Переработка нефти

2.2 Тепловой баланс установки.

Таблица 3. Потоки установки стабилизации:

Тепловую нагрузку установки определяют, составляя тепловой баланс:

Q = GI [1]

где Q – тепловая нагрузка аппарата, кДж/ч;

       G – масса теплоносителя, кг/ч;

       I – энтальпия теплоносителя, кДж/кг.

Формула теплового баланса для установки стабилизации D-202 будет выглядеть следующим образом:

Qпоток 286 + Qпоток 288 + Qпоток 216 = Qпоток 215 + Qпоток 219  [2]

2.3 Расчет основных размеров основного оборудования

2.3.1       Расчетное давление.

Давление, которое будет входить в формулы для определения толщины стенки при расчете на прочность и устойчивость, называется расчетным «Р» и, как правило, является рабочим давлением. Под рабочим давлением надо понимать максимальное избыточное давление, необходимое для нормального протекания              технологического процесса. Как было указано в главе 1.5. «Описание основного оборудования » технологического раздела, колонна стабилизации D-202 по проекту рассчитана на рабочее давление 5.0 бар.изб.

2.3.2. Расчетная температура

Расчетная температура стенки оборудования принимается в зависимости от температуры среды и методов обогрева или охлаждения его элементов. Так, обычно расчетная температура стенки оборудования принимается равной температуре среды, соприкасающейся со стенкой. Если аппарат обогревается горячими газами с температурой 250oC и выше, а также открытым пламенем или открытыми электронагревателями, расчетную температуру следует принимать равной температуре среды, находящейся в соприкосновении со стенкой, увеличенной на 50o , но не менее 250oC.

Температура в колонне стабилизации D-202 поддерживается за счет рибойлеров. По проекту колонна стабилизации рассчитана на температуру 244oC.

2.3.3. Допускаемое напряжение.

Напряжение, при котором обеспечивается безопасная работа оборудования без перерасхода конструкционного материала, называется допускаемым напряжением.

Допускаемое напряжение [δ] определяется в зависимости от расчетной температуры и соответствующих коэффициентов прочности. При расчетной температуре t ≤ 250oC, допускаемое напряжение определяется по следующей формуле: [δ] = δq/nВ [2], где nВ – коэффициент прочности. При расчетной температуре в пределах 200-400 oC,  nВ = 3.75.

2.3.4. Коэффициент прочности сварного шва.

Коэффициент прочности сварного шва γ показывает отношение прочности шва к прочности основного металла. Он зависит от конструкции шва, способа сварки и принимается:

1) γ = 1 – для стыкового шва с двухсторонним проваром, выполненного автоматической сваркой под слой флюса;

              2) γ = 0.95 – для стыкового шва ручной сварки с подрубкой и последующей приваркой со стороны вершины шва, а также для сварного соединения втавр, с двусторонним сплошным проваром;

              3) γ = 0.9 – для стыкового шва ручной или автоматической сварки с подкладкой или кольцом, плотно прилегающим к обечайке;

              4) γ =  0.8 – для шва впахлестку с двусторонним проваром, а также для стыкового шва с односторонним проваром, выполненного автоматической сваркой под слоем флюса;

              5) γ = 0.7 – для сварного шва ручной односторонней сварки.

Исходя из этих данных, коэффициент прочности шва γ для колонны стабилизации D-202 можно принять за 1, т.к. колонна D-202 выполнен автоматической сваркой под слой флюса.

2.3.5. Прибавки к расчетной толщине.

При расчете аппаратов необходимо учитывать коррозионное влияние рабочей среды на материал рассчитываемых элементов в эксплуатационных условиях. Поэтому к расчетным толщинам обечаек, днищ и других элементов дается прибавка на компенсацию коррозии «С». Величина этой прибавки принимается в зависимости от коррозионных свойств среды в пределах 0.2-0.6 см. В случае применения антикоррозионной футеровки в корпусе, а также двухслойного проката С=0.

              В колонне стабилизации D-202 применяется антикоррозионная футеровка. Исходя из этого, прибавку на компенсацию коррозии можно принять за 0.

        2.3.6. Расчет корпусов цилиндрических аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением.

Корпуса тонкостенных или толстостенных цилиндрических аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением, рассчитывают по формулам, полученным по первой или четвертой теориям прочности.

Критерием для деления на тонкостенные и толстостенные служит отношение наружного диаметра цилиндра к внутреннему:

β = DН/ (DН – 2(S-C)) [3]

где DН – наружный диаметр цилиндра;

       S – толщина стенки цилиндра с учетом прибавки на коррозию;

       с – прибавка на коррозию.

При β ≤ 1.1 цилиндры рассчитывают как тонкостенные, при β > 1.1 – как толстостенные.

Расчет верхней секции колонны стабилизации:

DН = 5300 мм;

S = 30 мм;

с = 0.

β = 5300/ (5300 – 2*(30-0)) = 1.01

Расчет нижней части колонны стабилизации:

DН = 7100 мм;

S = 30 мм;

с = 0.

β = 7100/ (7100 – 2*(30-0)) = 1.01

Исходя из расчета, колонну стабилизации D-202 рассчитываем как тонкостенный аппарат.

III.              Раздел экологии.

На установке 200 Завода Второго Поколения существуют три вида промышленных отходов: жидкие, твердые и газообразные (выбросы в атмосферу).

3.1.           Твердые промышленные отходы.

Твердые промышленные отходы на установке 200 – это нефтешлам, осаждающийся в аппаратах, который удаляется из них в период капремонта. Нефтешлам представляет собой вязкую, пастообразную массу, содержащую воду -  15-20%, ил + песок – 70-80%, нефтяной осадок (токсичный компонент) – до 10%, а также пирофорные соединения (FeS). Необходима предварительная стабилизация шлама перед его захоронением на полигоне промышленных отходов, так как содержание свободной жидкости в шламе неприемлемо для его прямого захоронения на полигоне промышленных отходов.

3.2.           Жидкие отходы и химически загрязненные стоки.

В сточные воды с У-200 входят сбросы хозбытовых и промливневых стоков, а также кислая вода, большую часть которой составляет пластовая вода с содержанием хлористых солей до 141283 мг/см3. Плотность этой воды составляет 1170 кг/м3. В кислой воде в небольшом количестве содержатся жидкие и растворенные газообразные углеводороды с содержанием H2S до 1.25% моль. Кислая вода из сепараторов F-202 и F-203 поступает в блок очистки PU-203, где проходит очистку от нефтепродуктов и далее смешивается с кислой водой из обессоливателя F-209 и поступает на установку 800 (ЗВП) для очистки.

3.3.           Газообразные отходы (выбросы в атмосферу)

Источники газообразных выбросов в атмосферу подразделяются на организованные и неорганизованные.

                  Неорганизованные выбросы – это выбросы газа через неплотности фланцевых соединений, негерметичные клапаны, сальниковые уплотнения и т.д.

                  Организованные выбросы – это выбросы газов/паров из парового пространства аппаратов и врехних точек трубопровода, а также факельные сбросы.

Выбросы в атмосферу через негерметичности в уплотнениях компрессоров/насосов, а также их дыхательных клапанов резервуаров и другого емкостного оборудования отводятся на факел и им дается количественная оценка при оформлении разрешения на сжигание.

Ниже в таблицах указаны количества выбросов и предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в выбросах установок 200.

Таблица 4. Выбросы с установок 200 Завода Второго Поколения (ЗВП).