МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ «ДЕПАРАФИНИЗАЦИЯ № 2 ТИПА 39/7М» ОАО НАФТАН С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫХОДА ДЕПАРАФИНИРОВАННОГО МАСЛА И СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

0

Министерство образования республики Беларусь

учреждение образования

«Полоцкий государственный университет»

 

Институт повышения квалификации и переподготовки кадров

Переподготовка кадров и повышение квалификации  при кафедре химии и технологии переработки нефти и газа

специальность  «Технология переработки нефти и газа»

 

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой химии и тпнг

________________  И.В.Бурая

«____» ____________ 2013 г.

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

 

 

Модернизация установки «Депарафинизация № 2 типа 39/7м» оао

нафтан с целью увеличения выхода депарафинированного

масла и снижения энергоемкости

наименование темы

 

         Специальность (специальность направления)

1-48 01 72

 

 

«Технология переработки нефти и газа»

 

наименование специальности

 

 

 

 

Слушатель-дипломник
группы   6_ХТ-12    

 

 

 

А.О. Тамулёнок

                             номер

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

Руководитель

 

 

 

Т.А. Рудинская асс.

 

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

Консультанты по разделам:

 

Теоретическая часть

 

 

 

Т.А. Рудинская асс.

наименование раздела

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

 

Технологическая часть

 

 

 

Т.А. Рудинская асс.

 

наименование раздела

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

 

 

 

 

 

С.П. Студеникина, ст. преп.

 

 

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

 

Расчетная часть

 

 

 

Т.А. Рудинская асс.

 

наименование раздела

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

 

Охрана труда, промышленная

 

 

 

 

 

безопасность производства

 

 

 

М.Ф. Шипко, ст. преп.

 

наименование раздела

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

                 

 

Объем проекта:

пояснительная записка – 139 страниц;

графическая часть – 6 листов;

магнитные (цифровые) носители  – 1 единиц.

 

Новополоцк 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

 

1.       Теоретическая часть

7

1.1 Теоретические основы процесса депарафинизации с применением селективных растворителей

 

7

1.1.1 Качество сырья

8

1.1.2 Природа, состав растворителя и его кратность к сырью

9

1.1.3 Скорость охлаждения раствора сырья

10

1.1.4 Способ подачи растворителя

11

1.2 Анализ направлений интенсификации процесса депарафинизации

12

1.2.1 Обработка раствора сырья ультразвуком

12

1.2.2 Применение модифицирующих добавок

12

1.2.3 Интенсификация стадии кристаллизации процесса депарафинизации

12

1.2.4 Интенсификация стадии фильтрации процесса депарафинизации

17

2.     Технологическая часть

20

2.1 Технико-экономическое обоснование

20

2.1.1 Выбор и обоснование метода решения поставленной задачи

20

2.1.2 Экономическое обоснование решения поставленной задачи

26

2.2 Качество сырья и получаемой продукции

38

2.2.1 Общие требования, предъявляемые к контролю качества сырья и продукции

38

2.2.3 Общие требования, предъявляемые к организации контролю качества сырья и продукции

39

2.3 Описание технологической схемы

43

2.3.1 Отделение кристаллизации и фильтрации

43

2.3.2 Отделение регенерации растворителя из раствора фильтрата I ступени

44

2.3.3 Отделение регенерации растворителя из раствора гача

46

2.3.4 Система выделения воды из растворителя

48

2.4 Пуск и остановка установки

49

2.4.1 Подготовка к пуску

49

2.4.2 Основные положения пуска установки

51

2.4.3 Остановка установки на ремонт

53

2.4.4 Особенности пуска и остановки в зимнее время

54

3.     Расчетная часть

55

3.1 Расчет пульсационного кристаллизатора смешения

55

3.2 Расчет сырьевого насоса

87

3.3 Расчет аммиачного испарительного кристаллизатора

92

3.4 Расчет пульсационного динамического фильтра непрерывного действия

94

4.     Охрана труда и промышленная безопасность

98

4.1 Анализ условий труда

98

4.2 Производственная санитария и гигиена труда

99

4.3 Промышленная безопасность

104

4.4 Пожарная безопасность

115

4.5 Количественная оценка взрывоопасности технологического объекта

118

Заключение

125

Литература

126

Приложения

129

Приложение А

130

Приложение Б

131

 

министерство образования республики беларусь

учреждение образования

«полоцкий государственный университет»

Переподготовка кадров и повышение квалификации 
при кафедре химии и технологии переработки нефти и газа

специальность  «Технология переработки нефти и газа»

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой химии и тпнг

________________  И.В.Бурая

«____» ____________ 2013 г.

 

задание по дипломному проектированию

 

слушателю-дипломнику группы

6-ХТ-13

 

Тамулёнок А.О.

 

номер

 

инициалы и фамилия

 

     Специальность (специальность направления)

1-48 01 72

 

«Технология переработки нефти и газа»

наименование специальности

 

 

1.

Тема проекта (работы):

Проект модернизации установки депарафинизации

 №2 ОАО «Нафтан» с целью повышения эффективности её работы

.

 

Утверждена приказом директора ИПК УО «ПГУ» от 25.09.2013г. №74- ОД

2.

Дата выдачи задания –

 

«

 1

»

09

2013г.

3.

Срок сдачи законченного проекта (работы) –

 

«

1

»

11

2013 г.

4.

Исходные данные к проекту (работе)

 

В работе над проектом использовать периодические материалы по специальнос-

 

ти, технологический регламент, технологические инструкции, калькуляцию се-

 

бестоимости.

 

 

5.

Перечень подлежащих разработке вопросов

 

Введение, 1. Теоретическая часть, 2. Технологическая часть, 3. Расчетная часть

 

3.1 Расчет кристаллизатора смешения, 3.2 Расчет центробежного насоса, 3.3

 

Расчет испарительного аммиачного кристаллизатора, 3.4 Расчет динамического

 

пульсационного фильтра непрерывного действия. 4. Охрана труда и промыш-

 

ленная безопасность, Заключение, Литература

                               

 

6.

Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей, схем, графиков, таблиц, диаграмм и др.)

 

Технологическая схем установки после модернизации – 1 лист,

 

кристаллизатор пульсационного смешения – 1 лист,

 

насос центробежный – 1 лист, кристаллизатор аммиачный – 1 лист, фильтр

 

динамический пульсационный непрерывного действия – 1 лист, таблица техни-

 

экономических показателей – 1 лист.

 

7.

 

Консультанты по проекту (работе) с указанием относящихся к ним разделов проекта

 

Введение, теоретическая, качество сырья и получаемой продукции, описание

 

технологической схемы установки после модернизации, пуск и остановка уста-

 

новки, расчетная часть – асс. Рудинская Т.А. экономическое обоснование модер-

 

низации  - ст. преп. Студеникина С.П, охрана труда и промышленная безопас-

 

ность  - ст.преп. Шипко М.Ф.

 

8.

 

Календарный график работы над проектом (работой) на весь период проектирования (выполнения) с указанием сроков выполнения отдельных этапов

 

Введение, теоретическая часть, технологическая часть 01.09.2013-10.09.2013г.

 

Расчетная часть 10.09.2013 – 01.10.2013г.

 

Охрана труда и промышленная безопасность 01.10.2013-20.10.2013г.

 

Заключение, литература, графическая часть 20.10.2013 -30.10.2013г.

     

 

 

 

 

 

Руководитель

 

 

 

асс. Рудинская Т.А.

 

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

уч. степень, звание

 

Слушатель-дипломник

принял задание к исполнению

 

 

 

Тамулёнок А.О.

 

 

подпись, дата

 

инициалы и фамилия

 

аннотация

 

Название темы дипломного проекта (работы): Модернизация установки «Депарафинизация №2 типа 39/7М» ОАО «Нафтан» с целью повышения выхода депарафинированного масла и снижения энергоемкости.

 

Автор проекта: слушатель группы 6-ХТ-12 Тамулёнок Александр Олегович

 

Руководитель проекта: асс. Рудинская Татьяна Александровна

Место защиты: кафедра химии и технологии переработки нефти и газа, ИПК УО «ПГУ»

Год защиты: 2013 г.

 

Объектом исследования является ОАО «Нафтан» установка «Депарафинизация №2 типа 39/7М.

Предметом исследования является отделение кристаллизации и отделение фильтрования.

Целью данного дипломного проекта дипломного проекта является повышение рентабельности продукции, путем снижения ее себестоимости, а также повышение производительности, внедрения кристаллизатора пульсационного смешения в отделении кристаллизации и внедрение динамических пульсационных фильтров непрерывного действия в отделении фильтрования.

 

Объем пояснительной записки 131 страниц, объем графической части – 6 листов.

 

Пояснительная записка:

Количество таблиц – 38;

количество рисунков – 13;

количество литературных источников – 41.

 

Графическая часть:

Количество рисунков – 5

в т. ч.:        чертежей аппаратов – 3;

                   технологических схем – 2.

Количество таблиц - 1

 

ВВЕДЕНИЕ

 

На современном этапе развития нефтеперерабатывающей промышленности смазочным маслам отводится отнюдь не самое последнее место. Это связано с тем, что масла играют важную роль в реализации ресурсосбережения и экологических программ. Благодаря своему большому значению для развития транспорта и промышленности, производство смазочных масел превратилось в объект большого бизнеса, к которому привлечено внимание крупных транснациональных компаний (Exсon Mobil, Shell, British Petroleum и другие). Масляное производство находится в постоянной динамике, требующей огромных инвестиций.

Современные транспортные средства, промышленное оборудование спроектированы так, чтобы обеспечить малые материало- и энергозатраты при их изготовлении, большой ресурс и надеж­ность при минимальных эксплуатационных затратах и объеме технического обслуживания, выполнение все более ужесточающихся требований экологических нормативных актов. Этого можно достичь только при использовании высококачественных смазочных материалов, которые способны длительно выдерживать высокие механические и термические нагрузки, обеспечивать снижение энергопотреб­ления и защиту от износа, коррозии и образования отложе­ний, нарушающих нормальную работу смазываемого оборудования.

Высокие эксплуатационные свойства масел достигаются за счет введения специальных присадок или добавок различного функционального назначения. Многообразие типов, конструкций двигателей и условий их работы предопределяет необходимость применения масел с существенно отличающимися свойствами. Поэтому широкий ассортимент смазочных материалов достигается варьированием состава  базовых компонентов, композиций присадок и содержание их в конечном продукте.

В настоящее время все ведущие фирмы специализируются в основном на создании и производстве универсальных (т. е. пригодных для  дизельных и карбюраторных двигателей) всесезонных загущенных моторных масел несмотря их относительную дороговизну. Эти масла, работающие в наиболее широком интервале температур и содержащие сложные строго сбалансированные многокомпонентные композиции присадок различного функционального назначения и химической природы, можно считать полноправными элементами конструкции двигателей [1].

Установка депарафинизации занимает важное место в структуре ОАО «Нафтан» и играет важную роль в производстве масел. На данной установке происходит удаление твердых углеводородов из рафинатов фенольной очистки селективными растворителями. Цель дипломного проекта – путем расчетов показать, что эффективность работы установки повысится и основные технико-экономические показатели улучшатся в результате ее модернизации. В дипломном проекте предложено внедрение в процесс пульсационного кристаллизатора смешения, замена действующих вакуум-фильтров на аппараты более совершенной конструкции и большей производительности – динамические фильтры непрерывного действия. Повышение эффективности работы установки заключается в увеличении выхода депарафинированного масла, увеличении его индекса вязкости, уменьшении содержания масла в гаче, увеличении скорости фильтрования суспензии, в снижении энергопотребления и др.

 

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

  • Теоретические основы процесса депарафинизации с применением избирательных растворителей

 

Процесс депарафинизации с применением избирательных растворителей на современных промышленных установках можно разделить на три стадии:

-кристаллизация парафинов из раствора сырья;

-фильтрование полученной суспензии;

-регенерация растворителя.

