Конструирование колонного аппарата. Его назначение, схема обвязки и принцип действия. Расчет аппаратов на прочность. Выбор материала корпуса и опорной обечайки. Определение расчетной температуры, допускаемого напряжения, расчетного давления и изгиба.
Аннотация к работе
Объектом проектирования явилась стабилизационная колонна установки каталитического риформинга бензиновых фракций. Цель данного курсового проекта - спроектировать и обеспечить прочность колонного аппарата. В результате выполнения курсового проектирования были использованы правила, методы выбора и расчета на прочность элементов колонных аппаратов. колонный прочность обечайка давлениеДля осуществления современных технологических процессов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности требуются высокоэффективные аппараты, к которым предъявляются высокие требования по экономичности, надежности, технологичности и эргономичности. Одним из этапов, реализующих данные требования в части обеспечения их надежной работы, является этап, связанный с конструированием аппаратов и машин. Поэтому цель дисциплины «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли» заключается в приобретении студентами теоретических знаний и навыков инженерных расчетов, в освоении методов и основных этапов конструирования оборудования нефтегазопереработки, необходимых для осуществления самостоятельной профессиональной деятельности. Цель дисциплины «Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли» заключается в формировании у будущих специалистов теоретических знаний в области конструирования и расчета нефтезаводского оборудования, обучении студентов применению полученных знаний и навыков для решения сложных задач, связанных с их будущей профессиональной деятельностью. Цель курсового проектирования - систематизация и обобщение знаний, полученных при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, изучение совокупности современных методов и средств конструирования, расчета и компьютерного моделирования оборудования на примере колонного аппарата, открывающих путь к их практическому применению на производстве.Основные опасности производства обусловлены особенностями технологического процесса или выполнения отдельных производственных операций, особенностями используемого оборудования и условиями его эксплуатации, нарушениями правил безопасности работающими, а также наличием в аппаратах и трубопроводах большого количества горючих газов в смеси с водородом, сероводородом, жидких углеводородов и наличием в системе высокого давления и высокой температуры. Установка каталитического риформинга бензиновых фракций относится к категории установок повышенной пожаровзрывоопасности и токсичности. Особенностью процесса является наличие на установке большого количества водородсодержащего газа с высоким давлением (до 5 МПА). Процесс каталитического риформинга сопровождается использованием в качестве сырья бензиновой фракции, соответственно в смеси с водородсодержащим газом под высоким давлением и с высокой температурой до 520 °С. Процесс очистки водородсодержащего газа от сероводорода с помощью раствора моноэтаноламина происходит с выделением сероводорода, обладающего сильными ядовитыми свойствами.Аппарат работает следующим образом: в колонну поступает нестабильный риформат; из верхней части колонны выходит углеводородный газ, проходит через аппарат воздушного охлаждения и поступает в качестве холодного орошения в верхнюю часть колонны; с нижней части колонны балансовое количество стабильного бензина выводится в товарный парк, а часть его возвращается в нижнюю часть колонны в качестве горячего орошения.Основные элементы и параметры колонного аппарата приведены в таблицах 3.1, 3.2. Таблица 3.1 - Основные элементы и параметры колонного аппарата В стабилизационной колонне установки каталитического риформинга бензиновых фракций в качестве массообменных устройств используют жалюзийно-клапанные тарелки. Жалюзийно-клапанная тарелка состоит из плоского основания с расположенными на нем жалюзийно-клапанными элементами. При изменении расхода пара (газа), поступающего под тарелку, пластинки поворачиваются на цапфах и пар (газ) проходит между ними, перемещаясь над тарелкой под определенным углом.Эскиз колонного аппарата представлен на рисунке 3.3.Целью данного раздела является: определение толщины стенок цилиндрической обечайки и днищ из условия прочности;Исходные данные, необходимые для выполнения данного раздела, приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 - Исходные данныеРезультаты выбора конструкционного материала элементов корпуса и опоры представлены в таблице 4.2. Таблица 4.2 - Результаты выбора конструкционного материала элементов корпуса и опоры Название среды в аппарате стабильный бензин, углеводородный газИсходные данные для рабочих условий приведены в таблице 4.3 и на рисунке 4.1. Результаты расчета для корпуса и опорной обечайки представлены в таблице 4.4. Допускаемое напряжение корпуса в рабочих условиях при расчетной температуре трас кор, Мпа [?]ткор=?·?*t, = = 133 =133 Допускаемое напряжение опорной обечайки в рабочих условиях при расчетной температуре t рас оп, МПА [?]топ=?·?*топ= =1·147=147 Расчетное внутреннее избыточное давление для рабочих условий, МПА =Рраб ?ж·g·hp.ж.
План
Содержание
Введение
1. Цели и задачи курсового проектирования колонного аппарата
2. Безопасность и экологичность проекта
3. Конструирование колонного аппарата
3.1 Назначение, схема обвязки и принцип действия колонны
3.2 Конструирование и выбор основных элементов колонного аппарата
3.3 Разработка эскизного проекта
4. Расчет аппаратов на прочность
4.1 Исходные данные
4.2 Выбор материала корпуса и опорной обечайки
4.3 Определение расчетной температуры, допускаемого напряжения и расчетного давления
4.4 Определение коэффициента прочности сварного шва
4.5 Расчет исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки и днищ, находящихся под воздействием внутреннего избыточного давления
4.6 Проверка условий применения расчетных формул
4.7 Выбор стандартного днища
4.8 Проверка прочности
5. Расчет аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок
5.1 Область применения, цель и задачи расчета, исходные данные
5.2 Порядок расчета колонных аппаратов от ветровых нагрузок
5.3 Выбор расчетной схемы и определение расчетных сечений аппарата
5.4 Расчетные условия
5.5 Определение веса колонного аппарата и осевой сжимающей силы
5.6 Определение ветровых нагрузок
5.7 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой и сейсмической нагрузки
5.8 Сочетание нагрузок (P, F, M) для каждого расчетного условия
5.9 Проверка на прочность и устойчивость стенки корпуса аппарата