--PAGE_BREAK--
Таким образом, данная установка за счет комбинирования будет иметь следующие преимущества: уменьшится число индивидуальных установок, протяжность трубопроводов и число промежуточных резервуаров, более эффективно будут использоваться энергетические ресурсы самих процессов; значительно снизится расход электроэнергии, пара и воды на охлаждение, нагрев и перекачку промежуточных продуктов; более широко и эффективно будут использоваться современные средства контроля и автоматизации; резко уменьшится расход металла, площадь и обслуживающий персонал. Также резко сократятся капитальные затраты и себестоимость продукции, увеличится производительность труда.
2. Физико-химические основы процесса
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме того, в нефти содержаться сернистые, кислородные и азотистые органические соединения. Для производства многочисленных продуктов различного назначения и со специфическими свойствами применяют методы разделения нефти на фракции и группы углеводородов, а также изменение ее химического состава. Различают первичные и вторичные методы переработки нефти. К первичным относят процессы разделения нефти на фракции, когда используется ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству получаемых продуктов и полупродуктов. Ко вторичным методам относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов.
На современных НПЗ основным первичным процессом служит разделение нефти на фракции, т.е. ее перегонка. Перегонка (дистилляция) – это процесс физического разделения нефти и газов на фракции (компоненты), различающиеся друг от друга и от исходной смеси по температурным пределам (или температуре) кипения. По способу проведения процесса различают простую и сложную перегонку. Простая перегонка осуществляется постепенным, однократным или многократным испарением.
Перегонка с постепенным испарением состоит в постепенном нагревании нефти от начальной до конечной температуры с непрерывным отводом конденсацией образующихся паров. Этот способ перегонки нефти и нефтепродуктов в основном применяют в лабораторной практике при определении их фракционного состава.
При однократной перегонке жидкость (нефть ) нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия пары однократно отделяются от жидкой фазы – остатка. Этот способ, по сравнению с перегонкой с постепенным испарением, обеспечивает при одинаковых температуре и давлении большую долю отгона. Это важное его достоинство используют в практике нефтеперегонки для достижения максимального отбора паров при ограниченной температуре нагрева во избежание крекинга нефти.
Перегонка с многократным испарением заключается в последовательном повторении процесса однократной перегонки при более высоких температурах или низких давлениях по отношению к остатку предыдущего процесса.
Из процессов сложной перегонки различают перегонку с дефлегмацией и перегонку с ректификацией.
При перегонке с дефлегмацией образующиеся пары конденсируют, и часть конденсата в виде флегмы подают навстречу потока пара. В результате однократного контактирования парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается четкость разделения смесей.
Перегонка с ректификацией – наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах – ректификационных колоннах – путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах ) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах ).При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло – и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость – высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны с уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пар, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), модно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей.
3. Описание технологической схемы
3.1 Атмосферный блок. Атмосферный блок предназначен для разделения нефти на составляющие ее фракции путем подогрева нефти в трубчатых печах с последующей ректификацией в колоннах К-1, 2 и стабилизацией бензина в колонне К-8. Основой процесса ректификации является многократный двухсторонний массообмен между движущимися противотоком парами и жидкостью перегоняемой смеси.
Обессоленная и обезвоженная нефть тремя потоками направляется в блок теплообменника для дальнейшего нагрева. После объединения в трубопроводе всех трех потоков и выравнивания температур нефть с температурой 225-230оС тремя потоками подается под 24-ю тарелку К-1.
Для предотвращения сероводородной коррозии конденсационной аппаратуры колонн К-1 и К-2 в обессоленную нефть перед колонной К-1 в нефтяной смеситель подается щелочь
В предварительном эвапораторе К-1 при давлении 2-5 кгс/см2 происходит отделение легкокипящих фракций: газа, бензина, водяных паров, которые отводятся сверху К-1 и поступают через воздушные конденсаторы-холодильники Т-5 с температурой 30-60оС в рефлюксную емкость Е-1 .
Часть бензина из Е-1 насосами подается на орошение верха колонны К-1.Другая часть бензина — балансовый избыток — перетекает из Е-1 в Е-12.
Поддержание температуры низа колонны К-1 осуществляется с помощью подачи «горячей струи» насосами Н-7, 7а. Отбензиненная нефть четырьмя потоками откачивается через печь П-1/1. На выходе из печи П-1/1 потоки объединяются попарно в две трансферные линии и нефть с температурой 300-360оС поступает в низ колонны К-1, ниже ввода сырой нефти.
Снизу колонны К-1 отбензиненная нефть с температурой до 240оС насосами подается для дальнейшего нагрева в змеевики печи П-2/1.
На выходе из печи П-2/1потоки объединяются в две трансферные линии и с температурой 340-380оС нефть поступает на 38-ю тарелку колонны К-2.В низ колонны К-2 подается перегретый водяной пар.
С верха колонны пары бензина и водяные пары последовательно поступают в в водяной холодильник Т-29 и с температурой 30-60оС конденсат поступает в рефлюксную емкость Е-3. Бензин из Е-3 поступает на прием насосов Н-4,4а,5, а затем направляется:
— одна часть через клапан-регулятор температуры верха колонны К-2 на верх колонны К-2 в виде острого орошения;
— вторая часть — балансовый избыток бензина — через клапан-регулятор расхода в Е-3 поступает в Е-12 для нагрузки стабилизатора;
— третья часть может откачиваться через клапан-регулятор уровня Е-3 в виде дополнительного острого орошения на восьмую тарелку в колонну К-4 либо в линию сырья колонны К-4.
С 9-ой тарелки колонны К-2 фракция 140-230оС поступает в стриппинг-колонну К-6, на верхнюю тарелку через клапан-регулятор уровня в К-6.
Из стриппинга К-6 производится «безпаровой» вывод керосина, имеется возможность работы колонны К-6 с подачей перегретого пара, при этом пары с К-6 выводятся в колонну К-2.
С 17-й и 19-й тарелок колонны К-2 через клапан-регулятор уровня осуществляется вывод легкого дизельного топлива (ЛДТ) на верхнюю тарелку К-7. В низ К-7 подается перегретый водяной пар. Отпаренные керосиновые фракции возвращаются в колонну К-2, под 18-ю тарелку.