Схематически процесс депарафинизации представлен на рисунке 1

Рисунок 1 – Постадийная блок-схема процесса депарафинизации

Целью одной из наиболее сложной стадии процесса депарафинизации – кристаллизации − является получение такой структуры кристаллов парафина, которая обеспечивает высокую скорость фильтрования суспензии при заданной четкости отделения жидкой фазы от твердой фазы. Поэтому показатели процесса депарафинизации − скорость фильтрования суспензии на фильтрах, выход депарафинированного масла (содержание масла в парафине) во многом зависят от кристаллической структуры парафина, выкристаллизовывающегося при охлаждении раствора сырья.

Кристаллическая структура парафина зависит от многих факторов: свойств сырья, состава растворителя, скорости охлаждения раствора сырья, кратности разбавления сырья растворителем, способа подачи растворителя к сырью, интенсивности перемешивания раствора сырья при охлаждении и других.

Сырьем процессов депарафинизации являются рафинаты селективной очистки дистиллятных масляных фракций и деасфальтизатов. Гач или петролатум, получаемые в процессе депарафинизации служат сырьем процессов обезмасливания при получении парафинов.

На установках депарафинизации в настоящее время в основном применяются растворители, представляющие смесь кетонового и ароматического компонентов. Наиболее широкое распространение получили смеси метилэтилкетона с толуолом.

Первичное образование зародышей кристаллов зависит от характера вещества и внешних условий [3]. К этим условиям в растворах, содержащих кристаллизующиеся углеводороды, относятся растворимость последних при данной температуре и степень насыщенности раствора. Число зародышей, образующихся в начальный момент кристаллизации, зависит от концентрации кристаллизующихся углеводородов, скорости охлаждения раствора и разности между температурой раствора и температурой насыщения. Размер кристаллов зависит от числа образующихся зародышей, скорости охлаждения раствора и вязкости жидкой фазы, в которой растворены твердые углеводороды. Равновесие между образованием зародышей и ростом кристаллов определяется скоростью диффузии выделяющихся из раствора молекул твердых углеводородов к зародышам кристаллов.

Рассмотрим более подробно те факторы, которые оказывают влияние на процесс депарафинизации.

  • Качество сырья

Одним из основных факторов, определяющих степень выделения и скорость отделения твердых углеводородов от жидкой фазы в процессах депарафинизации является, качество депарафинируемого  сырья.

Степень выделения твердых углеводородов зависит от размеров и структуры кристаллов твердых углеводородов. В свою очередь форма и размеры кристаллов твёрдых углеводородов определяются фракционным составом депарафинируемого сырья.

Таким образом, с повышением температурных пределов выкипания фракций в составе твердых углеводородов увеличивается концентрация циклических углеводородов, которые в процессе охлаждения и кристаллизации образуют более мелкие смешанные кристаллы с трудом, отделяемые от жидкой фазы. В связи с этим процесс депарафинизации остаточных рафинатов по сравнению с дистиллятными характеризуется меньшими скоростью фильтрования, выходом депарафинированного масла. [3,4]

Полнота выделения твердых углеводородов зависит от четкости фракционирования масляных дистиллятов, что связано с различием кристаллов, образующихся при депарафинизации рафинатов, выкипающих в узком и широком интервале температур. [5]

Депарафинизации узких фракций вследствие более однородной структуры твердых углеводородов и условий, дающих нормальный рост кристаллов, дает возможность достаточно полно отделить твердую фазу от раствора и получить депарафинированное масло с требуемой температурой застывания, а гач с низким содержанием масла.

Кристаллизация твердых углеводородов при депарафинизации зависит от глубины очистки рафинатов, которая характеризуется степенью извлечения смол и полициклических ароматических углеводородов.

Смолы остаточного происхождения в большой степени влияют на кристаллообразование твердых углеводородов, чем дистиллятные. Смолы при их малой концентрации в растворе тормозят образование зародышей кристаллов твердых углеводородов и практически не влияют на рост уже образовавшихся кристаллов. В результате получаются крупные кристаллы. [5]

 

  • Природа, состав растворителя и его кратность к сырью

Растворители в процессе депарафинизации выполняют следующие функции:

  1. Снижение вязкости обрабатываемого сырья для облегчения отделения выкристаллизовавшегося парафина от депарафинизируемого масла. Чтобы выполнить эту функцию, сам растворитель должен иметь достаточно низкую вязкость в широком интервале температур вплоть до температур кристаллизации;
  2. Функция избирательного растворителя. Они должны при температурах депарафинизации хорошо и полностью растворять низкозастывающие масляные углеводороды и не растворять при этом кристаллизующиеся компоненты сырья.

В процессах депарафинизации применяются как полярные, так и неполярные растворители.

Выделение твердых углеводородов из растворов в неполярных и полярных растворителях носит разный характер.

В неполярных растворителях, твердые углеводороды при температурах плавления растворяются неограниченно, причем их растворимость изменяется экстремально с ростом молекулярной массы растворителя зависимость представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Зависимость растворимости парафина в сжиженных и жидких парафиновых углеводородах от их молекулярной массы

Высокая растворимость твердых парафинов в неполярных растворителях требует для их выделения глубокого охлаждения, что делает процесс неэкономичным из-за больших затрат на охлаждение раствора. Неполярные растворители имеют еще ряд следующих недостатков: малая избирательность, приводящая к высокому содержанию масла в твердой фазе, необходимость малых скоростей охлаждения раствора и, как следствие, снижение производительности установок.

В полярных растворителях твердые углеводороды растворяются только при повышенных температурах.

Наибольшее распространение в производствах масел получили смеси низкомолекулярных кетонов (ацетон, метилэтилкетон) с бензолом и толуолом, а в последнее время – только с толуолом – менее токсичным по сравнению с бензолом. МЭК, по сравнению с ацетоном, обладает лучшей растворяющей способностью по отношению к масляным компонентам и потому требует меньших количеств добавки толуола. При прочих равных условиях выход депарафинизата с применением МЭК в качестве осадителя больше, чем с ацетоном, и содержание масла в твердой фазе меньше. При увеличении содержания ароматического растворителя в смеси с кетонами увеличиваются продолжительность фильтрования (то есть работы фильтров без забивки), выход депарафинизата, но повышается температура его застывания.

Состав растворителя подбирается и в зависимости от фракционного состава сырья, его происхождения (остаточное или дистиллятное). На практике содержание ацетона или МЭК в смеси с толуолом составляет 25…40 и  40…60%.[5,6]

Снижение вязкости депарафируемого сырья и создание условий для образования  крупных кристаллов твердых углеводородов, хорошо отделяемых от масла, достигается разбавлением сырья определенным количеством растворителя.

Оптимальное соотношение сырья и растворителя зависит от фракционного и химического состава сырья, его вязкости, химической природы растворителя и требований к качеству депарафинизатов.

При малой кратности растворителя к сырью вязкость последнего снижается недостаточно, что ведет к образованию дополнительных центров кристаллизации и образованию мелких кристаллов.

При большом разбавлении сырья снижается концентрация твердых углеводородов в растворе, при этом образуются новые зародыши и уменьшаются конечные размеры кристаллов, повышаются эксплуатационные затраты. [5,6]

 

  • Скорость охлаждения раствора сырья

 

Одним из основных факторов, определяющих образование крупных кристаллов твердых углеводородов, легко отделяемых от жидкой фазы, является скорость охлаждения раствора сырья.

Здесь под скоростью охлаждения подразумевается средняя скорость охлаждения, представляющая собой отношение разности температур сырьевой смеси на входе и выходе кристаллизатора к продолжительности пребывания смеси в аппарате.

Увеличение скорости охлаждения приводит к образованию мелких кристаллов, т.к. в этом случае скорость роста кристаллов меньше скорости создания пересыщения в растворе, что приводит к вторичному зародышеобразованию и, в конечном счете, получению мелких кристаллов парафина. В результате образуется плотный труднопроницаемый осадок, то есть снижается скорость фильтрования и увеличивается содержание масла в парафине. В начальный период зародышеобразования особенно важно не допускать повышения скорости охлаждения [7].

На полноту и четкость отделения твердой фазы от жидкой влияет также предварительная термическая обработка смеси сырья с растворителем, что позволяет получить однородный раствор сырья. [3,5,6,]

 

1.1.4 Способ подачи растворителя

 

Существует два способа подачи растворителя для разбавления сырья: однократное разбавление всем количеством растворителя перед началом охлаждения сырьевого потока и порционное разбавление. При одновременном разбавлении дистиллятного сырья кристаллы парафина образуют пространственную структуру, содержащую маточный раствор, который трудно вымывается при фильтровании [8]. При этом образуются осадки с высоким содержанием жидкой фазы, т.е. в парафине (гаче) содержится большое количество масла.

При порционной подаче растворителя очередные порции подаются по мере охлаждения раствора. Рекомендуется подавать основное количество растворителя по окончании процесса охлаждения − достижения температуры фильтрования суспензии [9].

Порционное разбавление обеспечивает снижение вязкости суспензии для ее прокачки через кристаллизаторы и создание необходимых условий роста кристаллов. Однако при таком способе подачи растворителя наряду со снижением содержания масла в осадке наблюдается падение скорости фильтрования суспензии. Оптимальное количество растворителя в каждой порции также как и общая кратность разбавления подбираются для данного сырья экспериментально.

Рекомендуется разбавлять сырье по мере его охлаждения, растворителем переменного состава при этом на первичное разбавление подается растворитель обогащенный метилэтилкетоном (60-80) %, а на конечное подается растворитель с увеличенным содержанием ароматического компонента [10]. Применение данного метода позволяет несколько улучшить кристаллическую структуру парафина. Однако этот способ не нашел широкого применения вследствие трудностей, связанных с регулированием и контролем состава растворителя.

От интенсивности перемешивания раствора сырья при охлаждении в значительной мере зависят фильтрационные характеристики получаемой суспензии. Установлены оптимальные пределы скорости перемешивания, обеспечивающие повышение скорости фильтрования и снижение содержания масла в получаемом осадке.

 

 

 

  • Анализ направлений интенсификация процессов депарафинизации

1.2.1 Обработка раствора сырья ультразвуком

Одним из направлений интенсификации процесса депарафинизации является обработка ультразвуком раствора сырья при его охлаждении в процессе получения суспензии. Было установлено, что для дистиллятных продуктов при обработке ультразвуком наблюдается образование крупных разрозненных кристаллов парафина, что приводит к увеличению скорости фильтрования по сравнению с суспензией, не обработанной ультразвуком. Содержание масла в твердой фазе также снижается.

Однако этот способ не нашел промышленного применения, т.к. усложнение схемы процесса кристаллизации в условиях промышленных установок не компенсируется тем эффектом, который достигается при обработке суспензий ультразвуком [11].

  • Применение модифицирующих добавок

Применение модифицирующих добавок является наиболее эффективным и простым методом повышения эффективности депарафинизации масляных дистиллятов селективными растворителями.

Отмечено, что при депарафинизации дистиллятного сырья эффективны депрессорные присадки, а при депарафинизации остаточного сырья следует использовать металлсодержащие многофункциональные присадки. Действие модификаторов основано на их адсорбции на растущих кристаллах, что позволяет регулировать размеры и степень их агрегирования, а также изменять количество жидкой фазы, входящей в сольватные оболочки при охлаждении раствора сырья в кристаллизаторах [2].

Недостатком этого направления является то, что его реализация предусматривает применение существующего кристаллизационного оборудования, во многом снижающего эффективность внедрения модификаторов кристаллической структуры. Кроме этого, учитывая то, что полное отделение исходной жидкой фазы суспензии от осадка практически невозможно, присутствие примесей применяемого модификатора в парафинах, может ограничивать область их дальнейшего применения.

Для большего удобства рассмотрим интенсификацию процесса депарафинизации постадийно.

