колонну стабилизации, с верха которой уходят пары бензина-отгона и газ. Сконденсировавшиеся в конденсаторе-холодильнике и охладившиеся в холодильнике бензин-отгон отделяется в сепараторе от газа и подается на очистку от сероводорода. Очистка производится методом щелочной промывки или отдувки углеводородным газом. Газ стабилизации, выделившийся в сепараторе, используется как топливо для собственных печей установки. Стабильный продукт с низа колонны через теплообменник выводится с установки.

Продукты установки гидроочистки дизельного топлива имеют следующее применение: Бензин-отгон, используется как компонент товарных бензинов или сырья установки каталитического реформинга имеет низкое ОЧ;

Сероводород, направляется на установки производства серной кислоты;

Очищенное дизельное топливо используется для двигателей внутреннего сгорания.

1.2 Устройство аппарата и обоснование его конструкции

Проектируемая печь шатрового типа состоит из камеры конвекции, где расположены конвекционные трубы, и камеры радиации, где расположены радиантные трубы. В камере радиации имеются три экрана: потолочный, подовый и боковой. Камера конвекции разделяется о камеры радиации перевальной стенкой. В камере радиации есть приборы для сжигания топлива (форсунки).

Сырье двумя потоками подается в камеру конвекции, где предварительно подогревается за счет тепла отходящих дымовых газов, далее сырье проходит боковой, подовый и потолочный экраны, где сырье принимает основную долю тепла. Два потока сырья на выходе из печи объединяются и поступают по назначению. Топливо сгорает в камере радиации поэтому ее еще называют топочной, при сгорание топлива образуются дымовые газы, которые переваливаются через перевальную стенку, омывают конвекционные трубы и через дымоход поступают в дымовую трубу, за счет тяги, которая создается разностью плотностей горячего дымового газа и холодного атмосферного воздуха, если тяга не достаточно используется дымосос.

Камера конвекции называется конвекционной, так как основной способ передачи тепла в камере - конвекция (70 %), 30 % тепла сырье получает за счет радиации (от перевальных стенок и дымового газа). Камера радиации называется радиантной, так как основной способ передачи тепла в камере - радиация: от факела, от кладки печи и от дымовых газов. На радиацию приходится 90 %, 10 % тепла сырье получает за счет конвекции.

Печи шатрового типа не смотря на то, что они уступают по многим показателям вертикаьно-факельным печам и печам безпламенного горения, они все же надежны по конструкции и удобны в эксплуатации.

2. Расчетная часть

Исходные данные: производительность печи, G=275000 кг/ч=76,4 кг/с;

вид сырья, диз. топливо;

вид жидкого топлива, мазут;

плотность сырья, r=840 кг/м^3;

плотность топлива, r_4^20=0,9;

содержание серы в топливе, S=1,7 % масс.;

температура входа сырья в печь, t_1=360° С=633К;

температура выхода сырья из печи, t_2=380° С=653К;

доля отгона, е=1;

полная длина трубы, l_пол=12 м;

диаметр труб, d=219?10 мм.

2.1 Определение полезной тепловой нагрузки печи

Определение полезной тепловой нагрузки печи Q_пол КВТ, вычисляют по формуле:

где G - производительность печи по сырью, кг/с;

е - массовая доля отгона продукта на выходе и печи;

I_2 - энтальпия паров сырья при температуре выхода из печи, КДЖ/кг; /2/ i_2 - энтальпия жидкого сырья при температуре выхода из печи, КДЖ/кг; /2/ i_1 - энтальпия жидкого сырья при температуре входа в печь, КДЖ/кг. /2/

I_2= 1140,02 КДЖ/кг;

i_(2)= 961,08 КДЖ/кг;

i_1= 897,23 КДЖ/кг.

Q_пол=76,4*[1*1140,02 (1-1)*961,08-897,23]=76,4*[1140,02 961,08-897,23]=18549,2 КВТ.

2.2 Расчет процесса горения

Характеризующий фактор

К= , где Т - температура кипения топлива,? К;

r_4^20 - относительная плотность топлива.

Т=350° С=623° К.

К=(1,216*623)/0,9=(1,216*8,54)/0,9 =11,5

тепловой печь горение конвекция

1. Адельсон С.В. Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии. М., Гостоптехиздат, 1963 г., 310 с.

2. Кузнецов А.В., Кагерманов С.М. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Химия, 1974 г., 344 с.

3. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М., Химия, 1980 г., 256 с.

4. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. Л. Химия, 1980 г., 328 с., ил.

5. Эрих В.Н., Расина Н.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. Л., Химия, 1985 г., 408 с.

Размещено на .ru