С 29-й и 31-й тарелок К-2 осуществляется вывод тяжелого дизельного топлива (ТДТ) в стриппинг-колонну К-9. В низ колонны К-9 подается перегретый водяной пар, отпаренные фракции возвращаются в колонну К-2, под 28-ю тарелку.
Фракция 140-230°С из К-6 выводится с установки
ЛДТ К-7 выводится с установки.
ТДТ с низа колонны К-9 поступает в Т-19, где охлаждается свежей водой, подаваемой на блок ЭЛОУ выводится с установки как компонент дизельного топлива.
Бензин из емкости Е-12 направляется в теплообменник Т-11 и затем поступает на 34-ю тарелку колонны К-8.
Углеводородные газы — фракция С1-С5 — с верха колонны К-8 направляются через воздушный конденсатор Т-10 и холодильник Т-6/1 в рефлюксную емкость Е-2.Головка стабилизации предельная с температурой 60оС из Е-2 подается на орошение колонны К8. Балансовый избыток головки стабилизации откачивается в парк 11.
Для поддержания температуры низа колонны К-8 используется циркулирующая флегма.
С низа колонны К-8 компонент бензина — циркулирующая флегма прокачивается через змеевик печи П-2/2 и с температурой 185-190оС возвращается в колонну К-8.
3.2 Блок вторичной перегонки бензина согласно схемы № 5-18-3/2005. Блок вторичной перегонки бензина предназначен для разделения бензина на узкие фракции путем четкой ректификации в колонне К-4.
Стабильная бензиновая фракция из колонны К-8 через клапан-регулятор уровня в К-8 поступает на 32-ю тарелку колонны К-4.
С верха К-4 пары фракции НК-115оС конденсируются и охлаждаются в водяном холодильнике Т-8а и поступают в рефлюксную емкость Е-5 Несконденсировавшийся газ из Е-5выводится в сеть топливного газа или в факельную линию. Часть фракции из Е-5 с температурой 80-85оС подается в виде острого орошения на верх колонны К4, а балансовый избыток откачивается в товарный парк 62
Для поддержания температуры низа колонны К-4 предусмотрена схема подачи циркулирующей флегмы: бензин с низа колонны К-4 поступает на прием насосов Н-11, Н-11а, прокачивается через змеевик печи П-2/2 и с температурой 178оС возвращается в колонну.
Фракция 80-180оС с низа колонны К-4 откачивается в парк и 55 и 62 НПЗ.
3.3 Вакуумный блок №1. Вакуумный блок №1 предназначен для выделения из мазута вакуумного погона широкой масляной фракции при нагреве в трубчатой печи П-3/1 с последующим разделением в вакуумной колонне К-10.
Мазут с низа колонны К-2 прокачивается через змеевики печи П-3/1, где нагревается до температуры 400оС и по двум трансферным линиям поступает на 4-ю тарелку вакуумной колонны К-10 (отсчет тарелок ведется снизу). Для лучшего отгона вакуумного дистиллята в низ колонны К-10 подается перегретый водяной пар, поступающий от пароперегревателя печи П-3/1.
Остаточное давление верха колонны составляет –0,90 кгс/см2. Предусмотрена работа колонны К-10 без подачи водяного пара в низ колонны. Остаточное давление верха колонны при этом составляет –0,96 кгс/см2.
Парогазовая смесь с верха колонны К-10 по двум шлемовым трубопроводам поступает к вакуумсоздающей аппаратуре.
Со второй глухой тарелки выводится нижнее циркуляционное орошение (2ЦО К10) и широкая масляная фракция с температурой 240-260оС подается на нагрев в трубчатую печь П-3/2.
С низа вакуумной колонны К-10 откачивается с установки в парк 68 или установку 19/3-19/6, 21-10/3М, 36/2М, 15/2-1НПЗ,
3.4 Вакуумный блок №2. Вакуумный блок №2 предназначен для выделения из широкой масляной фракции узких фракций вакуумных погонов при нагреве в трубчатой печи П-3/2 с последующим разделением в вакуумной колонне К-11.
Широкая масляная фракция подается четырьмя потоками в трубчатую печь П-3/2, где нагревается до температуры 380°С. В низ колонны подается перегретый водяной пар.
Остаточное давление верха колонны — 55 мм.рт.ст
Парогазовая смесь с верха колонны К-11 по двум шлемовым трубопроводам поступает к вакуумсоздающей аппаратуре.
Со второй глухой тарелки через верхний обрез сливных труб выводится маловязкая фракция (МВФ)с температурой 270 °С. Часть фракции направляется в стриппинг К-12, в нижнюю часть которого подается перегретый водяной пар. Пары и газы из К-12 возвращаются в колонну К-11, а отпаренная маловязкая фракция выводится с установки в парк 44. Из сливного кармана ниже форсуночного распределителя второго слоя насадки выводится средневязкая масляная фракция (СВФ. Средневязкая фракция с температурой 290-300оС поступает в стриппинг К-13, в нижнюю часть которого подается перегретый водяной пар. Пары и газы из К-13 возвращаются в колонну К-11, а отпаренная средневязкая фракция выводится с установки в парк 44 по линии вывода маловязкой или вязкой фракций.
С низа вакуумной колонны К-11 суммарный вакуумный газойль (СВГ) выводится с установки в парк 5 или 68.