1.2.3 Интенсификация стадии кристаллизации процесса депарафинизации

 В настоящее время на всех отечественных и большинстве зарубежных установок депарафинизации с применением избирательных растворителей стадия кристаллизации твердых углеводородов осуществляется в скребковых кристаллизаторах, представленного на рисунке 3

Рисунок 3 – Механический кристаллизатор с однорядным расположением

1 - охлаждающая труба; 2 - рубашка; 3 - соединительное колено; 4 - вал со скребками; 5 - цепная передача; 6 - редуктор; 7- электродвигатель;

I – вход сырьевого потока, II –выход сырьевого потока, III –вход хладагента, IV – выход хладагента.

Кристаллизаторы оснащены скребковыми устройствами для удаления, отлагающегося в процессе охлаждения на теплопередающей поверхности слоя парафина и перемешивания сырьевого потока [3].

В трубном пространстве кристаллизатора движется сырьевой поток, а в межтрубном − хладагент.

Сложность и несовершенство конструкции, скребковых кристаллизаторов, которая не претерпела принципиальных изменений в течение последних лет, являются причиной низкой надежности в эксплуатации, высоких эксплуатационных затрат. Но основным недостатком является то, что температурный и гидродинамический режим процесса кристаллизации, при использовании этого оборудования, приводит к образованию мелкокристаллической структуры твердых углеводородов. [2], Это приводит к ухудшению фильтрационных характеристик получаемой суспензии − снижение скорости фильтрования и качества ее разделения (увеличением требуемой поверхности фильтровального оборудования и понижением отбора депарафинированного масла).

Основные работы, направленные на интенсификацию стадии кристаллизации процесса депарафинизации связаны с совершенствованием конструкции скребковых кристаллизаторов с целью повышения их надежности, эффективности использования теплопередающих поверхностей.

За последние годы наметилась тенденция к применению скребковых кристаллизаторов с диаметром теплообменных труб 0,3 м (в традиционно применяемых кристаллизаторах теплообменные трубы имеют диаметр 0,15 м) [12]. Применение кристаллизаторов данной конструкции дает возможность снизить гидравлическое сопротивление при движении суспензии, улучшить кристаллическую структуру парафина за счет снижения скорости охлаждения в растворе сырья.

Также имеются сведения о разработке и внедрению скребков выполненных из полимерных материалов, что позволяет увеличить срок службы. Однако внедрение этой разработки не затрагивает сути процесса кристаллизации и не обеспечивает интенсификации процесса депарафинизации.

Разработаны процессы кристаллизации при депарафинизации без применения кристаллизаторов скребкового типа или при ограниченном их использовании. Основные разновидности этих процессов:

  1. Распыление сырья в токе холодного инертного газа с последующим смешением полученной крупки с охлажденным растворителем.
  2. Распыление сырья непосредственно в слой холодного растворителя при одновременном интенсивном перемешивании суспензии.
  3. Кристаллизация путем многопорционного разбавления сырья охлажденным растворителем.

Первые три способа не нашли промышленного применения, т.к. обладают рядом существенных недостатков.

Последний способ предложен сравнительно недавно и в настоящее время внедрен на ряде зарубежных предприятий. Способ депарафинизации "Dilchill" основан на получении парафиновой суспензии при непосредственном смешении сырья с порциями охлажденного осушенного растворителя, фильтрата второй ступени или их смеси, при интенсивном перемешивании.

Аппарат, в котором осуществляется процесс         кристаллизации (кристаллизатор  cмешения), представленный на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема кристаллизатора смешения

  • корпус аппарата, 2 – отражатели, 3 – перемешивающие устройства, 4- перегородки, I – ввод сырьевого потока, II – ввод растворителя, III – выход суспензии.

Аппарат представляет собой секционированную колонну, оснащенную многолопастным перемешивающим устройством. Лопасти расположены в каждой секции аппарата и крепятся к вертикально расположенному валу перемешивающего устройства, проходящему через все секции и вращаемому приводом, установленным на верхней крышке кристаллизатора. В каждую секцию аппарата подают через форсунки хладагент (охлажденный осушенный растворитель, фильтрат второй ступени фильтрования или их смесь), где он перемешивается с сырьевым потоком лопастями мешалки. Интенсивность перемешивания в каждой секции обеспечивает практически мгновенное распределение вводимого хладагента по всему объему секции.

В качестве растворителей применяют смеси компонентов, используемых в традиционных способах депарафинизации (метилэтилкетон, толуол, метилизобутилкетон и др.).

Один кристаллизатор смешения заменяет все регенеративные скребковые кристаллизаторы установки депарафинизации. Полученная в нем суспензия до охлаждается до температуры фильтрования в испарительных (пропановых или аммиачных) скребковых кристаллизаторах .

При таком способе получения суспензии образуются крупные кристаллы твердых углеводородов, имеющие однородный состав, что обеспечивает увеличение скорости фильтрования суспензии на фильтрах при повышении выхода депарафинированного масла.

Однако имеется ряд недостатков, ограничивающих широкое распространение указанной технологии. К ним можно отнести сложность конструкции описанного кристаллизатора смешения, необходимость осушки растворителя и его тщательной очистки от механических примесей. Необходимость осушки растворителя, применяемого в качестве хладагента, обусловлена тем, что при его охлаждении фильтратом первой ступени (раствором депарафинированного масла) и пропаном (аммиаком) кристаллизующаяся на поверхности теплообменной аппаратуры вода, содержащаяся в растворителе, снижает эффективность теплопередачи. Это, в свою очередь, создает проблемы в утилизации холода фильтрата первой ступени и достижении заданной температуры конечного охлаждения применяемого в качестве хладагента растворителя.

Жесткие требования к отсутствию в хладагенте механических примесей и кристаллов воды (при использовании неосушенного растворителя) связаны с тем, что подача хладагента в секции кристаллизатора осуществляется через коллекторы, оснащенные соплами малого диаметра для дополнительной интенсификации процесса смешения. [5,13]

Технологическая схема установки депарафинизации с применением кристаллизатора смешения представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Технологическая схема установки депарафинизации с применением кристаллизатора смешения

1 – паровой подогреватель, 2 – кристаллизатор смешения, 3,4 – аммиачные кристаллизаторы, 5, 17 – аммиачные холодильники, 6÷9 – приемники, 7,15 – вакуумные фильтры, 9,13,14 – насосы, 11,12 – вакуум-приемники, 16 – теплообменник, 20 – компрессор.

Российскими учеными разработана принципиально новая конструкция кристаллизатора – кристаллизатор пульсационного смешения

Принцип его действия основан на многопорционном смешении парафинсодержащего сырья с хладагентом, в качестве которого используется охлажденный растворитель, фильтраты или их смеси. Смешение осуществляется под пульсационным воздействием сжатого инертного газа [2,5]. Схема кристаллизатора пульсационного смешения представлена на рисунке 6

Рисунок 6 – Схема кристаллизатора пульсационного смешения.

где: 1 – корпус кристаллизатора; 2 – пульсационная камера; 3 – трубопровод; 4, 5 – перегородки; 6 – перетоки; 7 – сопла; 8 – штуцеры входа хладагента; 9 – штуцер входа сырья; 10 – штуцер выхода суспензии; 11 – пульсатор.

Технологическая схема установки депарафинизации с применением пульсационного кристаллизатора представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Технологическая схема установки депарафинизации с применением пульсационного кристаллизатора.

Кр-1 – кристаллизатор пульсационного смешения, Н-1 – сырьевой насос, Т-1 – подогреватель сырья, КР-2,КР-3 – испарительные аммиачные кристаллизаторы, Е-1 – буферная емкость, Ф1-Ф2 – вакуумные фильтры, Е-7, Е-8 - сборники фильтрата, Н-2, Н-3, Н-4 – насосы, Х-2 – холодильник Е-2, Е-4 – приемники.

Преимущество технологий с  применением пульсационных кристаллизаторов и кристаллизаторов смешения очевидно, однако их широкому применению препятствуют следующие недостатки:

  1. необходимость глубокой осушки растворителя для обеспечения его переохлаждения в кожухотрубчатых холодильниках без опасения образования льда;
  2. относительно большие капитальные вложения и сроки монтажа оборудования: кроме самого кристаллизатора требуются дополнительный аккумулятор, насосы для транспортировки суспензий;[2,5].

 

  • Интенсификация стадии фильтрации процесса депарафинизации

 

Вторая стадия процессов депарафинизации – фильтрование, полученных парафиновых суспензий осуществляется на барабанных вакуумных фильтрах.

Барабанные вакуумные фильтры непрерывного действия, применяемые в процессах депарафинизации, представляют собой сложные устройства, в которых циклически повторяются процессы фильтрования, промывки осадка, его сушки, отдувки и удаления с фильтрующей поверхности.

К основным недостаткам этого оборудования следует отнести низкую надежность в эксплуатации, связанную со сложностью аппаратуры, неэффективную систему промывки осадка растворителем, обусловленную несовершенством конструкции и принципа его подачи на образовавшийся осадок, отсутствие возможности регулирования степени отбора фильтрата. Т.е. скорость фильтрования и качество разделения суспензии определяются, в основном, ее фильтрационными свойствами, заложенными на предыдущей стадии процесса − кристаллизации, и практически не могут быть изменены на стадии разделения.

Основные направления интенсификации стадии фильтрования процессов депарафинизации − выбор оптимальных режимов работы фильтровального оборудования и модернизации отдельных устройств фильтров.

Представляет интерес применение в процессах разделения суспензий  динамический пульсационный фильтр непрерывного действия.

Данный фильтр был разработан для разделения суспензий, для которых характерны высокая дисперсность, адгезия и когезия частиц твердой фазы, широкий фракционный состав по размерам частиц и образование структурированных осадков при отделении жидкой фазы. Экспериментальные и теоретические исследования показали его высокую эффективность в процессах депарафинизации. Схематически фильтр представлен на рисунке 8

Рисунок 8 – Схема динамического пульсационного фильтра.

где 1 – корпус; 2, 8 – клапаны; 3 – фильтровальный патрон; 4 – лопасть мешалки; 5 – вал; 6 – привод мешалки; 7 – пульсационная камера; 9 – пульсатор; I – суспензия; II – фильтрат; III – импульсы газа; IV – выхлоп газа; V – сжатый газ; VI – осадок; VII – промывная жидкость. [3,5].

Анализ направлений повышения эффективности процесса депарафинизации, позволил сделать следующие выводы:

  1. Основной этап процессов депарафинизации – получение суспензии путем кристаллизации парафинов из растворов сырья - осуществляется на всех отечественных и большинстве зарубежных производствах масел и парафинов в скребковых кристаллизаторах. Недостатки, характерные для способа кристаллизации с применением этого оборудования, приводят к получению суспензий, при разделении которых наблюдаются низкие скорости фильтрования и выходы депарафинированного масла. Попытки оптимизации режима получения суспензии не решили этих проблем.
  2. Из новых способов кристаллизации в процессах депарафинизации получил промышленное применение на ряде зарубежных предприятий только процесс «Dilchill», основанный на многопорционном смешении сырья с охлажденным растворителем и фильтратом второй ступени депарафинизации. Недостатки этого способа не способствовали его широкому распространению.
  3. Этап процессов депарафинизации, связанный с разделением парафиновых суспензий, на всех отечественных и зарубежных производствах парафинов и масел осуществляется на барабанных вакуумных фильтрах, конструкция и принцип действия которых не претерпели принципиальных изменений за последние годы. Недостатками этого оборудования является низкая надежность в эксплуатации, связанная со сложностью аппаратуры, неэффективная система промывки осадка растворителем, обусловленная несовершенством конструкции и принципа его подачи на образовавшийся осадок, отсутствие возможности регулирования степени отбора фильтрата.
  4. Интенсификация процесса фильтрования парафиновых суспензий, которая обеспечит повышение выхода депарафинированного масла и увеличение скорости фильтрования суспензий, возможна при разработке принципиально нового способа фильтрования и оборудования для его осуществления.
  1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технико-экономическое обоснование

2.1.1 Выбор и обоснование метода решения поставленной задачи

Установка депарафинизации масел №2 типа 39/7М ОАО «Нафтан» предназначена для депарафинизации дистиллятных и остаточных рафинатов фенольной очистки в среде избирательных растворителей, при помощи охлаждения и последующего разделения выкристаллизовавшихся твердых парафинов и депарафинированных масел при фильтрации, принципиальная технологическая схема представлена на рисунке 8

Рисунок 8 – Традиционная схема процесса депарафинизации, используемая на установке 39/7М

Н-1 – сырьевой насос, Т-1 – подогреватель сырьевой смеси, Х-1 – холодильник сырьевой смеси, КР-1÷КР-4 – регенеративные кристаллизаторы, КР-5 ÷ КР-8 – аммиачные испарительные кристаллизаторы, Н-2, Н-3, Н-4 – насосы, Ф-1,Ф-2 – вакуумные фильтры, Е-5,Е-6 – приемники фильтрата, Е-2, Е-4 – сборники.

