как внутри выглядит колонна мини нпз
Массообменпые (диффузионные) процессы наиболее распространены в нефтепереработке. Они осуществляются в колонных аппаратах, которые по назначению делятся на ректификационные, адсорбционные, абсорбционные, экстракционные.
Ректификационные колонны служат для четкого разделения компонентов в результате массообмена между жидкой и паровой фазами.
Адсорберы и абсорберы применяются для извлечения из смеси нужных компонентов твердыми и жидкими поглотителями.
Экстракторы используются для выделения из смеси нужных компонентов в результате массообмеиа между жидкими фазами.
Ректификационные колонны по конструкции внутренних устройств делятся на тарельчатые и насадочные.
Тарельчатые колонны. В тарельчатой колонне процесс ректификации осуществляется путем многократного ступенчатого контактирования паровой и жидкой фаз. Основной массообмен происходит на тарелках и только незначительный — в свободном объеме колонны.
В простой ректификационной колонне происходит разделение смеси на две фракции. Сырье, предварительно на гретое, подается в питательную секцию колонны в виде жидкости, паров или их смеси.
В процессе реактификации в колонне получают два продукта, один из которых в виде паров, содержащих низкокипящие компоненты, отводится с верха колонны, а другой в виде жидкости, содержащей в основном высококипящие компоненты, откачивается с низа колонны.
Питательная секция делит колонну на две части: верхнюю — обогащающую или концентрационную, и нижнюю — отгонную или отпаривающую.
Встречное движение жидкости внутри колонны обеспечивается температурным режимом процесса, т. е. поддержанием необходимой температуры вводимого в колонну сырья, верха и низа колонны.
Поверхности тарелок залиты жидкостью, стекающей вниз по колонне, что обеспечивается конструкцией тарелок (рис. ). Жидкость на тарелке содержит оба компонента, на которые делится вводимая в колонну смесь. Количественное соотношение этих компонентов на тарелке зависит от ее месторасположения по отношению к питательной секции.
Рис. 1. Схема работы колпачковой тарелки:
1 — стакан; 2 — колпачок; 3 — диск тарелки; 4 — сливная труба; 5 — сливная перегородка.
Разделяемые компоненты обязательно должны иметь разные температуры кипения: чем выше разность указанных температур, тем проще разделение смеси на заданные компоненты.
Сущность разделения смеси на высококипящие и низкокипящие компоненты в простой тарельчатой колонне заключается в том, что в результате массообмена между жидкой и паровой фазами концентрации пизкокипящих и высококипящих компонентов в этих фазах по высоте колонны непрерывно изменяются.
Поднимающиеся с низа колонны пары проходят через слой жидкости на тарелке, отдают ей часть теплоты, при этом температура жидкости повышается, и она частично испаряется, освобождаясь от низкокипящего компонента, который присоединяется к восходящей паровой фазе. Одновременно с этим паровая фаза, смешиваясь с холодной жидкостью на каждой тарелке и охладившись, частично конденсируется, оставляя в жидкости (флегме) высококипящие компоненты. В свою очередь это приводит к увеличению концентрации высококипящих компонентов в жидкой фазе и низкокипящих — в паровой.
В результате теплообмена между паровой фазой и жидкостью на каждой тарелке происходит частичное испарение жидкости и частичная конденсация паров, что обеспечивает определенное изменение концентрации компонентов в жидкой и паровой фазах.
Пары движутся снизу вверх, и на каждой последующей тарелке в них увеличивается концентрация низкокипящих компонентов и уменьшается концентрация высококипящих.
Жидкость при движении сверху вниз на каждой последующей тарелке обогащается высококипящими и обедняется низкокипящими компонентами.
Для поддержания процесса ректификации необходимо, чтобы температура в колонне убывала от тарелки к тарелке в направлении движения паров и возрастала в направлении движения жидкости. Для этого на верху колонны устанавливают конденсатор-холодильник.
Температуру в низу колонны поддерживают вводом в нее определенного количества теплоты. Для этого в отгонной части устанавливают кипятильник.
Число тарелок, т. е. число ступеней контактирования паровой и жидкой фаз, должно быть таким, чтобы пар наверху колонны и жидкость внизу достигли заданных концентраций низкокипящнх и высококипящнх компонентов.
Число тарелок, необходимых для разделения данной смеси, определяется расчетным путем.
Под теоретической тарелкой понимают такую, на которой массообмепивающиеся фазы приходят к полному равновесию. Это допущение условно. Практически даже на тарелках самой совершенной конструкции невозможно достигнуть полного равновесия фаз, поэтому число реальных тарелок всегда больше числа теоретических:
где N — реальное число тарелок в колонне; Nт — теоретическое число тарелок; к — средний к. п. д. тарелок.