4. Характеристика сырья, полупродуктов, готовой продукции вспомогательных материалов
Таблица 2
Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции, обращающихся в технологическом процессе
Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции
Обозначение государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия и др. документации
Наименование показателей качества, подлежащих обязательной проверке
Норма по нормативному или техни-ческому документу (заполняется при необходимости
Область применения готовой продукции, полуфабрикатов, назначение используемых веществ, материалов
1
2
3
4
5
Исходное сырье
1. Нефть
ГОСТ Р 51858-2002
Результат анализа в парке 65
Используется как сырье на блоке ЭЛОУ
Реагенты, катализаторы, адсорбенты, абсорбенты, растворители
1. Деэмульгатор нефтяных эмульсий «ВИСКО-412»
По документам инофирмы
Принимается по паспорту поставщика
Используется на блоке ЭЛОУ для разрушения нефтяных эмульсий
2. Щелочь свежая разбавленная
ДК 05-21303-52-2003
1. Массовая едкого натра, %
2. Содержание механических примесей
6-12 отсутствие
Для защелачива-ния бензина
3. Аммиак водный технический
ГОСТ 9-92
Принимается по
паспорту поставщика
-
После разбавления до 1-2 % используется для антикоррозийной защиты оборудования блока АТ
4. Ингибитор НАЛКО 5186 (ЕС 1021 В)
Сертификат
1. Плотность при 160С, кг/м3
2. Вязкость при 200С, сСт
3. Температура
застывания, 0С,
не выше
4. Температура кипения, 0С
900-950
10-15
Минус 25
160-180
Для анти-коррозионной защиты
5. Нейтрализатор НАЛКО 5196
(ЕС 1197 А)
Сертификат
1. Плотность при 160С, кг/м3
2. Вязкость при 200С, сСт
3. Температура застывания, 0С, не выше
4. Температура кипения, 0С
975-995
3-6
Минус 20
90-110
Для поддержания рН
6. Масло индустриальное И-30А
ГОСТ 20799-88
1.Вязкость кинематическая
при 40°С, мм2/с
2.Содержание
механических
примесей, %
3.Содержание
воды, %
*4.Температура вспышки,
определяемая в открытом тигле,0С,
не ниже
41-51
отсутствие
следы
210
Используется при эксплуатации насосов, в
качестве смазки для подшипников
7. Масло турбинное Тп-22
(для насосов)
ГОСТ 9972-74
1.Вязкость кинематическая
при 40°С, мм2/с
2.Содержание механических
примесей, %
3.Содержание
воды, %
4.Температура вспышки,
определяемая в открытом тигле,0С, не ниже
28,8–35,2
отсутствие
отсутствие
186
Используется при эксплуатации насосов, в
качестве смазки для подшипников
Вспомогательные материалы (воздух КИП/технологический, инертный газ, паровой конденсат, материалы для тары, упаковки, вещества для нейтрализации проливов, смазочные материалы и др.)
1. Питательная вода
РД 24.032.01-91
1. Жесткость общая, мкмоль/дм3, не более
2. Мутность, мг/дм3, не более
3. Водородный показатель,(рН), ед, в пределах
4. Массовая
концентрация:
-нефтепродуктов, мг/дм3, не более
— растворенного
кислорода, мкг/дм3, не более
20
6,0
8,5 — 9,5
3,0
30
Производство пара
2. Котловая вода
1. Щелочность общая, ммоль/дм3, не более
2.Массовая концент-рация сухого остатка, мг/дм3, не более
35
3000
Производство пара
3. Воздух сжатый КИП
ДК 05-21303-38-2004
Принимается по результатам анализа поставщика
-
Используется для работы контрольно-измерительных приборов
4. Азот газообразный
ДК 01-21303-83-2002
Принимается по результатам анализа поставщика
-
Потребляется в пусковой период для продувки оборудования
5. Промышленная вода
-
Принимается по результатам анализа поставщика
-
Используется для хоз.нужд и в качестве теплоносителя для обогрева
6. Воздух сжатый КИП
ДК 05-21303-38-2004
Принимается по результатам анализа поставщика
-
Используется для продувки систем
Топливные материалы (газообразное и жидкое топливо, сжигаемое в собственных топочных устройствах)
1. Газ топливный
ДК 05-21303-12-03
Принимается по результатам анализа поставщика
Используется как топливо на печах установки
2. Затемненный продукт (собственное производство)
ДК 05-21303-63-2000
1. Массовая доля серы, %, не более
2. Зольность, %,
не более
3. Теплота сгорания, ккал/кг, не менее
4. Температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже
Принимается по паспорту поставщика
2.0
0.15
9900
110
-
Используется как топливо на печах
установки
3. Топливо дизельное
-
Используется как топливо на печах
установки
Полуфабрикаты, выдаваемые под контролем ЦТИК и используемые только в ОАО «АНХК»
1. Нефть обессоленная
ДК 05-21303-01-2001
1. Плотность при 20 °С, г/см3, в пределах
2. Массовая концентрация хлористых солей, мг/дм3, не более
3. Массовая доля воды, %, не более
4. Температура застывания, °С, не выше
0,820¸0,850
3
0,1
минус 5
Используется в качестве сырья на блоке АТ установки ЭЛОУ+АВТ-6
2. Газ предельный
ДК 05-21303-03-2004
1. Объемная доля компонентов, %:
Метан
Этан
Пропан
Сумма бутанов
Сумма пентанов,
не более
Сумма непредельных углеводородов, не более
2. Плотность при 20оС г/дм3
3. Наличие жидкого остатка при 20оС
0,1¸8,0
0,3¸8,0
7¸65
35¸65
25
0,1
2-3
не нормируется
Выдается в сеть богатых газов.
3. Головка стабилизации предельная
СТП 010705- -401004-96
1. Массовая доля компонентов, %
1.1 Этана, не менее
1.2 Суммы углеводородов С5, и выше, не более
1.3. Сероводорода
не нормируется,
определение обязательно
55
отсутствие
Используется как сырье ГФУ
4. Бензин прямогонный
ДК 05-21303-02-2001
1. Фракционный состав,0С:
1.1 Температура начала кипения, не ниже
1.2 Температура конца кипения, не выше
2. Коррозионные свойства
3. Содержание механических примесей и воды
4. Плотность при: 200С, 150С, г/см3
зимой – не нормируется
летом — 35
215
не коррозионный (выдерживает испытание на медной пластинке)
отсутствие
не нормируется
Используется как компонент автомобильных бензинов
5. Компонент бензина (фракция НК-115оС)
ДК 05-21303-46-98
1. Фракционный состав, оС,:
1.1 Температура начала кипения, не ниже
1.2 Температура конца кипения,
не выше
2. Содержание воды
3. Коррозионные свойства
23
115
отсутствие
не корро-зионный (выдерживает испытание на медной пластинке)
Используется в качестве сырья установки ЭП-300 и компонента автобензина
6. Сырье для каталитического риформинга (Л-35/11-1000)
ДК05-21303-08-2000
1. Фракционный состав, оС:
1.1 Температура начала кипения,
не ниже
1.2 Температура конца кипения, не выше
2. Цвет
3. Содержание воды
4. Плотность при 200С, кг/м3
80
180
б/цвет.