Таким образом, с помощью структурно-функционального анализа выявлены основные недостатки процесса депарафинизации масел, а также наиболее энергоемкие и материальнозатратные узлы установки

Кристаллизаторы, используемые на действующей установки депарафинизации масел типа 39/7М, относятся к скребковым кристаллизаторам типа «труба в трубе», которые имеют ряд недостатков. Замена действующих кристаллизаторов в процессе депарафинизации гарантирует значительное улучшение технико-экономических показателей производства [14].

На стадии фильтрования используют для разделения полученной парафиновой суспензии барабанные вакуумные фильтры.

К основным недостаткам этого оборудования следует отнести низкую надежность в эксплуатации, связанную со сложностью аппаратуры, неэффективную систему промывки осадка растворителем, обусловленную несовершенством конструкции и принципа его подачи на образовавшийся осадок, отсутствие возможности регулирования степени отбора фильтрата, высокий физический износ оборудования, приводит к образованию мест утечек растворителя через неплотности разборных соединений, что является опасным производственным фактором для обслуживающего персонала установки. Поэтому замена барабанных вакуумных фильтров в процессе депарафинизации усилит положительный эффект от замены скребковых кристаллизаторов. Кроме этого наиболее эффективным и простым методом повышения эффективности данного процесса является применение добавки-модификатора, обладающей свойствами ПАВ.

Таким образом, предложены пути совершенствования процесса депарафинизации масел на действующей установке – внедрение новых способов кристаллизации и фильтрования. На основании анализа направлений совершенствования процесса депарафинизации подробно описанных в разделе 1.2, главы 1. Предлагается замена скребковых кристаллизаторов на кристаллизатор пульсационного смешения, замена барабанного вакуум фильтра на динамический пульсационный фильтр.

Внедрение кристаллизатора пульсационного смешения

Способ получения парафиновых суспензий в промышленных процессах депарафинизации масляных рафинатов, осуществляемый в кристаллизаторе пульсационного смешения.  Аппарат состоит из ряда последовательно соединенных соплами секций. Принцип действия аппарата основан на многопорционном смешении парафинсодержащего нефтепродукта с хладагентом, в качестве которого используется охлажденный растворитель и фильтрат второй ступени фильтрования. Смешение сырьевого потока с порциями хладагента осуществляется в одном аппарате за счет пульсационного воздействия сжатым инертным газом.

Аппарат работает при атмосферном давлении, в нем отсутствуют движущиеся части и приспособления для их уплотнения, что в значительной мере упрощает его конструкцию и повышает надежность в эксплуатации.

Схема аппарата представлена на рисунке 9

 

 

 

Рисунок 9 - Кристаллизатор пульсационного смешения

1 – корпус кристаллизатора, 2 – пульсационная камера, 3 – трубопровод, 4,5 – перегородки, 6 – перетоки, 7 –сопла, 8 – штуцеры входа хладагента, 10- штуцер входа сырья.

Кристаллизатор представляет собой вертикальную колонну, соединенную с пульсационной камерой (полой цилиндрической емкостью) трубопроводом. Аппарат оснащен перегородками с перетоками и перегородками с соплами, чередование которых образует секции.

Сопла выполнены в виде разрезанных по образующей патрубков, примыкающих к стенке корпуса. В месте расположения сопел к корпусу приварены штуцеры подачи хладагента. Корпус оснащен штуцерами ввода сырья и вывода суспензии.

Таким образом, включение кристаллизатора пульсационного смешения в процесс получения суспензии связано с незначительным дооборудованием установки депарафинизации и корректировкой технологической схемы кристаллизационного отделения.

Кроме этого, внедрение разработанного кристаллизатора в процессах депарафинизации обеспечивает следующие преимущества:

  1. получение суспензии с однородными по размерам крупными кристаллами парафина, что обеспечивает повышение производительности фильтровального оборудования на 20-25%;
  2. увеличение отбора депарафинированного масла на 3-6 %.
  3. повышение надежности кристаллизационного оборудования за счет упрощения конструкции аппарата и технологии получения парафиновой суспензии;
  4. снижение более чем в 3 раза металлоемкости кристаллизационного оборудования за счет замены всех регенеративных скребковых кристаллизаторов одним пульсационным кристаллизатором (с учетом массы дополнительно устанавливаемого теплообменного оборудования);
  5. снижение эксплуатационных затрат на ремонт и обслуживание скребковых кристаллизаторов за счет сокращения их общего количества;
  6. снижение потерь избирательных растворителей за счет более высокой герметичности пульсационного кристаллизатора по сравнению с регенеративными скребковыми кристаллизаторами (отсутствия уплотнения валов скребковых механизмов), т.е. повышение экологической безопасности производства.

Внедрение динамических пульсационных фильтров непрерывного действия

В результате изучения фильтрационных характеристик парафиновых суспензий и опыта работы барабанных вакуумных фильтров в процессах депарафинизации, было выбрано внедрение нового способа фильтрования парафиновых суспензий и аппарата для его осуществления.

Основные требования к условиям, которые должно обеспечивать новое фильтровальное оборудование:

  1. процесс фильтрования должен производиться непрерывно при постоянной выгрузке осадка и удалении фильтрата,
  2. отделение жидкой фазы должно сопровождаться разрушением образующихся пространственных кристаллических структур,
  3. должна обеспечиваться кратковременная эффективная регенерация фильтрующей поверхности с возможностью регулирования ее интенсивности и продолжительности,

Динамический пульсационный фильтр непрерывного действия, предназначенный для разделения парафиновых суспензий.

По принципу действия аппарат является динамическим пульсационным фильтром-сгустителем с высокой степенью выделения жидкой фазы (концентрирования твердой фазы в осадке), оснащенным системой подачи промывной жидкости. Непрерывная регенерация фильтрационной поверхности, механическое воздействие на осадок и возможность использования перспективных материалов фильтрующей поверхности при определенных геометрических параметрах обеспечивают длительную непрерывную высокоэффективную работу фильтра без горячей промывки.

Принципиальная технологическая схема процесса двухступенчатой депарафинизации с применением динамических пульсационных фильтров показана на рисунке 11.

Рисунок 11 - Принципиальная схема процесса двухступенчатой депарафинизации с применением динамических пульсационных фильтров

1-отделение кристаллизации; 2,3 - фильтры первой и второй ступеней фильтрования;

I - сырье, II - влажный растворитель, Ш - сухой растворитель на промывку и разбавление осадков, IV - фильтрат второй ступени депарафинизации, V - сырьевая суспензия, VI - разбавленный осадок с фильтров первой ступени, VI - раствор депарафинированного масла (фильтрат первой ступени), VIII- осадок второй ступени фильтрования.

Внедрение фильтров на действующих установках депарафинизации предполагает полную замену существующего фильтровального оборудования фильтрами предлагаемой конструкции, имеющими меньшие габаритные размеры.

Таким образом, внедряемый фильтр принципиально отличается от барабанных вакуумных фильтров, используемых в настоящее время в процессах депарафинизации, конструкцией, способом создания движущей силы процесса разделения суспензии (перепада давления на фильтрующей поверхности) и регенерации фильтрующей поверхности, механическим воздействием на сгущаемую суспензию в процессе отделения жидкой фазы, организацией промывки осадка.

Сопоставление конструкции фильтров, принципа действия и получаемых результатов разделения парафиновых суспензий показало следующие преимущества внедряемого аппарата:

  1. Простота конструкции пульсационного фильтра обусловлена тем, что патрон с фильтрующей поверхностью является неподвижным, поэтому устройство мешалки и уплотнения вала привода не связано с техническими трудностями. В то время как вращение барабана в вакуумном фильтре с целью обеспечения заданной последовательности циклов процесса разделения, приводит к сложной конструкции распределительной головки и всего механизма в целом, высокой металлоемкости оборудования.
  2. Применение в качестве фильтрующей поверхности материалов с низкой адгезией кристаллов парафина в предлагаемом фильтре обеспечивает повышение скорости фильтрования, т.к. в этом случае граничный слой между сгущаемой суспензией и фильтрующей поверхностью, образующийся в процессе фильтрования вследствие проникновения кристаллов парафина в поры фильтрующей поверхности, легко разрушается пульсацией фильтрата. В барабанных вакуумных фильтрах применение таких материалов может привести к "сползанию" осадка с фильтрующей поверхности при выходе барабана из суспензии. Поэтому в этих аппаратах применяются тканые материалы, удерживающие кристаллы парафина в порах, что снижает скорость фильтрования и ухудшает регенерацию фильтрующей поверхности.
  3. Создание избыточного давления для проведения процесса разделения суспензии гораздо проще отбора фильтрата путем создания вакуума. Расход инертного газа на пульсацию многократно ниже, чем при фильтровании под вакуумом, т.к. в этом случае большой объем газа проникает из корпуса в приемный коллектор на стадии сушки и промывки осадка.
  4. Регенерация фильтрующей поверхности кратковременным обратным движением фильтрата эффективнее отдувки осадка инертным газом с последующим механическим удалением осадка, т.к. не приводит к “затиранию” кристаллов в поры фильтрующей поверхности.
  5. Перемешивание лопастями мешалки сгущаемой суспензии в процессе отделения жидкой фазы приводит к разрушению пространственных кристаллических структур с выделением из них включенного маточного раствора. В барабанных вакуумных фильтрах эти кристаллические структуры не разрушаются и включенный в них маточный раствор не поддается эффективному выделению даже большим количеством промывной жидкости.
  6. Промывка осадка в барабанных вакуумных фильтрах происходит в условиях распыления промывной жидкости в среде инертного газа. Движение газа через осадок приводит к его уплотнению и, как следствие, снижению скорости и эффективности промывки. В разработанном аппарате процесс промывки происходит при отсутствии газовой фазы. По условиям проведения промывка в нем близка к модели промывки осадка в сплошном слое растворителя в режиме идеального вытеснения маточного раствора.
  7. Фильтрование под давлением обеспечивает возможность применения легколетучих растворителей. Отсутствуют потери растворителя, связанные с его испарением при фильтровании под вакуумом.

Таким образом, в процессах депарафинизации замена барабанных вакуумных фильтров фильтрами предлагаемой конструкции в сочетании с соответствующей коррекцией технологии обеспечит:

  1. Повышение выхода депарафинированного масла на 3-5 % при соответствующем снижении содержания масла в гаче;
  2. Снижение кратности циркулирующего в процессе растворителя на 15-20 %;
  3. Снижение металлоемкости фильтровального оборудования в 5 раз;
  4. Снижение эксплуатационных затрат за счет простоты конструкции фильтра и его надежности;
  5. Увеличение в 6-8 раз продолжительности работы фильтров без горячей промывки;

В результате внедрения  новых способ кристаллизации и фильтрования получаем:

  1. – выход депарафинированного масла от 84 до 92 % масс, против 81-87% для традиционной технологии [4];
  2. – содержание масла в гаче 3 – 7 % масс. в зависимости от числа ступеней фильтрования против 5-10% по традиционной технологии;
    • Экономическое обоснование решения поставленной задачи

Модернизация предусматривает использование добавки-модификатора структуры парафинов, введение в процесс кристаллизатора  пульсационного смешения, замену действующих вакуум-фильтров на пульсационные аппараты непрерывного действия. Таким образом, в результате модернизации вводится 1 кристаллизатор смешения из процесса выводятся 6 аммиачных кристаллизаторов и 4 регенеративных; 12 действующих вакуум-фильтров с площадью фильтрования 50 м2  каждый ,устанавливаются 4 новых пульсационных фильтра с поверхностью фильтрования 40 м2 , 2 насоса, 1 буферную емкость Расчеты, подтверждающие экономическую эффективность проводим на основании методических рекомендаций[16].

