Расчет печи и сокинг камеры установки висбрекинга - Курсовая работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: Высокотемпературные процессы химической технологии (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Пояснительная записка представляет собой отчет о выполнении курсовой работы. В работе рассматривается процесс снижения вязкости тяжелых нефтяных остатков - висбрекинг, приведены расчеты печи и реакционной камеры.Современные тенденции мировой нефтепереработки отличаются опережающим ростом мощностей процессов гидроочистки и гидрокрекинга по сравнению с другими процессами, а также модернизированных процессов, позволяющих увеличить производство нефтехимического сырья. Структура российской нефтеперерабатывающей отрасли отличается низкой долей каталитических процессов переработки, позволяющих получать высококачественные продукты. Так. доли процессов гидроочистки и каталитического крекинга составляют 28 и 9,3 % от общего объема первичной переработки нефти, в то время как в развитых странах они составляют от 30 до 43,6% и от 14 до 34,2 % соответственно. Повысить глубину переработки возможно за счет более интенсивного развития деструктивных процессов переработки тяжелого углеводородного сырья с получением ценных топливных и нефтехимических продуктов. К таким процессам относятся термические, каталитические и гидрогенизационные процессы переработки тяжелого углеводородного сырья, в частности мазута, гудрона и др.Существуют схемы, позволяющие получать максимальное количество котельного топлива с минимальным количеством газа и бензина; имеются схемы, обеспечивающие производство значительного количества легких дистиллятов типа дизельного топлива. Второе направление - висбрекинг с выносной реакционной камерой или с сокинг-камерой, который в свою очередь может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим потоком и нисходящим потоком.Принципиальная схема типовой установки печного висбрекинга приведена на рисунке 2.1. Остаточное сырье (гудрон) прокачивают через теплообменники, где нагревают за счет тепла отходящих продуктов до температуры 300°С и направляют в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводят из печей при температуре 500°С и охлаждают подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры 430°С и направляют в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1. С верха этой колонны отводят парогазовую смесь, которую после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подают в газосепаратор С-1, где разделяют на газ, воду и бензиновую фракцию. Из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводят фракцию легкого газойля (200…350°С) и после охлаждения в холодильниках направляют на смешение с висбрекинг-остатком или выводят с установки.Зарубежными компаниями "Shell", “Axens” проектируются и строятся установки с выносной сокинг - камерой и вакуумной колонной для отгонки легких фракций. Принципиальная схема типовой установки висбрекинга с сокинг-камерой приведена на рисунке 2.2. 1 - печь; 2 - фракционирующая колонна; 3 - воздушный конденсатор-холодильник; 4 - колонна отпарки газойля; 5 - сепаратор; 6 - воздушный холодильник; 7 - узел нагрева и выработки пара; 8-сокинг - камера; I-сырье; II-водяной пар; III-углеводородные газы; IV-кислая вода; V-нестабильная бензиновая фракция; VI-газойлевая фракция; VII-котельное топливоВ данном расчете используется технология "печь с реакционным змеевиком сокинг-секция". Это позволит, в отличие от печного варианта, уменьшить время пребывания сырья в реакционном змеевике и понизить температуру сырья на выходе из реакционного змеевика: 460 - 470 0С вместо 500 0С, что приведет к снижению коксообразования в змеевике печи. Для завершения реакции крекинга предусмотрена подача квенчинга - холодного остатка висбрекинга в трубопровод продуктов реакции с сокинг-секции в колонну фракционирования. В качестве сырья для установки висбрекинга взят гудрон. Исходя из литературных данных, для заданных условий крекинга данного сырья составляется материальный баланс процесса висбрекинга.Расчеты трубчатой печи установки крекинга включают: определение общей полезной тепловой мощности печи Qпол; расчет поверхности Нр, длины Lp труб реакционного змеевика и выбор типоразмеров печи. Для установок с реакционной камерой, когда крекинг начинается в трубах печи, но заканчивается только в реакционной камере, трубчатая печь висбрекинга рассчитывается следующим образом. На основании литературных данных при заданных условиях крекинга сырья принимаются глубина крекинга X1 и температура начала разложения сырья. Для висбрекинга гудрона при температурах 470-500 0С можно принять, что в трубах печи разложение сырья осуществляется на 70-80 % от общей глубины крекинга X. Принимается: температура на входе в печь 2500С, температура на выходе из печи 5000С, температура начала разложения гудрона 4200С.

Содержание

1. Введение

2. Висбрекинг

2.1 Технология процесса

2.1.1 Печной висбрекинг

2.1.2 Висбрекинг с сокинг-камерой

2.2 Технологический расчет процесса висбрекинга гудрона

2.2.1 Расчет печи висбрекинга

2.2.1.1 Определение полезной тепловой нагрузки

2.2.1.2 Расчет процесса горения

2.2.1.3 Коэффициент полезного действия печи, расход топлива

2.2.1.4 Определение скорости продукта на входе в печь

2.2.1.5 Определение поверхности нагрева радиантных труб и основные размеры камеры радиации

2.3.1 Расчет реакционной камеры

2.3.1.1 Тепловой баланс реакционной камеры

2.3.1.2 Геометрические размеры реакционной камеры

3. Вывод

4. Библиографический список