отсутствие
Не нормируется.
Определение обязательно.
Используется как сырье каталитического риформинга
7. Фракция бензиновая сырье установки 35/6
ДК 05-21303-10-2001
1. Фракционный состав, оС:
1.1 Температура начала кипения, не ниже
1.2 Температура конца кипения, не выше
2. Цвет
3. Содержание воды
4. Плотность при 200С, кг/м3
62
175
б/цвет.
отсутствие
Не нормируется.
Определение обязательно.
Используется как сырье каталитического риформинга
8. Затемненный продукт
(собственное
производство)
ДК 05-21303-63-2000
1. Массовая доля серы, %, не более
2. Зольность, %, не более
3. Теплота сгорания, ккал/кг, не менее
4. Температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже
2.0
0.15
9900
110
Используется в качестве
компонента
топочного мазута и топлива
собственных печах
9. Дистиллят вакуумный (сырье для каталитического крекинга)
ДК 05-21303-07-2003
1. Плотность при 20оС, г/см3
2. Фракционный состав, температура конца кипения,0С, не выше
3. Цвет, ед. ЦНТ
не нормируется определение обязательно
550
не нормируется определение обязательно
Используется как сырье для каталитического крекинга
10. Дистиллят вакуумный (сырьё для трансформаторного масла)
ДК 05-21303-
-07-2003
1. Фракционный состав, оС:
1.1 5% перегоняется при температуре, не ниже
1.2 98% перегоняется при температуре, не выше
2. Вязкость кине- матическая при 50оС, мм2/с, не более
3. Цвет, ед. ЦНТ, не более
295
430
10,0
3,0
Используется как сырье для производства трансформатор-
ного масла
4. Температура застывания, 0С, не выше
13
11. Дистиллят вакуумный (маловязкая фракция)
ДК 05-21303-
-07-2003
1. Фракционный состав, оС:
1.1 температура начала кипения, не ниже
1.2 10% перегоняется при температуре, не ниже
1.3 температура конца кипения, не выше
2. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, оС, не ниже
3. Вязкость кинематическая при 100оС, м2/с
4. Цвет, ед. ЦНТ, не более
340
370
460
200
4,5-5,7
3,0
Используется как маловязкая фракция при производстве масел
12. Дистиллят вакуумный (средневязкая фракция)
ДК 05-21303- -07-2003
1. Фракционный состав, оС:
1.1температура начала кипения, не ниже
1.2 температура конца кипения, не выше
2. Температура вспышки, определяе мая в открытом тигле, 0С, не ниже
3. Вязкость кинематическая при 100оС, мм2/с
4. Цвет, ед. ЦНТ, не более
360
490
205
6,0-8,0
4,0
Используется как средневязкая фракция при производстве масел
13. Дистиллят вакуумный (вязкая фракция)
ДК 05-21303- -07-2003
1. Фракционный состав, оC:
1.1 температура начала кипения, не ниже
1.2 температура конца кипения, не выше
2. Температура вспышки, определяе-мая в открытом тигле, оС, не ниже
3. Вязкость кинематическая при 100оС, мм2/с
4. Цвет, ед. ЦНТ, не более
380
505
220
8,0-10,0
5,0
Используется как вязкая фракция при производстве масел
селективной очистки
14. Гудрон
ДК 05-21303-06-2001
1.Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, оС, не ниже
110
Используется как компонент топочного мазута.
15. Гудрон
ДК 05-21303-06-2001
1. Вязкость условная при 80 °С, с, не менее
2. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не менее
15
200
Используется в качестве сырья для установки
36-2М
16. Гудрон
ДК 05-21303-06-2001
1. Плотность при 20 °С, г/см3, не менее
2. Коксуемость, %, не менее
3. Массовая доля щелочи, г/т, в пределах
4. Массовая концентрация хлористых солей, мг/дм3, не более
0,970
10
10-30
25
Используется в качестве сырья для установки
21-10/3М
17. Гудрон
ДК 05-21303-06-2001
1. Массовая доля щелочи, г/т, в пределах
10-30
Используется в качестве сырья для установки 15/1,2
18. Гудрон
ДК 05-21303-06-2001
1. Вязкость условная при 80 °С, с, не менее
15
Используется в качестве сырья для установки
19/3-19/6
19. Пар перегретый, конденсат
РД-24.032.01-91
1. Условное солесодержани (в персчете на NaCl) не более, мкг/дм3
2. Содеожание натрия не более, мкг/дм3
3. Содержание свободного аммиака, стехиометрически не связанного с углекислотой, мг/дм3
4. Водородный показатель (рН)
500
160
отсутствие
7,5-9,5
В сеть завода
Готовая продукция, являющаяся товарной продукцией ОАО «АНХК», выдаваемая под контролем ЦТИК
1. Дистиллят топлива ТС-1
ДК 05-21303-16-2003
1. Плотность при 20оС, г/см3, не менее
2. Фракционный состав,0С:
2.1. Температура начала кипения, не выше
2.2. 10 % перегоняется при температуре, не выше
2.3. 50 % перегоняется при температуре, не выше
2.4. 90 % перегоняется при температуре, не выше
2.5. 98 % перегоняется при температуре, не выше
3. Вязкость кинематическая при 20оС, мм2/с, не менее
4. Температура вспышки в закрытом тигле, оС, не ниже
5. Содержание механических примесей и воды
сорт
первый/высший
0,775 | 0,780|
150 | 150
165 | 165
|
195 | 195
|
230 | 230
|
250 | 250
1,25 | 1,30
|
28 | 28
отсутствие
Используется в качестве топлива для реактивных двигателей
2. Топливо дизельное прямогонное «зимнее»
ДК 05-21303-05-2001
1. Температура вспышки, определяе-мая в закрытом тигле, оС, не ниже
— для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин
— для дизелей общего назначения
2. Температура застывания, оС, не выше
3. Содержание воды
40
35
минус 35
отсутствие
Используется в качестве товарного дизельного топлива
4. Вязкость кинематическая при 20оС, мм2/с, в пределах
5. Плотность при 200С, г/см3, не более
1,8-5,0
0,840
3. Топливо дизельное прямогонное «летнее»
ДК 05-21303-05-2001
1. Фракционный состав, оС:
1.1. 50% перегоняется при температуре, не выше
1.2. 96% перегоняется при температуре, не выше
2. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, оС, не ниже
— для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин
— для дизелей общего назначения
3. Вязкость кинематическая при 20оС, мм2/с
4. Содержание воды
5. Плотность при 200С, г/см3, не более
280
360
62
40
3,0-6,0
отсутствие
0,860
Используется в качестве товарного дизельного топлива
продолжение
--PAGE_BREAK--
5. Материальный баланс установки
5.1 Материальный баланс блока атмосферно-вакуумной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ
Мощность установки 3 000 000 тонн в год.