К.п.д. тарелок зависит от различных факторов: от конструкции тарелок и режима ее работы. Значение к.п.д колеблется в пределах к = 0,4 ч-0,7.
Диаметр колонны D определяют из уравнения расхода по объему поднимающихся паров и допустимой их скорости:
где V—максимальный объем паров по рассчитываемому сечению колонны; Vd — допустимая линейная скорость паров в свободном сечении колонны; Gd — максимальная масса паров; Gd—допустимая массовая скорость потока паров.
Максимальные объем или массу паров находят из материального баланса колонны.
Для различных сечений колонны объемы паров неодинаковы, поэтому расчет ведут по максимальным объемам.
В тех случаях, когда объемы паров для различных сечений значительно отличаются друг от друга, колонну выполняют с разными диаметрами по высоте.
Диаметр колонны тем меньше, чем больше допустимые скорости паров. Увеличение скоростей вызывает необходимость неоправданного увеличения числа тарелок.
Допустимые скорости движения паров определяют по уравнениям и графикам. Значения их зависят от различных факторов, в том числе и от конструкции тарелок, расстояния между ними, плотностей жидкой и паровой фаз, поверхностного натяжения.
Высота колонны находится по числу реальных тарелок и принятому между ними расстоянию, а также по высоте участков, которые приходятся на долю питательной секции и свободных объемов между днищами и первой и последней тарелками. Размеры этих участков принимают конструктивно.
Колонны выполняются как единое целое с «юбкой». Высота «юбки» должна обеспечивать необходимый подпор жидкого остатка в колонне на прием насоса, откачивающего его, а также свободный доступ обслуживающего персонала к разъемным соединениям под днищем колонны.
Комплектация установки кубовый испаритель Климова “НП/КИ-1 электро”:
1. Емкость сырьевая 1,32 куб.м. 1 шт.
2. Электронагрев 22,5 кВт 1 шт.
3. Испаритель модель КИ-25 1 шт.
4. Циклон-конденсатор 1 шт.
Технические характеристики установки кубовый испаритель Климова “НП/КИ-1 электро”:
1. Производительность установки по нефтяному сырью, т/сутки – от 0,9 до 1,1.
2. Установленная мощность электро-оборудования, кВт. – до 24,0.
3. Напряжение питания, В – 380, трехфазное.
4. Частота тока, Гц – 50.
5. Масса установок (нетто), кг – до 1 150.
6. Масса установок (брутто), кг. – 1 150.
7. Длина установки, м – 2,2.
8. Ширина установки, м – 1,2.
9. Высота установки, м – 1,8.
10. Вид климатического исполнения – УХЛ 2.
11. Категория размещения – 1 по ГОСТ 15150.
Обслуживает установку 1 человек в смену.
Производительность установки Климова “НП/КИ-1 электро” для светлых нефтепродуктов:
В зависимости от перерабатываемого нефтяного сырья, его фракционного состава, производительность кубового испарителя “НП/КИ-1 электро” по перерабатываемому сырью достигала 4500 тонн в сутки. Чем больше легких фракций (бензиновых, керосиновых, соляровых) в нефтяном сырье, тем выше производительность установки.
Технологическое исполнение установки Климова “НП/КИ-1 электро”:
В кубовом испарителе Климова “НП/КИ-1 электро” для получения светлых товарных нефтепродуктов вообще нет ни какого кипения «в априори». Работа кубового испарителя построена не на кипении, а на принудительном испарении. Что создает возможность получать на выходе сверхчистые товарные нефтепродукты, которые не окисляются и не темнеют со временем. Максимальная рабочая температура испарения в кубовом испарителе 200 градусов. В отличии от выпарных кубов и колонных аппаратов, чтобы получить дизтопливо нужно создать температуру кипения для нефтяного сырья 360 градусов. Принцип конструкции кубового испарителя взят из природы, океаны соленые, то есть грязные. А облака в небе сверхчистые и пресные. Но при этом ни кто не кипятит океаны и моря.
Особенности установки Климова “НП/КИ-1 электро”:
Кубовый испаритель Климова “НП/КИ-1 электро” очень компактный, занимает площадь 2,6 кв.м. Не выбрасывает дымовых газов в окружающую среду. Нет попутного газа, за счет низкой температуры технологического процесса, начало процесса при температуре 50 градусов. Оптимально подходит для малого бизнеса, покрывать свои издержки в ГСМ. Низкая цена делает кубовый испаритель быстроокупаемым проектом. Простота конструкции позволяет любому человеку освоить его эксплуатацию. Срок обучения 1 день.