Исходные данные к расчету:

Суточная производительность – 340 т/сут

Время ремонта оборудования –40 день.

Калькуляция представлена в приложении Б.

 

 

 

 

Материальный баланс установки

В данном разделе определяются: производственная программа установки и годовая потребность в сырье, материалах, полуфабрикатах и энергоресурсах, необходимых для обеспечения программы.

Производственная программа в натуральном выражении по форме представляет собой материальный баланс с указанием количества сырья и полученных продуктов. Материальный баланс представлен в форме таблицы 1. Производительность установки принимаем по исходным данным к расчету.

Таблица 1 - Материальный баланс процесса

Наименование сырья и продукции

Величина показателей

До модернизации

После модернизации

т

%

т

%

Взять в переработку сырья:

Рафинат остаточный.

 

110500

 

100

 

110500

 

100

Получить из переработки:

Основная продукция

Деп. масло остаточное

 

Итого основной

 

Попутная продукция

Петролатум тов.

Петролатум маз.

 

Итого попутной

 

 

80665

 

80665

 

 

7403,5

22100

 

29503,5

 

 

 

73

 

73

 

 

6,7

20

 

26,7

 

 

 

96135

 

96135

 

 

3666,1

10598,9

 

14254,5

 

 

 

87

 

87

 

 

3,3

9,6

 

12,9

 

ИТОГО:

110168,5

99,7

110389,5

99,9

Потери

331,5

0,3

110,5

0,1

Всего:

110500

100

110500

100

Расчет потребности в материалах и энергоресурсах

Потребность в сырье и основных материалах рассчитывается на основе объема перерабатываемого сырья (Qc)

Затраты на сырье и основные материалы определяются на основе потребности в них  цен на сырье рассчитываются по формуле 3:

                                                        (3)

Потребность во вспомогательных материалах рассчитывается на основе норм расхода (Hmi) и объема перерабатываемого сырья (Qc) по формуле 4:

                                                   (4)

Затраты на вспомогательные материалы определяются на основе потребности в них цен по формуле 5:

                                               (5)

Годовая потребность в энергоресурсах в денежном выражении рассчитываем по формуле 6:

                                           (6)

где  – годовая потребность в энергоресурсе i-того вида (электро-энергия, пар, вода, топливо  и  т.д.) в денежном выражении;

 – тариф по i-ому виду энергоресурсов;

 – норма расхода энергоресурса на 1 т сырья;

 – годовой объём перерабатываемого сырья (или основной продукции), т.

Состав энергооборудования при модернизации меняется, то соответственно корректируется норма расхода энергоресурсов по следующей формуле (7):

                                       (7)

где Qб, Qпр – годовой объем перерабатываемого сырья (производства продукции) база и проект соответственно, т;

       Нпр, Нб – норма расхода энергоресурса соответственно база и проект, кВт/т;

       Эвв, Эвыб – расход энергоресурса соответственно по вводимому и выбывающему оборудованию, кВт*ч определяется по формуле:

где    N – величина установленный  (выбывшей) мощности электродвигателя по вводимому или выбывающему оборудованию, кВт;

         Fэф – число часов работы двигателя в год, ч;

         Кспр – коэффициент спроса (0,6-0,7);

         ηс – КПД сети (0,97);

ηдв – КПД двигателя (0,8-0,9).

Годовая потребность в энергоресурсах в денежном выражении:

Зэi = Тэi · Нэi · Qс (Qг.п.)

где Зэi – годовая потребность в энергоресурсе i-того вида (электроэнергия, пар, вода, топливо и т.д) в денежном выражении;

Тэi – тариф по i-ому виду энергоресурсов;

Hэi – норма расхода энергоресурса на 1 т сырья (или основной продукции);

Таким образом:

Расчет стоимости годовой потребности сырья, материалов и энергоресурсов представлен в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Расчет стоимости годовой потребности сырья, материалов и энергоресурсов

Наименование

Ед.

изм.

 

Норма расхода

на 1 т

Годовая

потребность

 

Цена,

тариф,

руб.

Сумма,

тыс. руб.

 

 
 
 

до мод.

после мод.

до мод.

после мод.

до мод.

после мод.

 

Сырье и материалы

 

Остаточный рафинат

 

т/год

-

 

-

 

110500

 

110500

 

4767827,82

526844974,1

 

526844974,1

 

 

Итого:

110500

110555

 

526844974,1

526844974,1

 

Вспомогательные материалы на технические цели

 

Аммиак

МЭК

толуол

фил. Диог.

кг/т

кг/т

кг/т

м2

0,2

1,92

1,28

0,008

0,088

1,92

1,28

0,002

22100

212160

141440

884

9724

212160

141440

221

1867,94

16148,50

4148,69

25877,72

8256,3

6578046,3

751092,1

183,0

1598,4

6578046,259

751092,1

11,4

 

Итого:

 

 

 

 

 

 

7337577,7

7330748,2

 

Топливо и энергия на технические цели

 

теплоэнергия

оборотная вода

сжатый воздух

электроэнергия

Гкал/т

тыс. м3

тыс. м3

тыс. кВт/т

0,76

0,04

0,10

0,15

0,76

0,04

0,10

0,146

83980

4420

11050

16575

83980

4420

11050

16133

355121,76

582033,69

216545,91

1214412,76

29823125,4

2572588,9

2392832,3

20128891,5

29823125,4

2572588,9

2392832,3

19592121,06

 

Итого:

 

 

 

 

 

 

54917438,12

54380667,66

 

Всего:

 

 

 

 

 

 

589099989,9

588556390,0

 

 

Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения в основные средства после модернизации включают в себя:

-стоимость основных средств действующей установки (ОФ1);

-стоимость вводимых средств (ОФвв);

Сметная стоимость вводимого оборудования включает в себя:

-стоимость вводимого оборудования;

-транспортно-заготовительные расходы (5-10%)

-стоимость неучтённого оборудования (10-15%)

-стоимость работ по монтажу (15-30%).

Расчет сметной стоимости вводимого оборудования представлен в форме таблицы 3

Таблица 3 – Расчет сметной стоимости вводимого оборудования

Наимен.

обору-

дования

К-во

ед.

Оптов.

цена

за ед.,

тыс. руб.

Стоимость

неучтенного

оборудования

Транспортно-

заготовитель-

ные расходы

 

Монтаж

Сметная

стоимость

оборудования

тыс. руб.     

%

сумма

%

сумма

%

сумма

Крист-р

смешения

1

960400

15

144060

5

48020

20

192080

384160

Пульсационные фильтры

4

220875

15

132525

5

44175

20

176600

1236800

Насос

2

18525

15

5558

5

1853

20

7410

51871

Буферная емкость

1

142500

15

21375

5

7125

20

28500

199500

Итого:

1872331

 

Первоначальная стоимость вводимого оборудования (ОФвв) рассчитывается по формуле 8:

                                         (8)

где  – сметная стоимость вводимого оборудования;

 – предпроизводственные расходы (пуско-наладочные работы, отладка, испытания и т.д.), берутся в размере 15 % от сметной стоимости всех видов вводимого оборудования.

Стоимость основных средств после реконструкции (модернизации) по i-той группе рассчитывается по следующей формуле 9:

                         (9)

где  – стоимость демонтажа оборудования, 7-10 % от его стоимости.

Расчет сметной стоимости вводимого оборудования представлен в таблице 4.

Первоначальная стоимость вводимого оборудования:

 тыс. руб.

Стоимость выводимого оборудования (6 аммиачных и 4 регенеративных кристаллизатора, 12 вакуум-фильтров):

Расчет амортизационных отчислений

Сумма амортизационных отчислений рассчитывается методом уменьшаемого остатка по формуле 9:

                                                (9)

где  – годовые амортизационные отчисления по группам основных средств, руб.; ОФi – стоимость основных средств по группам, руб.; Наi – норма амортизации по i-той группе, %.  – коэффициент ускорения принимаем самостоятельно (1-2,5)

Калькуляция себестоимости продукции

Экономическим результатом проводимой модернизации является изменение себестоимости продукции. Расчет себестоимости продукции осуществляется по статьям расходов (калькулирование), представленных в табличной форме.

В нефтеперерабатывающей промышленности установлена следующая номенклатура калькуляционных статей расходов.

  1. «Сырье и основные материалы» - учитывает затраты на сырье и все основные материалы, входящие в состав изготавливаемой продукции.
  2. «Вспомогательные материалы на технологические цели» – физически не входят в состав готовой продукции, но являются необходимыми для обеспечения технологического режима.
  3. «Топливо и энергия на технологические нужды» – включает затраты на все виды топлива и все виды энергии, полученные как со стороны, так и выработанные на самом предприятии и расходуемые на технологические и другие цели при производстве нефтепродуктов.
  4. «Оплата труда производственного персонала» – учитывается основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих и специалистов, непосредственно связанных с выработкой продукции.
  5. «Налоги и отчисления от оплаты труда производственного персонала» – осуществляется от фонда оплаты труда (ФОТ) в соответствии с действующим законодательством РБ на текущий год.

Результаты расчета представлены в таблице 5.

Таблица 5 –Расчет оплаты труда производственного персонала.

 

До модернизации

После модернизации

Оплата труда

Зарплата осн, тыс руб

Зарплата за год, тыс.руб

Зарплата осн, тыс руб

Зарплата за год, тыс.руб

674754,021

8097048,25

674754,021

8097048,25

Отч. На ФЗСН

34

2752996,41

34

2752996,41

 

 

10850044,66

 

10850044,66

  1. «Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования» – учитываются амортизация оборудования, транспортных средств, ценного инструмента, затраты на эксплуатацию, текущий и капитальный ремонт оборудования и другие расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования.

Амортизационные отчисления - рассчитываются на основе стоимости основных фондов по группам и соответствующих норм амортизации без учета амортизационных отчислений по зданиям и сооружениям.

Затраты на ремонт оборудования – списываются на себестоимость по фактической стоимости выполненных работ по данным калькуляции. При отсутствии данных берутся в размере 4 – 5 % от  стоимости всего оборудования на установке (таблица 6).

Таблица 6 –Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

За мес.

тыс руб

За год,

тыс. руб

После модернизации за мес.,

тыс. руб.

После модернизации за год.,

тыс. руб.

Тек. Ремонт

1135,7

13628,8

1306,1

3918,3

Кап. Ремонт

185874,7

2230495,7

185874,7

2230495,7

Тек. Рем. РМБ

537583,7

6451004,7

618221,3

7418655,6

Амортизация

87156,6

1045879,2

102332,5

1227989,7

Сумма

811750,7

9741008,4

907734,6

10881059,3

  1. «Внутризаводская перекачка» – затраты на перекачку сырья по территории предприятия. Определяются умножением стоимости перекачки 1т на объем взятого в переработку сырья (Qc).