Количество рабочих дней:
ТЭФ = ТГ – ТКАП – ТТЕК = 365 – 15 – 10 ≈ 340 суток ≈ 8160 часов.
Часовая производительность:
(1.1)
Таблица 3
Материальный баланс отбензинивающей колонны К-1
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Нефть
100
367647,06
3000000
Газ и нестабильный бензин
26,5
97426,47
795000
Отбензининая нефть
73,5
270220,59
2205000
Таблица 4
Материальный баланс атмосферной колонны К-2
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Отбензининая нефть
73,5
270220,59
2205000
Фр. 180-220C
7,6
27941,18
228000
Фр. 220-280C
10,5
38602,94
315000
Фр. 280-350C
13,9
51102,94
417000
Фр. >3500C(мазут)
41,5
152573,53
1245000
Таблица 5
Материальный баланс сепаратора отбензинивающей колонны С-1
Таблица 6
Материальный баланс стабилизационной колонны прямогонных бензинов К-4
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Нестабильный бензин
25,72
94558,82
771600
УВГ
1,28
4705,88
38400
С5-1800С
24,44
89852,82
733200
Таблица 7
Материальный баланс сепаратора стабилизационной колонны С-2
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
УВГ
1,28
4705,88
38400
Сухой газ (С1-С2)
0,28
1029,41
8400
Сжиженный газ (С2-С4)
1,0
3676,47
30000
Таблица 8
Материальный баланс колонны вакуумной перегонки мазута К-5
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Фр. >3500C(мазут)
41,5
152573,53
1245000
Газы разложения
3
11029,41
90000
Фр. 350-4200С
13,5
49632,35
405000
Фр. 420-4900С
11,7
43014,71
351000
Фр. >4900С
13,3
48897,06
399000
Таблица 9
Сводный материальный баланс блока атмосферно-вакуумной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Нефть
100
367647,06
1 3000000
Сухой газ (С1-С2)
0,28
1029,41
8400
Сжиженный газ (С2-С4)
1,0
3676,47
30000
С5-1800С
24,44
89852,94
733200
УВГ
0,65
2389,71
19500
Вода
0,13
477,94
3900
Фр. 180-220C
7,6
27941,18
228000
Фр. 220-280C
10,5
38602,94
315000
Фр. 280-350C
13,9
51102,94
417000
Газы разложения
3,0
11029,41
90000
Фр. 350-4200С
13,5
49632,35
405000
Фр. 420-4900С
11,7
43014,71
351000
Фр. >4900С
13,3
48897,06
399000
Итого
100
245098
2000000
5.2 Материальный баланс блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ- АВТ
Таблица 10
Материальный баланс стабилизационной колонны прямогонных бензинов К-4 (дебутанизатор)
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Нестабильный бензин
25,72
94558,82
771600
УВГ
1,28
4705,88
38400
С5-1800С
24,44
89852,94
733200
Таблица 11
Материальный баланс колонны вторичной перегонки К-5
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Фр. 105-1800С
13,5
49632,35
405000
Фр. 105-1400С
6,1
22426,47
183000
Фр. 140-1800С
7,4
27205,88
222000
Таблица 12
Материальный баланс колонны вторичной перегонки К-6
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
С5-1800С
24,44
89852,94
733200
Фр. С5-1050С
10,94
40220,59
328200
Фр. 105-1800С
13,5
49632,35
405000
Таблица 13
Материальный баланс колонны вторичной перегонки К-7
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Фр. С5-1050С
10,94
40220,59
328200
Фр. С5-620С
4,44
16323,53
133200
Фр. 62-1050С
6,5
23897,06
195000
Таблица 14
Материальный баланс колонны вторичной перегонки К-8
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Фр. 62-1050С
6,5
23897,06
195000
Фр. 62-850С
3,3
12132,35
99000
Фр. 85-1050С
3,2
11764,71
96000
продолжение
--PAGE_BREAK--
Таблица 15
Сводный материальный баланс блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ-АВТ
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
Нестабильный бензин
25,72
94558,82
771600
УВГ
1,28
4705,88
38400
Фр. С5-620С
4,44
16323,53
133200
Фр. 62-850С
3,3
12132,35
99000
Фр. 85-1050С
3,2
11764,71
96000
Фр. 105-1400С
6,1
22426,47
183000
Фр. 140-1800С
7,4
27205,88
222000
Итого
26,72
94558,82
771600
6. Тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5
Qпр= Qрасх (6.1)
Qпр= Qбензина+ Qорошения (6.2)
Qрасх= Q105-140+ Qфлегма+ Q140-180+ Qпотери (6.3)
6.1 Определение количества тепла поступающего в колонну
6.1.1 Определение количества тепла приносимого нестабильным бензином:
Нестабильный бензин поступает в колонну в паро-жидкостном состоянии. До1500С в парах находится 32% бензина (е = 0,32).
,
где Iпаров– энтальпия нефтяных паров (t= 423 К), Iпаров= 631,1 кДж/кг;
Iжид– энтальпия нефтяных жидкостей (t= 423 К, ρ = 0,758 кг/м3), Iжид= 330,98 кДж/кг;
6.1.2 Определение количества тепла приносимого орошением, кВт:
, (6.1.2.1)
где Iорошения– энтальпия флегмы (t= 303 К, ρ = 0,738 кг/м3), Iорошения= 61,3 кДж/кг;
, (6.1.2.2)
где R–флегмовое число (R=2,4).