Разработчик оборудования:
инженер-конструктор малотоннажного нефтехимического оборудования
Климов Игорь Геннадьевич
>>Направление работы МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СКАЧИВАНИЯ
Основным видом износа колонной массообменной аппаратуры является забивка отложениями и коррозия ее элементов. При ремонте аппарат не демонтируется. Демонтируются только его внутренние устройства. После подготовительных операций (пропарка, промывка) открываются люки аппарата.
Люки нужно открывать в строгой последовательности, начиная с верхнего, когда аппарат находится под паром, для предотворащения тока воздуха через аппарат при одновременном открытии нижнего и верхнего люков.
После пропаривания аппарат промывается водой и проветривается. Проветривание необходимо для охлаждения аппарата и доведения концентрации продуктов в ней до допустимых санитарных норм. После окончания проветривания необходимо провести анализ проб воздуха, взятых из колонны на разных высотных отметках. К работам внутри аппарата разрешается приступать только тогда, когда анализ покажет, что концентрация вредных газов и паров в ней не превышает предельно допустимых санитарных норм.
Тарелки разбираются внутри колонны, выносятся через люки на обслуживающие площадки и транспортируются для чистки и ремонта.
Спуск секций тарелок производится установленной в верхней части аппарата поворотной кран-укосиной. Укосина должна иметь достаточные вылет и высоту стрелы и поднимать или опускать детали внутренних устройств, не задевая обслуживающих площадок. Кран-укосина через систему направляющих роликов и блоков соединяется с лебедкой, установленной на земле на необходимом расстоянии от работающих аппаратов и ремонтируемого аппарата. Лебедка должна иметь барабан с необходимой канатоемкостью и обеспечивать через кран-укосину подъем груза непосредственно с нулевой отметки.
Монтаж и демонтаж секций тарелок, расположенных внутри аппарата, осуществляется при помощи блоков и полиспастов. При ремонте аппарата основное внимание уделяется очистке внутренних устройств аппарата и его корпуса.
Осуществить ремонт и внутренний осмотр колонны очень сложно, поскольку это требует сооружения специальных лесов внутри аппарата. Для безопасного и эффективного технического осмотра и ремонта аппаратов применяется специальная подвесная платформа, элементы которой вводятся в аппарат через люк и собираются внутри аппарата. Платформа, поднимаемая тросом, позволяет выполнять осмотр и чистку внутренней поверхности аппарата, осмотр сварных швов, ремонт внутренней поверхности аппарата.
Ремонт корпуса аппарата должен осуществляться ремонтными подразделениями завода или другими специализированными ремонтными организациями, располагающими специальными техническими средствами и работниками, обеспечивающими качественное выполнение работ. К производству сварочных работ, включая прихватку и приварку временных креплений, допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с действующими “Правилами аттестации сварщиков” и имеющими удостоверение установленной формы. На каждый ремонт корпуса сосуда или аппарата составляется ремонтная документация, которая хранится с паспортом сосуда или аппарата. Ремонтная документация определяет технология ремонта и лиц, ответственных за производство и качество выполняемых работ.
Для ремонта корпуса аппарата применяют материал, указанный в паспорте на аппарат. При отсутствии материала, указанного в паспорте, может быть выбран другой материал в ОСТ 26-291-87. Используемый при ремонте материал должен иметь сертификат, подтверждающий его качество. При выборе материалов для ремонта корпуса аппарата должны учитываться: расчётное давление, температура стенки корпуса (min отрицательная и max расчётная), химический состав и характер среды, технологические свойства, коррозионная стойкость материалов. Материал элементов, привариваемых непосредственно к корпусу изнутри и снаружи (лапы, цилиндрические опоры, прокладки под фирменные пластинки, опорные кольца под решетки и т.д.) должны обладать хорошей свариваемостью с материалом корпуса и иметь с ним близкие значения коэффициента линейного расширения. При этом разница в значениях коэффициентов линейного расширения не должна превышать 10 %.
Сварочные материалы, применяются для изготовления и ремонта корпусов аппаратов (деталей, сборочных единиц), должны удовлетворять требованиям стандартов или технических условий на них и иметь сертификат. Перед применением каждую партию электродов проверяют на технологичность в соответствии с ГОСТ 9466-75.
Характерными дефектами корпуса аппарата, появляющихся в процессе эксплуатации, являются:
· Трещины всех видов и направлений в сварных швах, около шовной зоне и в основном металле.
· Коррозионное повреждение сварных швов и основного металла, в виде сплошной равномерной или не равномерной коррозии, локальной коррозии (язвы, питтинги и т.п.).
