Схема переработки сырья и параметры работы установок. Снижение издержек производства и/или повышение качества и/или выхода целевого продукта, страница 13

Начальная температура теплоносителя на входе в теплообменник соответствует температуре на выходе его из колонны, конечная температура теплоносителя на выходе из теплообменника соответствует необходимой температуре на входе теплоносителя вколонну.

 = 207°С ; = 60°С;

Начальная температура сырья, поступающего в первый теплообменник 20°С. Конечная температура сырья, воспринимающего тепло, определяется из уравнения теплового баланса теплообменника.

= 20°С.

Тепловой баланс.

, где  h - КПД теплообменника, потери тепла теплоносителем в окружающую среду 2-10 %; принимаем КПД теплообменника 0,95;

G_тепл – массовый расход теплоносителя, кг/ч;

= 462кДж/кг - теплосодержание теплоносителя на входе в теплообменник;

= 119 кДж/кг - теплосодержание теплоносителя на выходе из теплообменника;

= 26,8 кДж/кг - теплосодержание сырья на входе в теплообменник;

- теплосодержание сырья на выходе из теплообменника, кДж/кг.

0,95×16327×(462-119) = 465687,5×(-26,8)

= 62,78 кДж/кг

Следовательно, = 34°С.

Расчет поверхности теплообмена.

Поверхность теплообмена определяется из уравнения

F = Q/(k×t_ср), где  Q - количество передаваемого тепла, кДж/ч;

k - коэффициент теплопередачи, кДж/м²ч;

t_ср - средняя разность температур, °С.

Средняя разность температур t_ср при противотоке определяется следующим образом:

t_нач = 207°С  t_кон = 60°С

tкон/Dtнач=34/173                    tнач/Dtкон=20/40

t_ср =Dtнач+Dtкон/2=173+40/2=107°С

Принимаем k = 836 кДж/м²×ч×град

Q =0,95×16327×(462-119) =5,3*10⁶ кДж/ч

F = 5,3*10⁶/(836×107) = 59,5 м².

По ГОСТ 14246-79 выбираем кожухотрубчатый теплообменник с плавающей  головкой,  поверхностью  теплообмена  63 м².

2.5. Расчет конденсаторов и холодильников.

Расчет проводится на примере расчета аппарата воздушного охлаждения (АВО) для охлаждения фракции широкого дизельного топлива 180 – 350^оС.

Температурный режим.

Воздух, нагнетаемый вентилятором, нагревается от температуры на входе 15-20°С  до температуры на выходе 60-70°С. Принимаем температуру на входе в АВО 20°С, температуру на выходе 60°С.

Конечная температура потока, при которой керосиновой фракции следует в парк, может быть принята в пределах 40-50°С. Принимаем 40°С.

Тепловой баланс.

, где  G_к - масса керосиновой фракции, кг/ч;

- теплосодержание керосиновой фракции на входе и выходе из

АВО, кДж/кг;

V_в - объем воздуха, нагнетаемого вентилятором, м³/ч;

r_в - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³;

с_в - теплоемкость воздуха 1,0 кДж/кг°С;

- температура воздуха на входе и выходе из АВО, °С.

Из теплового баланса АВО определяется расход воздуха.

127500×(432,3-77,6) = V_в×1,29×1×(60-20)

V_В=876439 м³/Ч

Поверхность конденсации и охлаждения.

      F = Q/(k×t_ср), где  Q - количество передаваемого тепла, кДж/ч;

k - коэффициент теплопередачи, кДж/м²ч;

t_ср - средняя разность температур, °С.

Средняя разность температур t_ср при противотоке определяется следующим образом:

t_нач = 140°С  t_кон = 60°С

t^"_ср = °С

t_ср = 0,8×t^"_ср = 0,8×65,6 = 52,5°С

F = 127500×(432,3-77,6) /(180×52,5) = 4786 м²

Выбираем аппарат воздушного охлаждения по ОСТ 26-02-1521-77 зигзагообразного типа с поверхностью теплообмена  7350 м².

2.6. Подбор насосов.

Гидравлическая мощность рассчитывается по формуле:

, кВт где  G - производительность насоса, кг/ч;

H - напор водяного столба, м. ст. жидкости;

 - КПД насоса.

Выбор сырьевого насоса.

На установке одновременно работают два насоса и один находится в резерве.

Принимаем Н = 240 м. ст. жидкости;  = 0,7.

Перекачиваемая жидкость - нефть с t = 20°С и = 0,8918

G = 465687,5/2 =232844 кг/ч

N =232844×9,81×240/(3600×0,7×1000) = 217,5 кВт

Следовательно, требуется мощность электродвигателя каждого насоса не менее 385 кВт.

По ТУ 26-02-455-82 выбираем центробежный насос НК 560/180 А исп.1А. Мощность электродвигателя – 400 кВт.