По формуле (6.2) получаем
6.2 Определение потерянного количества тепла, кВт
(6.2.1)
6.2.2 Определение количества тепла уходящего с фракцией 140-1800С
(6.2.2.1)
где I140-180– энтальпия фракции 140-1800С (t= 446 К, ρ = 0,774 кг/м3), I140-180= 392,125 кДж/кг
6.2.3 Определение количества тепла уходящего с дистиллятом (Фр 105-1400С)
(6.2.3.1)
где I105-140– энтальпия фракции 105-140 (пары, t= 405К, ρ = 0,738 кг/м3), I105-140= 296,4 кДж/кг
По формуле (6.3) находим количества тепла выносимого с продуктами из колонны, кВт
6.3 Расчет горячей струи
6.3.1 Определение необходимого количества тепла вносимого в колонну горячей струей
(6.3.1.1)
6.3.2 Определение количества фр. 140-1800С необходимого на горячую струю
Примем, что фр. 140-1800С нагревается в печи на 1000С (446К → 546К)
(6.3.2.1)
где - энтальпия горячей струи, =754,83 кДж/кг;
- энтальпия фракции 140-1800С, = 392,125 кДж/кг.
6.4 Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5
Таблица 16
Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5
7. Конструктивный расчёт колонны вторичной перегонки бензина К-5
7.1 Расчёт количества тарелок колонны К-5
В К-5 вводится фракция 105-1800С (G= 49632,35 кг/ч; t= 1500C; ρ = 0,758 кг/м3),
сверху выходит фракция 105-1400С (G= 22426,47 кг/ч; t= 1320C; ρ = 0,738 кг/м3),
снизу фракция 140-1800С (G= 27205,88 кг/ч; t= 1730C; ρ = 0,774 кг/м3).
7.1.1 Определение М легкокипящего компонента (фракция 105-1400С) по формуле Войнова
(7.1.1.1)
По ИТК (Приложение А) находим tcp. Для фракции 105-1400С tср= 1230С.
7.1.2 Определение углеводорода, соответствующего М = 112,03 г/моль
С8Н18 (октан) углеводород, соответствующий фракции 105-1400С.
7.1.3 По формуле (3.1.1.1) определеям М высококипящего компонента (фракция 140-1800С)
По ИТК находим tcp. Для фракции 140-1800С tср= 1600С.
7.1.4 Определение углеводорода, соответствующего М = 133,6г/моль
С10Н22 (декан) углеводород, соответствующий фракции 140-1800С.
Таким образом, разделение фракции105– 1800С в колонне К-5 эквивалентно разделению бинарной смеси октан – декан.
7.1.5 Расчет плотностей фракций 105 – 1800С, 105 – 1400С и 140 – 1800С.
Из формулы Крэга
следует
(7.1.5.1.1)
7.1.5.1 Расчет плотности фракции 105 – 1800С
()
7.1.5.2 Расчет плотности фракции 105-1400С
7.1.5.1 Расчет плотности фракции 140 – 1800С
7.1.6 Построение кривой равновесия бинарной смеси октан — декан
Используя график Кокса определим давления насыщенных паров октана — декана. По этим данным построим кривую равновесия смеси (Приложение Б)
Таблица 17
Равновесный состав бинарной смеси октан — декан
нефть перегонка атмосферный бензин
Таблица 18
Определение состава смеси, состава дистиллята и кубового остатка
Приход
%
кг/час
т/год
Расход
%
кг/час
т/год
1051800С
100
49632,35
405000
Фр. 105-1400С
45,19
22426,47
183000
Фр. 140-1800С
54,81
27205,88
222000
Исходя из материального баланса следует: состав исходной смеси xF=45,5%
Четкость ректификации – 97% Þсостав дистиллята xP=97%; состав кубового остатка xW=3%
7.1.8 Пересчет массовых концентраций в мольные
7.1.8.1 Пересчет массовой концентрации исходной смеси в мольную
(7.1.8.1.1)
7.1.8.2 Пересчет массовой концентрации дистиллята в мольную
(7.1.8.1.2)
7.1.8.3 Пересчет массовой концентрации кубового остатка в мольную
(7.1.8.1.3)
7.1.9 Расчет расходов дистиллята и кубового остатка:
7.1.9.1 Расчет расхода дистиллята, кг/ч
(7.1.9.1.1)
7.1.9.2 Расчет расхода кубового остатка, кг/ч
(7.1.9.2.1)
7.1.10 Расчет флегмового числа
7.1.10.1 Расчет минимального флегмового числа
, (7.1.10.1.1)
где - мольная концентрация пара, находящегося в равновесии с исходной смесью.
По диаграмме y— xнаходим (при ХF= 0,5) = 0,73 мол.дол.
7.1.10.2 Расчет рабочего флегмового числа
Обычно принимают оптимальное значение рабочего флегмового числа:
(7.1.10.2.1)
Примем .
7.1.11 Построение рабочих линий укрепляющей и исчерпывающих частей колонны К-5
7.1.11.1 Определение отрезка bна оси ординат
(7.1.11.1.1)
.
7.1.11.2 Расчет уравнения рабочей линии для укрепляющей части колонны
(7.1.11.2.1)
7.1.11.3 Уравнение рабочей линии исчерпывающей части колонны
(7.1.11.3.1)
где f– отношение количества исходной смеси к количеству дистиллята.
7.1.11.4 Расчет расхода исходной смеси, (кмоль/час)
(7.1.11.4.1)
7.1.11.5 Расчет расхода дистиллята (кмоль/ч)
(7.1.11.5.1)
Вписыванием тарелок между рабочей и равновесной линиями нахожу число тарелок – 10. Учитывая небольшую эффективность тарелок по Мэрфри (и практические данные) примем 34 тарелок. Из них: в укрепляющей части – 14 тарелок, в исчерпывающей – 20 тарелок.
7.2 Определение диаметра колонны
Диаметр колонны определяется в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны.
(7.2.1)
Выбираем сечение в верхней части колонны
7.2.1 Расчет объёма паров проходящих за час через сечение колонны
Давление в колонне: Р = 0,13 МПа:
, (7.2.1.1)
где Т – температура системы, К;
Р – давление в системе, МПа;
Gi– расход компонента, кг/ч;
Мi– молекулярная масса компонентов;
Z– коэффициент сжимаемости.
7.2.1.1 Определяем приведенные температуру и давление для фр. 105-1400С (С8Н18 октан, t= 1320C= 405К; ρ = 0,738 кг/м3).