· Гофры, вмятины, выпучины и д.р. виды деформации корпуса.
Для определения величины границ дефектов участков применяются следующие методы: визуально-оптический, ультразвуковой, радиографический, цветная дефектоскопия, магнитопорошковый и магнитографический.
Выбор способов исправления дефектных участков корпуса аппарата, производится с учетом:
· экономической целесообразности выбранного способа исправления.
Ремонт корпуса аппарата производится тремя способами:
· заварка дефекта или наплавка дефектного участка;
Демонтаж корпуса аппарата проводится при необходимости замены части корпуса. Наиболее часто вследствие коррозии выходит из строя днище. Замена части корпуса, в том числе и днища, может осуществляться без демонтажа аппарата. Для этого к верхней части аппарата крепится опорная площадка, под которую подводятся домкраты. Нижняя часть аппарата отрезается и после подъема верхней части на высоту 100 мм удаляется. После подведения новой нижней части верхняя часть опускается и сваривается с нижней.
Замена днища – ответственная операция, требующая выполнения необходимых расчетов, разработки технической документации, соблюдения дополнительных мер безопасности.
Ремонт аппарата заканчивается его испытанием. Колонну подвергают гидравлическому испытанию в соответствии с требованиями паспорта аппарата. При отсутствии в паспорте на аппарат требований гидроиспытанию, оно проводится в соответствии с требованием ”Правил” Ростехнадзора. В этом случае перед проведением испытания разрабатывается инструкция по проведению гидравлического испытания сосуда применительно к условиям предприятия и утверждается главным инженером. Гидравлическое испытание допускается проводить водой или другими не коррозионными, не ядовитыми, не взрывоопасными, не вязкими жидкостями. При гидроиспытании перед поднятием давления необходимо убедится в отсутствии воздуха в аппарате. Для этого при наполнении сосуда водой следует держать воздушник открытым. Давление в сосуде должно измеряться контрольным манометром. Увеличение и уменьшение давления должно быть плавным. Скорость подъема и опускания давления должна быть 1-2 кгс/см 2 в минуту. Пробное давление должно создаваться насосом, обеспечивающим указанные условия подъёма давления. Для предотвращения возможности увеличения давления при гидроиспытании сверх пробного, предохранительный клапан на насосе, необходимо отрегулировать на установочное давление, равное пробному давлению плюс 5% от рабочего давления.
Гидравлическое испытание аппарата может производиться в горизонтальном положении лишь в том случае, когда расчётом на прочность будет установлено, что при пробном давлении, принятом с учётом гидростатического давления рабочей среды, напряжения во всех элементах сосудов не будут превышать 90 % предела текучести для данной марки стали.
Под пробным давлением сосуд должен находиться в течение пяти минут, затем давление постепенно снижают до рабочего, при котором производится осмотр сосуда, обращая особое внимание на сварные швы и вальцовочные соединения. Если есть признаки пропуска воды через наружную изоляцию, необходимо полностью или частично удалить воду и провести дополнительный ремонт.
Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи, следок и потерь в сварных швах и на основном металле, видимых остаточных деформации.
Результаты гидравлических испытаний заносятся в паспорт сосуда [13].
Назначение:разделение на фракции прямогонного остатка, который содержит множество углеводородов.
Сырье: прямогонный остаток сырой нефти.
Прямогонный остаток перекачивают из ректификационной колонны непосредственно на установку вакуумной перегонки. В соответствии с режимом работы ректификационной колонны, температура остатка при этом отвечает началу его кипения или на пару градусов выше на случай охлаждения. Остаток поступает в приземистую колонну большого диаметра, давление в которой понижено. Атмосферное давление составляет 10 5 Па (1атм); приблизительно такое же давление и внутри ректификационной колонны. Давление в вакуумной ректификационной колонне составляет около 0,32 – 0,40 атм. При пониженном давлении легкая фракция остатка сразу начинает кипеть и быстро испаряется.
Испарение сопровождается охлаждением. Чтобы противодействовать охлаждению, в колонну подается перегретый пар – пар под давлением, нагретый до температуры не менее 400 0 С. Тепло от пара передается остатку, и таким образом поддерживается высокая температура и продолжается процесс испарения. Другая функция пара – это регулирование давления. Низкое давление сохраняется за счет вакуумного насоса, работающего в верхней части колонны.
Регулируемые параметры:Температура, давление, скорость подачи воздуха (вакуумным насосом)
Режимы работы установки: Температурный режим (температура остатка при этом отвечает началу его кипения или на пару градусов выше на случай охлаждения)
Место в системе НПЗ: см вопрос 12.
Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 25 ; Нарушение авторских прав