Результаты расчета затрат на внутризаводскую перекачку представлены в таблице 7:

Таблица 7 – Расчет затрат на внутризаводскую перекачку

 

За мес. тыс. руб

За год, тыс. руб

ВЗП

65116,304

781395,65

  1. «Общепроизводственные расходы» – включают затраты, связанные с обслуживанием установок и управлением. К данной статье относятся:

-оплата труда с налогами и отчислениями от оплаты труда аппарата управления установок, амортизация и затраты на содержание , текущий и капитальный ремонт зданий и сооружений и инвентаря общепроизводственного назначения, затраты на опыты, исследования, рационализацию и изобретение производственного характера, затраты на мероприятия по охране труда и другие расходы, связанные с управлением и обслуживанием производства.

Сметы общепроизводственных расходов составляются по каждому производству и распределяются между установками пропорционально сумме затрат по обработке. Общепроизводственные расходы берутся по данным предприятия или рассчитываются укрупненным методом в размере 5-6 % от суммы прямых затрат за вычетом стоимости сырья и вспомогательных материалов.

Смета общепроизводственных расходов представлена в таблице 8.

 

 

Таблица 8 – Смета общепроизводственных расходов.

 

До модернизации,

тыс. руб

После модернизации,

тыс. руб

Топливо и энергия

54917438,12

54380667,66

Оплата труда

8097048,25

8097048,25

отч. На ФСЗН

2752996,41

2752996,41

Расходы на амортизацию

1045879,2

1227989,7

5%

3340668,099

3322935,101

  1. «Общехозяйственные расходы» – включают затраты, связанные с управлением предприятием и организацией производства в целом по предприятию: содержание работников аппарата управления предприятием (зарплата с отчислениями, командировочные и т.д.);содержание и обслуживание технических средств управления (связь, сигнализация, ВЦ и т.д.); оплата консультационных услуг, в т.ч. оплата услуг банка (% по кредитам); ремонт и содержание зданий и сооружений общепроизводственного назначения; подготовка кадров; износ МБП и другие.

Общехозяйственные расходы берутся по данным предприятия (заводская калькуляция) или принимаются укрупнено в размере 10-12 % от суммы прямых затрат за вычетом стоимости сырья и вспомогательных материалов.

Смета общехозяйственных расходов представлена в таблице 9

Таблица 9 – Смета общехозяйственных расходов

 

До модернизации,

тыс. руб

После модернизации,

тыс. руб

Топливо и энергия

54917438,12

54380667,66

Оплата труда

8097048,25

8097048,25

отч. На ФСЗН

2752996,41

2752996,41

Расходы на амортизацию

1045879,2

1227989,7

10%

6681336,2

6645870,2

  1. Сумма всех предыдущих статей составляет производственную себестоимость продукции.

11.«Прочие расходы» – включают в себя налоги, сборы и другие обязательные платежи и отчисления.

  • «экологический налог» – учитывает затраты на восстановление природных ресурсов в связи с выбросами в атмосферу воздуха или сбросом со сточными водами токсичных веществ.

Размер экологического налога определяется умножением количества выбросов или сбросов данного класса опасности на соответствующую ставку налога.

Ориентировочно количество выбросов рассчитывается от количества потерь по материальному балансу следующим образом:

  • выбросы в атмосферу – 60 % от потерь;
  • сбросы сточных вод – 40 % от потерь.

Установка депарафинизации относится к III классу опасности. Ставка налога за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух  за сброс недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные водные на текущий год берутся по публикациям НЭГ

  • «обязательное страхование имущества» (Сим) составляет 1,0 % от стоимости имущества:

                                  (16)

где ОФост – остаточная стоимость основных средств. Величина износа зависит от срока службы основных производственных средств установки и принимается в размере 20 – 80 % от стоимости основных средств.

До модернизации:   тыс. руб.

После модернизации нужно учитывать, что вводимое оборудование не изношено. Тогда

              (17)

Смета прочих расходов представлена в таблице 10.

Таблица 10 – Смета прочих расходов.

Прочие расходы

Тонн

До мод.

Тонн

После мод.

Тариф 1т. руб.

До модернизации

Тыс.руб

После модернизации

Тыс.руб

Выбросы в атмосферу

331,5

110,5

3142014

1041577,64

347192,55

Сбросы сточных вод

331,5

110,5

385

127,62

425,42

Обязательное страхование имущества

 

235911,18

254634,5

После определения суммы затрат по всем статьям составляем калькуляцию по форме представленной в таблице 11.

Таблица 11- Калькуляция себестоимости

Наименование статей затрат

Затраты на объем производства, тыс. руб.

до мод.

после мод.

Сырье и основные материалы

526844974,1

526844974,1

Вспомогательные материалы на технологические цели

7337577,7

7330748,2

Топливо и энергия на технологические цели

54917438,12

54380667,66

Оплата труда производственного персонала

8097048,25

8097048,25

Отчисления от фонда оплаты труда

2752996,41

2752996,41

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, в т.ч.

- амортизация

907734,6

102332,5

10881059,3

1227989,7

Внутризаводская перекачка

781395,65

781395,65

Общепроизводственные расходы

3340668,099

3322935,101

Общехозяйственные расходы

6681336,2

6645870,2

Производственная себестоимость

611763501,6

622265684,6

Прочие расходы

235911,18

254634,5

ПОЛНАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ

611999412,8

622520319,1

В комплексном производстве себестоимость единицы продукции рассчитывается методом исключения затрат, при котором из общих затрат исключается стоимость не калькулируемой (попутной) продукции. Расчет стоимости не калькулируемой (попутной) продукции осуществляется по форме таблицы 11.

Таблица 11 – Расчет стоимости не калькулируемой (попутной) продукции.

Наименование

продукции

Количество, т

Себестоимость тыс. руб

Стоимость не калькулируемой продукции, тыс. руб

 

До модер.

После модер.

До модер.

После модер.

Петролатум тов.

Петролатум маз.

7403,5

22100

 

3666,1

10598,9

 

4767,827

2640,694

35298607,2

58359337,4

93657944,6

17479330,6

27988451,6

45467782,2

Себестоимость единицы продукции определяется по формуле 18:

                                                (18)

где Сполн – полная себестоимость продукции, тыс. руб.;  – объем некалькулируемой продукции, т;   – себестоимость некалькулируемой продукции, тыс. руб.;  – объем калькулируемой продукции, т.

До модернизации:

После модернизации:

Экономическая эффективность проведенной модернизации подтверждается снижением себестоимости продукции.

Расчет технико-экономических показателей

При расчете технико-экономических показателей все ставки налогов берутся на текущий год.

Величина прибыли в цене продукции, в том случае, если применяется норма рентабельности по отношению к себестоимости рассчитывается по формуле 19:

                                              (19)

где НР – норма рентабельности по отношению к себестоимости, 10%, Сед  - себестоимость единицы продукции, руб.

Цена отпускная рассчитывается по формуле 20

                                               (20)

Нк_до =(6425+642,5)·20/100=1413,5 тыс.руб

Нк_после =(6002,5+600,25)·20/100=1320,55 тыс.руб

Цотп_до =6425+642,5+1413,5=8481 тыс.руб

Цотп_после =6002,5+600,25+1320,55=7923,3 тыс.руб

Стоимость товарной продукции включает стоимость основной продукции. Расчет осуществляется по форме таблицы 12.

Таблица 12 – Расчет стоимости товарной продукции.

Наименование продукции

Количество, т

Цена, тыс. руб

Товарная продукция, тыс. руб

Деп. масло ост.

80665

6425

539707896,7

 

80665

 

539707896,7

Размер прибыли рассчитывается по формуле 21:

                                     (21)

где ТП – стоимость товарной продукции (выручка от реализации продукции);

Сполн – полная себестоимость продукции;

                                                      (22)

Чистая прибыль рассчитывается по формуле 23

                                         (23)

Где Нн – налог на недвижимость, ставка налога – 1% от стоимости основных производственных средств, Нп – налог на прибыль. Ставка налога – 24% от налогооблагаемой прибыли Пн.о. = ПР-Нн.

Расчет прибыли оформляется в форме таблицы 13

Таблица 13 – расчет прибыли

Наименование

До модерн., тыс. руб

После модерн., тыс. руб

Товарная продукция

539707896,7

539707896,7

Себестоимость продукции

6425

6002,5

НДС

8995131613

8995131613

ПР

-72291516,1

-82812422,4

Фондоотдача – характеризует выпуск продукции на единицу основных средств:

                                                  (24)

где ТП – стоимость выпуска товарной продукции, руб.; ОФ – стоимость основных средств, руб.

Материалоемкость – величина материальных затрат на единицу продукции:

                                                   (25)

где Мз – материальные затраты (сырье, основные и вспомогательные материалы), руб.

Энергоемкость – стоимость энергоресурсов (электроэнергия, топливо и т.д.) на единицу продукции.

                                                                 (26)

где Эз – стоимость энергоресурсов, руб.

Рентабельность продукции может быть рассчитана по  формуле:

                                   (27)

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

                                                  (28)

Для технико-экономической оценки результатов модернизации составляется сводная таблица технико-экономических показателей представлены в таблице 14.

Таблица 14 – Технико-экономические показатели модернизации установки

Наименование показателей

Ед. изм.

Величина

Откло-нение, %

до мод.

после мод.

Мощность установки

т/год

110500

110500

0

Стоимость капитальных вложений

млн. руб.

12920,3

13088.9

+168,9

Выход целевой продукции

%

73

87

+14

Себестоимость единицы продукции

тыс. руб.

6425

6002,5

-422,5

Фонд оплаты труда

тыс. руб.

8097048,25

8097048,25

0

Численность ППП

чел.

55

55

0

Фондоотдача

руб./руб.

41,77

41,23

-0,54

Материалоёмкость

руб./руб.

1,0

0,99

-0,01

Энергоёмкость

руб./руб.

0,046

0,1

+0,054

Срок окупаемости

лет

Менее 1 года

2.2 Качество сырья и получаемой продукции

Согласно [17] качество – это степень соответствия присущих характеристик требованиям.

2.2.1 Общие требования, предъявляемые к контролю качества сырья и продукции

Контролю и испытаниям подвергается вся продукция, поступающая и изготавливаемая на предприятие. Испытания проводят в специализированных лабораториях в зависимости от вида контролируемых параметров продукции и методов испытаний. Отбор и подготовку проб, производят в соответствии с требованиями нормативных документов  на соответствующий вид продукции, строго соблюдая нормы по количеству, месту, способу отбора. Анализы и испытания выполняются методами, регламентируемыми соответствующей нормативным документам.

Правильность и надежность испытаний обеспечивается:

  1. применением измерительного оборудования, прошедшего поверку или калибровку;
  2. предварительной проверкой и настройкой приборов по эталонам;
  3. регулярным использованием сертифицированных стандартных образцов;
  4. обеспечением выдачи результатов испытаний с погрешностью, не превышающей установленную в нормативных документах на метод испытания;
  5. поддержанием в лабораториях условий, необходимых для обеспечения требуемой достоверности результатов контроля согласно нормативным документам;
  6. обеспечением независимости выдаваемых заключений.

Заключения о качестве испытываемой продукции выдается на основании соответствия результатов испытаний требованиям нормативной и технической документации. Прием проб, регистрация заявок и выдача результатов контрольно-аналитических и исследовательских работ производятся соответствующими лабораториями ЦЗЛ.