(7.2.1.1.1)
(7.2.1.1.2)
По известным величинам средней температуры кипения и плотности находим значения Ткр и Ркр
Тогда по формулам (7.2.1.1.1) и (7.2.1.1.2) получаем
7.2.1.2 Коэффициент сжимаемости определяем по графику в зависимости от приведенных температур и давлений
Z= 1,0
Находим объём паров проходящих за час через сечение колонны по формуле (7.2.1.1)
7.2.2 Расчет допустимой скорости паров, м/с
(7.2.2.1)
где К – коэффициент зависящий от расстояния между тарелками в колонне и условий ректификации (при расстоянии 0,6м К = 740).
ρж – плотность жидкости (738 кг/м3);
ρп – плотность паров.
(7.2.2.2)
Рассчитываем по формуле (7.2.2.1) допустимую скорость паров
Отсюда по формуле (7.2.1) находим
Принимаем ближайший стандартный диаметр колонны по ГОСТ 16453-70 DСТ= 2,6 м.
7.2.3 Выбор тарелки:
По каталогу для колонны диаметром 2600мм выбираем ситчатую однопоточную тарелку ТС-Р со следующими конструктивными размерами:
— свободное сечение колонны, м2 5,3
— рабочее сечение тарелки, м2 4,787
— диаметр отверстия, мм 8
— шаг между отверстиями, мм
— относительное свободное сечение тарелки,% 16,7
— сечение перелива, м2 0,258
— высота переливной перегородки, мм 30
— относительная площадь перелива,% 4,88
— масса, кг 200
Сетчатые тарелки представляют собой перфорированные полотна с отверстиями диаметром 2-8мм, снабженные переточными устройствами. Эти тарелки более просты по устройству, но обладают более узким диапазоном устойчивой работы. При малых нагрузках по пару жидкость протекает через отверстия, а при больших – уносится потоком газа на вышележащие тарелки. Кроме того, нормальная работа ситчатых тарелок возможна только при условии сохранения чистоты отверстий. Поэтому применение таких тарелок допустимо лишь при разделении жидких смесей, не содержащих взвешенных твердых частиц и не образующих осадки в ходе процесса.
7.3Определение высоты колонны
Примем расстояние между тарелками 0,6м.
(7.1.1)
7.3.1 Определение расстояния от верхнего днища до первой ректификационной тарелки h1, м
7.3.2 Определение высот укрепляющей и исчерпывающей частей колонны h2и h4, м
где а – расстояние между тарелками (0,6 м)
7.3.3 Определение расстояния между укрепляющей и исчерпывающей частями колонны h3
h3берут из расчета расстояния между тремя тарелками
7.3.4 Определение расстояния между нижней тарелкой и жидкостью h5
h5принимают равной 2 м.
7.3.5 Определение высоты жидкости h6, м
Высоту h6определяют, исходя из запаса остатка на 600 с. Объём фр. 140 – 1800С внизу колонны составляет:
Площадь поперечного сечения колонны, м2:
7.3.6 Высоту опоры h7принимают, исходя из практических данных, равной 4 м.
Общая высота колонны К-5 по формуле (3.1.1) составляет:
продолжение
--PAGE_BREAK--8. Гидравлический расчет
Гидравлическое сопротивление тарелок колонны DРК определяют по формуле:
, (8.1)
где DРВ и DРН – гидравлическое сопротивление одной тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки складывается из трех слагаемых:
, (8.2)
где DРС – сопротивление сухой тарелки;
DРГ-Ж – сопротивление газо – жидкостного слоя на тарелках;
DРs— сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения;
8.1 Расчет сопротивления сухой тарелки:
, (8.1.1)
где x— коэффициент сопротивления (для ситчатой тарелки x= 1,1-2,0)
w— скорость пара в рабочем сечении тарелки;
FC— cвободное сечение тарелки (16,7%);
ρy– средняя плотность паров;
8.1.1 Расчет средней плотности паров, кг/м3
(8.1.1.1)
8.1.1.1 Расчет плотности паров в верхней части колонны
8.1.1.2 Расчет плотности паров в нижней части колонны
8.1.2 Расчет скорости пара в рабочем сечении тарелки
, (8.1.2.1)
где D– диаметр колонны, м;
uд– допустимая скорость паров;
ST– рабочее сечение тарелки;
По уравнению (8.1.1) находим сопротивление сухой тарелки
8.2 Расчет сопротивления газо-жидкостного слоя
(8.2.1)
где h– высота светлого слоя жидкости на тарелке;
8.2.1 Расчет высоты светлого слоя жидкости на тарелке, м
, (8.2.1.1)
где, - удельный расход жидкости на 1м ширины переливной перегородки, м2/с;
b-ширина переливной перегородки, м;
-высота переливной перегородки, м;
,-поверхностное натяжение жидкости и воды при средней температуре в колонне, Н/м;
L— средние массовые расходы жидкости для верхней и нижней частей колонны;
m=0,05 – 4,6 hпер;
wT— скорость пара в рабочем сечении тарелки;
sx, sв– поверхностное натяжение жидкости и воды соответственно при средней температуре в колонне;
μх – вязкость в МПа с;
8.2.1.1 Расчет средних массовых расходов для верхних и нижних частей колонны:
(8.2.1.1.1)
, (8.2.1.1.2)
где МР и МF– мольные массы дистиллята и исходной смеси;
МВ и МН – средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.
(8.2.1.1.3)
(8.2.1.1.4)
(8.2.1.1.5)
XCP.B.и XCP.H.– средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней части колонны:
8.2.1.2 Определение поверхностного натяжения, вязкости и коэффициента mжидкости
По номограмме [] для нефтепродукта с плотностью 0,756 кг/м3 (средняя плотность в колонне) при температуре 1530С (средняя температура в колонне) поверхностное натяжение составляет s≈ 20,0 10-3 Н/м.
По номограмме [] для нефтепродукта с плотностью 0,756 кг/м3 (средняя плотность в колонне) при температуре 1530С (средняя температура в колонне) вязкость составляет s≈ 0,250 мПа с.
По уравнению (8.2.1.1) находим высоту светлого слоя жидкости на тарелке в верхней и нижней частях колонны
По уравнению (8.2.1) находим сопротивление газо-жидкостного слоя в верхней и нижней частях колонны
8.3 Расчет гидравлического сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения, Па
(8.3.1)
где s— поверхностное натяжение жидкости и воды при средней температуре в колонне, Н/м;
DЭ– диаметр отверстий тарелки;
8.4 По уравнению (8.2) находим полное гидравлическое сопротивление одной тарелки верхней и нижней частей колонны
8.5 По уравнению (8.1) полное гидравлическое сопротивление ректификационной колонны составляет
9. Прочностной расчет
9.1 Расчет толщины стенки корпуса колонны, работающего под внутренним давлением, м
, (9.1.1)
где РР – расчетное давление, МПа;
D– внутрениий диаметр колонны, м;
sдоп– допускаемое напряжение, МПа;
φ – коэффициент прочности продольного сварного шва;
С – прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии, м;
С1 – дополнительная прибавка;
В качестве конструкционного материала выбираем двухслойную сталь, т.к. двухслойные стали находят все большее применение и позволяют экономить дорогостоящие высоколегированные стали. Они представляют собой листы, состоящие из двух гомогенно соединенных слоёв: основного из недефицитной стали и плакирующего (защитного) из высоколегированной стали.
По ГОСТу 10885-64 для основного слоя – сталь ВМСт3сп, плакирующего – сталь 08Х13. Расчет ведем по основному слою:
На основании рекомендаций с учетом технологии изготовления цилиндрических вальцованных обечаек и с учетом на ветровую нагрузку принимаем по таблице «Толщина листовой двухслойной стали» [5] толщину основного слоя 8 мм, плакирующего – 2 мм.
9.2 Определяем вес колонны при заполнении её водой
9.2.1 Расчет веса обечайки, кг
,
где SОБ– площадь поверхности обечайки;
mст– вес 1 м2 двухслойной стали толщиной 10мм. mст=83,3кг.
9.2.2 Расчет веса крышки и днища, кг
По ГОСТу 6533-78 выбираем днище эллиптическое отбортованное стальное 2600-10.
где mдн-вес днища, кг. По ГОСТ 6533-78 вес днища 2600-10 mдн=611кг.
9.2.3 Расчет веса тарелок, кг
,
где mтар– масса одной тарелки, кг;
N– число тарелок в колонне;
9.2.4 Расчет веса люков-лазов и штуцеров, кг
,
где mл— масса люка, кг. mл=57кг;
Nл— число люков-лазов и штуцеров.
9.2.5 Расчет веса пустой колонны
9.2.6 Расчет веса колонны при проверке водой на герметичность
Вес воды в колонне составляет
,
где Vкол — объем колонны, м3;
pводы— плотность воды, кг/м 3.
По ГОСТ 26-467-78 выбираем стандартную опору с размерами: D= 2600 мм; D1= 2920мм; D2= 2450 мм; DБ= 2780 мм; Н=2200мм;d2= 48 мм; S1= 12 мм; S2= 30мм; dБ= М20; z= 16 шт.; S3= 30 мм.
9.3 Расчет колонны на ветровую нагрузку
Так как
,
то принимаем расчетную схему в виде консольного стержня с жесткой заделкой.
Колонный аппарат по высоте условно разбиваем на n= 4 участка высотой по hi= 10 м (h4= 3,53 м).
9.3.1 Расчет сосредоточенных горизонтальных сил от распределенной ветровой нагрузки на участках 1-4, МН
, (9.3.1.1)
где βi– коэффициент увеличения скоростного напора;
qi– нормативный скоростной напор ветра на i– м участке, МПа;
DH– наружный диаметр аппарата, м;
hi– высота участков колонны, м.
9.3.1.1 Расчет коэффициента увеличения скоростного напора;
, (9.3.1.1.1)
где ε – коэффициент динамичности, определяемый по графику [5], в зависимости от периода собственных колебаний Т (примем ε = 1,5 при Т = 0,52 с);
mi– коэффициент пульсаций скоростного напора, определяемый по графику [5] в зависимости от расстояния хiдо уровня земли.
По графику определяем m1= 0,38; m2= 0,35; m3= 0,335; m4= 0,332.
9.3.1.2 Расчет нормативного скоростного напора ветра
, (9.3.1.1.1)
где q– нормативный скоростной напор ветра на высоте над поверхностью земли до 10 м для заданного района монтажа аппарата (принимают от 270 до 1000 Па);
— поправочный коэффициент на возрастание скоростных напоров для высоты более 10 м.
Примем q= 450 Па. По графику [5] в зависимости от расстояния xiдо уровня земли определяем: .
9.3.2 Расчет ветрового момента
, (9.3.2.1)
где n– число участков, расположенных выше расчетного сечения;
Pi– сосредоточенные горизонтальные силы, действующие на выделенные зоны, МН.
Ветровой момент, действующий в сечении на высоте опоры х0= 4 м.
Ветровой момент, действующий на уровне земли х0= 0.
9.3.3 Расчет максимального напряжения сжатия на опорной поверхности кольца
, (9.3.3.1)
где МВ1 — ветровой момент, действующий на уровне земли х0= 0;
WK– момент сопротивления площади опорного кольца, м3;
(9.3.3.2)
N1— вес колонны при проверке её водой на герметичность;
FK– площадь опорного кольца, м2;
(9.3.3.1)
По уравнению (5.3.3.1) получаем
9.3.3.1 Расчет толщины опорного кольца, м
, (9.3.3.1.1)
где b– расстояние от выступающей части кольца до наружного диаметра опорной обечайки, b= 0,148 м;
sДОП– допускаемое напряжение на изгиб для материала опоры (для ВСт3ст sДОП= 245 МПа);
Для выбранной опоры S2= 0,03 м; Þусловие прочности соблюдается.
9.4 Проверка корпуса колонны на устойчивость
, (9.4.1)
,
где φС – коэффициент уменьшения допускаемых напряжений. Примем φС = 0,58;
s*— нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре. Для основного материала колонны – ВСт3сп s*= 130 МПа.
,
где φи – коэффициент пропорциональности. Примем φи = 0,756.
s*— нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре. Для основного материала колонны – ВСт3сп4 s*= 130 МПа.
Значения РР = 0 и РДОП = 0.
По уравнению (5.3.3.1) проверяем корпус колонны на устойчивость
.
Условие прочности соблюдается.
продолжение
--PAGE_BREAK--