2.2.2 Общие требования, предъявляемые к организации контроля качества сырья и продукции

  1. Основанием для проведения контроля и испытаний является представленная от подразделений предприятия заявка, график контроля технологических процессов. Заявку с пробой контролируемой продукции представляют в соответствующую лабораторию ЦЗЛ. Лаборатории ЦЗЛ обеспечивают соблюдение графика контроля технологических процессов согласно своего вида деятельности. Лаборатория, изучив соответствующие нормативные документы, определяет возможность проведения необходимых анализов и испытаний.
  2. В случае, если лаборатория не имеет возможность и ресурсов, позволяющих выполнить необходимые испытания, начальники лабораторий или начальник ЦЗЛ сообщает об этом соответствующим службам предприятия для разработки мероприятий, обеспечивающих проведение данных испытаний.
  3. После принятия решения о возможности проведения анализов и испытаний лаборатории рассматривают представленные пробы, путем внешнего осмотра с целью определения пригодности для проведения испытаний. Ответственные в структурных подразделениях лица осуществляют отбор проб согласно нормативной документации. Пробы для испытания сопровождают биркой.
  4. В случае, если лабораторией выявлены несоответствия в отборе проб или непригодность представленной пробы для проведения испытаний, подразделения- заказчики представляют повторные пробы с учетом замечаний.
  5. От принятых проб силами лаборатории готовятся лабораторные образцы в соответствии с требованиями нормативных документов методами и способами, пригодными для предпринимаемых испытаний. Лабораторные образцы изготавливают специально закрепленный персонал или лаборант, проводящий испытание, если эта процедура входит в последовательность действий для данного вида испытаний.
  6. Начальник соответствующей лаборатории (или лицо его замещающее) контролирует приготовление лабораторных образцов, принимает решение о готовности к проведению анализа, испытания. В случае выявления несоответствия проба изготавливается повторно с учетом указанных замечаний.
  7. Проведение анализов и испытаний представляет собой ход последовательных действий, регламентированных нормативных документов с целью получения данных испытаний. Начальник лаборатории (или лицо его замещающее) обеспечивает правильность и надежность испытаний. Анализы и испытания проводит персонал лаборатории. Задания на проведение анализа выдает начальник лаборатории с учетом компетенции, профессионального и образовательного уровня работника.
  8. Работник, проводивший испытание, производит обработку данных с целью вычисления результатов по методам или формулам, указанным в нормативных документах, учитывая при этом указанную точность подсчета. Все наблюдения, данные и вычисления заносит, во время их проведения в свой рабочий журнал. Рабочий журнал персонала представляет собой чистую тетрадь, в которую заносится вся последовательность действий.
  9. Исполнитель сопоставляет полученный результат с допускаемыми расхождениями параллельных определений, указанными в нормативных документах и сообщает начальнику лаборатории, который оценивает достоверность испытания. Если при рассмотрении результатов выявлены несоответствия или отступления от нормативных документов, проводит повторные испытания. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признаются неверными, измерения прекращают. Начальник лаборатории определяет и устраняет причины, вызвавшие нарушение нормального хода анализа. В число указанных причин могут входить: требования заказчиков, пробы, лабораторные образцы, неправильная спецификация пробы, методы и процедуры, условия окружающей среды, квалификация и подготовка персонала, расходные материалы и оборудование, его калибровка. Закрепленный работник начинает повторную процедуру анализа.
  10. Принятые достоверные результаты испытаний заносят в журналы регистрации. Технические данные о каждом испытании должны содержать достаточно информации для проверки правильности обработки результатов, быть доступны и воспроизводимы. Начальник лаборатории оценивает полученные результаты на соответствие их требованиям нормативных документов, выдает заключение, указывающее достигнуты ли установленные показатели качества или параметры процессов, возможные причины брака. Журналы регистрации хранятся в лаборатории в течение трех лет.
  11. Требуемые показатели результатов испытаний и заключения работники лаборатории заносят в банк заявки и передают информацию заинтересованным подразделениям. В случае получения результатов, не соответствующих требованиям нормативной документации, проводятся повторные испытания на удвоенном количестве образцов. Данные испытания являются окончательными, если нет других указаний в нормативной документацией.

Таблица аналитического контроля сырья и получаемой продукции установки депарафинизации № 2 типа 39/7М представлена ниже.[4]

Таблица 13– Аналитический контроль сырья и получаемой продукции

Наименование стадии процесса, места отбора проб

Контролируемый показатель, единицы измерения

Частота и вид контроля

Нормы и технические показатели

Методы испытания и средства контроля

1

2

3

5

6

Рафинат вакуумного газойля

Резервуары

 

Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

 

не выше 2,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

не более  0,002

ГОСТ 1057

Температура вспышки, °С

не ниже 200

ГОСТ 4333

Показатель преломления

не выше 1,4790

ГОСТ 18995.2

Рафинат остаточный Резервуары

 

Цвет, ед.ЦНТ

не выше 6,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

не более  0,002

ГОСТ 4333

Температура вспышки в открыт. тигле, °С

по треб. не реже 1 раза в мес.

не ниже 230

ГОСТ 8852

Коксуемость, %

по треб. не реже 1 раза в мес.

не более  0,4

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

Плотность при 15°С, кг/м3

по наполнению

не более 910,0

ГОСТ 18995.2

Показатель преломления

по наполнению

1,4800¸1,4860

ГОСТ 1057

Рафинат ВД‑1

Резервуары

 

Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

не выше 2,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

по наполнению

не более  0,002

ГОСТ 1057

Температура вспышки в открытом тигле, °С

по требованию,

 не реже 1 раза в мес.

не ниже 180

ГОСТ 4333

Плотность, кг/м3

по наполнению

 

не более 891,0

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

Показатель преломления

1,4700¸1,4760

ГОСТ 18995.2

 

 

 

 

Продолжение таблицы 13

 

 

 

1

2

3

5

6

Рафинат ВД‑2

Резервуары

 

Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

не выше 3,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

по наполнению

не более  0,002

ГОСТ 1057

Температура вспышки в открытом тигле, °С

по требованию,

 не реже 1 раза в мес.

не ниже 200

ГОСТ 4333

Плотность, кг/м3

по наполнению

 

не более 891,0

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

Показатель преломления

1,4710¸1,4800

ГОСТ 18995.2

Рафинат ВД‑3

Резервуары

Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

не выше 4,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

по наполнению

не более  0,002

ГОСТ 1057

Температура вспышки в открытом тигле, °С

по требованию,

 не реже 1 раза в мес.

не ниже 230

ГОСТ 4333

Плотность, кг/м3

по наполнению

по наполнению

не более 891,0

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

Показатель преломления

1,4710¸1,4800

ГОСТ 18995.2

Рафинат ВД‑3 углубленной очистки

Резервуары

Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

не выше 4,5

ГОСТ 20284

Содержание фенола, %

по наполнению

не более  0,002

ГОСТ 1057

Температура вспышки в открытом тигле, °С

по требованию,

 не реже 1 раза в мес.

не ниже 230

ГОСТ 4333

Плотность, кг/м3

по наполнению

 

не более 891,0

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

Показатель преломления

не более 1,4700

ГОСТ 18995.2

Рафинат ВД‑4

Резервуары

1. Цвет, ед.ЦНТ

по требованию

 

не выше 6,5

ГОСТ 20284

2. Содержание фенола, %

не более  0,002

ГОСТ 1057

3. Температура вспышки в открытом тигле, °С

по требованию,

 не реже 1 раза в мес.

 

не ниже 250

ГОСТ 4333

4. Коксуемость, %

не более  0,2

ГОСТ 8852

5. Плотность, кг/м3

по наполнению

 

не более 891,0

ГОСТ 51069,

СТБ ИСО 3675

 

 

 

Продолжение таблицы 13

 

 

 

1

2

3

5

6

 

6. Показатель преломления

 

1,4800¸1,4840

ГОСТ 18995.2

Депарафинированное масло остаточное. Резервуары

 

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в открытом тигле, °С

не ниже 210

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

 

Депарафинированное масло ВД‑1 Резервуары

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33,

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в

открытом тигле, °С

не ниже 180

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

Депарафинированное масло ВД‑2 Резервуары

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33,

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в открытом тигле, °С

не ниже 200

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

Депарафинированное масло ВД‑3 Резервуары

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33,

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в открытом тигле, °С

не ниже 230

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

Депарафинированное масло ВД‑4 Резервуары

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33,

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в открытом тигле, °С

не ниже 230

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

Депарафинированное масло вакуумного газойля.

 Резервуары

1. Вязкость кинематическая, сСт

по наполнению

 

-

ГОСТ 33,

ИСО 3104-94

2. Температура вспышки в открытом тигле, °С

не ниже 200

ГОСТ 4333

3. Температура застывания, °С

не выше (-15)

ГОСТ 20287

           

 

2.3 Описание технологической схемы

2.3.1 Отделение кристаллизации и фильтрации

Сырье - рафинат остаточный и дистиллятный установок селективной очистки масел фенолом поступает в резервуары сырьевой парк установки депарафинизации. Из резервуаров сырьевого парка сырье (рафинат остаточный и дистиллятный) насосами Н‑1,1а,1б из емкости Е‑6, Е‑6а влажный растворитель насосами Н‑2, Н‑2а подается в тройник смешения.

Раствор сырья поступает (при необходимости термообработки) в трубное пространство парового подогревателя Т‑1, где проходит термообработку при температуре 55¸95°С. Из парового подогревателя Т‑1 раствор сырья поступает в водяной холодильник Т‑2, в котором охлаждается до необходимой температуры.

После водяного холодильника Т‑2 смесь сырья с растворителем подается в первую секцию кристаллизатора пульсационного смешения КС-1. В нижние секции кристаллизатора подается фильтрат II-ой ступени. Охлажденный фильтратом I ступени в теплообменнике Т-3 и далее поступает в последующие секции пульсационного кристаллизатора. Перемешивание сырьевого потока в секциях кристаллизатора с потоками хладагента осуществляется импульсами инертного газа.

Парафиновая суспензия, полученная в пульсационном  кристаллизаторе, самотеком поступает в промежуточную емкость Е-80*, откуда насосом Н-18* подается в испарительные скребковые кристаллизаторы КР 1-2, где доохлаждается до требуемой температуры разделения. Далее суспензия поступает в емкость Е-1 и на динамические фильтры непрерывного действия первой ступени ПФ-1.

Полученный фильтрат первой ступени - раствор депарафинированного масла - после утилизации холода в Т-3 направляется в отделение регенерации растворителя в промежуточную емкость Е-2.

В фильтры ПФ-1, ПФ-2 первой и второй ступеней фильтрования фильтра из емкости Е‑5 насосами Н‑3,3а подается сухой холодный растворитель для промывки сгущаемого осадка.

Сухим холодным растворителем также производится репульпация осадка первой ступени разделения. Разбавленный осадок первой ступени поступает в емкостъ Е‑3а,б и насосами Н‑8/1,2 подается в емкость загрузки второй ступени фильтрации Е‑1с. фильтры ПФ-2 второй ступени разделения. Раствор гача (петролатума) II ступени фильтрации поступает в емкостъ Е‑3с, откуда насосами Н‑8/3,4 откачивается на отделение регенерации растворителя из раствора гача.

2.3.2 Отделение регенерации растворителя из раствора фильтрата I ступени

Из емкости Е‑2 фильтрат I ступени насосами H‑4,4а подается в трубное пространство теплообменника Т‑5, где нагревается сухим растворителем, идущим из теплообменника Т‑4. Из теплообменника Т‑4 фильтрат I ступени поступает в трубное пространство теплообменника Т‑11, где нагревается за счет тепла паров растворителя идущего с верха колонны К‑1. После теплообменника Т‑11 фильтрат поступает в межтрубное пространство теплообменника Т‑11а, где нагревается за счет  тепла откачиваемого с установки депарафинированного масла с низа колонны К‑4, которое проходит по трубному пространству теплообменника Т‑11а. Далее фильтрат I ступени после теплообменника Т‑11а поступает в трубное пространство пародистиллятных теплообменников Т‑12, Т‑12а где нагревается за счет паров растворителя, идущих из верха колонны К‑2.

После теплообменников Т‑12, Т‑12а фильтрат нагревается в трубном пространстве парового подогревателя Т‑13,13а за счет  тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, до температуры не выше 130°С и с этой температурой поступает на вторую отбойную тарелку колонны (эвапаратора) К‑1. Колонна К‑1 оснащена двумя отбойными и четырьмя желобчатыми тарелками. Рабочие условия в колонне К‑1: давление до 300 КПа; температура не выше 130°С.

В колонне К‑1 до температуры 130°С происходит отпарка основной массы МЭКа и воды от фильтрата.

Пары растворителя с верха колонны К‑1 по шлемовой трубе поступают в межтрубное пространство теплообменника Т‑11, где отдают тепло фильтрату I ступени, идущему по трубному пространству на загрузку колонны К‑1. После теплообменника Т‑11 пары растворителя поступают в воздушный конденсатор КВО‑17 и межтрубное пространство водяного холодильника  Т‑17а, где окончательно сконденсировавшись и охладившись до необходимой температуры растворитель поступают в емкость сухого растворителя Е‑5.

Полуотпаренный фильтрат I ступени с низа колонны К‑1 насосами Н‑6, Н‑6а подается в трубное пространство паровых подогревателей Т‑14, Т‑14а, где фильтрат I ступени нагревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, до необходимой температуры и с этой температурой поступает на вторую тарелку колонны К‑2 (эвапаратор фильтрата I ступени). Колонна К‑2 оснащена двумя  отбойными и четырьмя желобчатыми тарелками.

В колонне К‑2 при температуре не выше 200°С происходит отгонка растворителя от фильтрата I ступени. Пары растворителя с верха колонны К‑2 по шлемовой линии  поступает в межтрубное пространство теплообменников Т‑12а, а затем в теплообменник Т‑12, где отдает тепло фильтрату I ступени идущему по трубному пространству на загрузку колонны К‑1.

После теплообменников Т‑12,Т‑12а пары растворителя поступают в воздушный холодильник КВО‑18, межтрубное пространство водяного холодильника Т‑18a, окончательно сконденсировавшийся и охлажденный до необходимой температуры поступает в емкость сухого растворителя Е‑5.

Фильтрат I ступени с низа колонны К‑2 за счет перепада давления через трубное пространство парового подогревателя Т‑15, где фильтрат I ступени нагревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, с необходимой температурой поступает в концевой эвапаратор фильтрата К‑3. Колонна К-3 оснащена 2-я отбойными и тремя желобчатыми тарелками.

С верха колонны К‑3 пары растворителя по шлемовой трубе поступают в воздушный холодильник КВО‑19, и в межтрубное пространство водяного холодильника Т‑19а, и окончательно сконденсировавшись и охладившись до необходимой температуры поступают в трубопровод растворителя, идущего из теплообменника Т‑17а в емкость сухого растворителя Е‑5.

Деперафинированное масло с низа колонны К‑3 с содержанием растворителя 2¸5%, за счет перепада давления поступает в трубное пространство парового подогревателя Т‑16, где нагревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, до необходимой температуры поступает на семнадцатую тарелку отпарной колонны фильтрата К‑4. В колонне К‑4 происходит окончательная отпарка растворителя от депарафинированного масла острым паром. В колонне К‑4 имеются 19 тарелок желобчатого типа.

Обводненные пары растворителя с верха  колонны К‑4 по шлемовой трубе, поступают в воздушный холодильник КВО‑20, и в межтрубное пространство водяного холодильника Т‑20а, где окончательно сконденсировавшись и охладившись до необходимой температуры, перекачиваются насосами Н‑13, 13а в емкость обводненного растворителя Е‑7а, а также схемой предусмотрено поступление паров на водяной холодильник Т‑30 и в воздушный холодильник КВО‑33.

Депарафинированное масло с низа колонны К‑4 забирается  насосом Н‑7 через трубное пространство теплообменника Т‑11а, где отдает тепло фильтрату I ступени, идущему по межтрубному пространству теплообменника на загрузку в колонну К‑1, и далее в воздушный холодильник Т‑31, где охлажденное до температуры 120°С поступает в резервуарный парк установки контактной очистки масел.

2.3.2 Отделение регенерации растворителя из раствора гача

Раствор гача или петролатума из  емкостей  Е‑3а, Е‑3б, Е‑3с прокачивается насосами Н‑8(1), Н‑8(2), Н‑8(3), Н‑8(4) через трубное пространство теплообменника Т‑21, где по межтрубному пространству нагревается парами растворителя с верха колонны К‑5, и поступает в трубное пространство теплообменника Т‑22, где по межтрубному пространству нагревается за счет тепла паров растворителя, идущих из верха колонны К‑6, Далее проходя последовательно трубное пространство паровых подогревателей Т‑21а, и Т‑23, где нагревается острым паром, или конденсатом острого пара из Е-27, проходящим по межтрубному пространству, и с температурой не выше 130°С поступает на вторую отбойную тарелку колонны К‑5. Колонна К‑5 оснащена двумя тарелками отбойного и четырьмя тарелками желобчатого типа, В колонне К‑5 происходит отпарка основной массы МЭКа из раствора гача (петролатума), идущего на загрузку колонны К‑5.

С верха колонны К‑5 пары растворителя по шлемовой линии поступают в межтрубное пространство пародистиллятного теплообменника Т‑21, где охлаждаются за счет раствора гача (петролатума), идущего по трубному пространству теплообменника. Из теплообменника Т‑21 растворитель поступает в секции воздушного конденсатора-холодильника КВО‑27, и далее конденсированный и охлажденный в межтрубном пространстве водяного холодильника Т‑27а до необходимой температуры растворитель поступает в емкость влажного растворителя Е‑6. С низа колонны К‑5 полуотпаренный раствор гача (петролатума) насосами Н‑10,10а подается в трубное пространство паровых подогревателей Т‑24, Т‑24а, где нагревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство до необходимой  температуры подается на вторую отбойную тарелку колонны К‑6. В колонне К‑6 происходит отпарка  основной  массы  растворителя из раствора гача (петролатума). 

В колонне К‑6 имеется две тарелки отбойного и четыре желобчатого типа.

С верха колонны К‑6 пары растворителя по шлемовой линии поступают в межтрубное пространство теплообменника Т‑22, где охлаждаются раствором гача (петролатума), идущего по трубному пространству теплообменника и поступающего в колонну К‑5, и далее через воздушный конденсатор КВО‑28, межтрубное пространство водяного холодильника Т‑28а, сконденсированные и охлажденные до необходимой температуры поступают в  емкость Е‑6 или емкость Е‑5.

Сухой растворитель из емкости Е‑5 насосами Н‑3,3а подается в трубное пространство теплообменника Т‑8, где нагревается парами растворителя с верха колонны К‑6, идущими по межтрубному пространству, до необходимой температуры. С низа колонны К‑6 гач (петролатум) за счет перепада давления поступает в трубное пространство парового подогревателя Т‑25, где нагревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, и с необходимой поступает на вторую отбойную тарелку колонны К‑7.

В колонне К‑7 происходит отпарка растворителя. Колонна К‑7 имеет две отбойные и три желобчатые тарелки.

Пары растворителя из верха колонны К‑7 по шлемовой линии через воздушный конденсатор-холодильник КВО‑27, поступают в межтрубное пространство водяного холодильника Т‑27а и далее сконденсировавшись и охладившись до необходимой температуры поступают в емкость влажного  растворителя Е‑6.

C низа колонны К‑7 гач (петролатум) с содержанием растворителя 1‑2% за счет перепада давления, поступает в трубное пространство парового подогревателя Т‑26 где подогревается за счет тепла острого пара, подаваемого в межтрубное пространство, и с необходимой температурой поступает на 17-ую тарелку отпарной колонны К‑8.

В колонне К‑8 происходит окончательная отпарка растворителя от гача (петролатума) острым паром, подаваемым в колонну. В колонне К‑8 имеется 19 тарелок желобчатого типа.

Пары обводненного растворителя с верха колонны К‑8 через воздушный холодильник Т‑29 поступают в трубопровод обводненного растворителя с верха колонны К‑4 в емкость Е‑7а.

C низа колонны К‑8 готовый гач (петролатум) откачивается насосами Н-11,11а в  мазутопровод или парк гача.

2.3.4 Система выделения воды из растворителя

Обводненный растворитель с верха отпарных колонн К - 4, К - 8 и кетоновой колонны К-9 поступает в емкость Е-7а, где подвергается дополнительной регенерации с целью удаления содержащейся в ней  воды. В емкости Е - 7а обводненный  растворитель  отстаивается и разделяется на два слоя: верхний - вода в растворителе (примерно 15% воды и 85% растворителя) и нижний - растворитель в воде (до 15% растворителя и 85% воды).

Верхний слой из емкости Е-7а перетекает в емкость отстоя влажного растворителя Е-7. Верхний слой (растворитель со следами воды до 3%) из емкости Е-7 перетекает в емкость влажного растворителя Е-6.

Отстоявшаяся вода из низа емкостей Е-5,6 так же дренируется в емкость Е-10. Нижний слой из емкости Е-7а (растворитель в воде) забирается насосом Н-13, 13а и подается на семнадцатую тарелку колонны К - 9. В колонне К-9 при подаче острого пара, или пара вторичного вскипания из емкости Е-27 в низ колонны, происходит отпарка растворителя (МЭК) от воды.

Вода с низа колонны К-9 сбрасывается в промышленную канализацию. Пары растворителя (89% МЭК и 11% воды) с верха колонны К-9 по шлемовой трубе поступают в межтрубное пространство водяного холодильника Т-30 откуда, сконденсировавшись и охладившись до необходимой температуры, направляются в емкость Е-7а в верхний слой. При необходимости пары с верха колонны К-9 можно направить на воздушный холодильник КВО-29 или КВО-33.

 


 

2.4 Пуск и остановка установки

Подготовка к пуску, пуск и остановка установки осуществляется под непосредственным контролем начальника установки или заместителя начальника производства.

2.4.1 Подготовка к пуску

Основными операциями и работами при подготовке установки к пуску являются:

  1. Проверка выполнения работ по дефектной ведомости;
  2. Проверка сварки;
  3. Опрессовка всех аппаратов и трубопроводов под рабочим давлением.

Прием воздуха КИП

Воздух КИП на установку из центральной воздушной компрессорной производства №7. О начале приема воздуха сообщить в производство №7, открыть задвижку на общезаводствой эстакаде, подключить воздушный ресивер, заполнить до рабочего давления, проверить наличие влаги открытием дренажа, затем закрыть дренаж, включить фильтры осушки воздуха и регуляторы давления воздуха КИП.

Прием инертного газа

Инертный газ на установку в газгольдер. Для этого необходимо сообщить начальнику смены производства №7 о начале приема, открыть задвижку на установку, включить расходомер, заполнить систему инертным газом. Продувку системы инертным газом вести до содержания кислорода в инертном газе не более 6%.

Прием электроэнергии

Напряжение на установку принимается представителем электроцеха в соответствии с правилами эксплуатации электротехнических установок по заявке начальника установки или старшего оператора.

После приема электроэнергии на установку дежурный электрик по мере необходимости производит подключение агрегатов. Одновременно проверяется аварийное и рабочее освещение всех помещений и аппаратного двора.

Прием пара

Пар на установку принимается по заявке начальника установки или старшего оператора. О начале приема сообщить дежурному по смене, включить расходомер пара, прогреть общий коллектор разводки пара, принять пар по отделениям и насосным. Прогрев трубопроводов и аппаратов вести при открытых дренажах до появления сухого пара из дренажей. Во избежание гидравлических ударов входные задвижки открывать постепенно. После приема пара на отделения включить систему сброса конденсата. После получения положительных анализов конденсата, сброс конденсата в атмосферу закрыть и вывести его, согласовав с производством №7, в конденсатную станцию, или теплоцентр.

Прием воды

Вода на установку принимается по заявке начальника установки или старшего оператора из общезаводской сети  водоснабжения в общий коллектор разводки воды, и затем по отделениям. О начале приема сообщить дежурному по смены производства №7. При приеме воды на аппараты дренажи на выходе воды из аппарата должны быть открыты для контроля за поступлением воды, по заполнению - дренажи закрыть. Во избежание гидроударов открытие задвижек произвести медленно, вытесняя воздух.

Прием растворителя

Перед приемом растворителя включить везде вентиляцию и газоанализаторы типа СТМ.

Растворитель (МЭК и толуол) из реагентного  хозяйства, по требованию заместителя начальника производства масел. Перед приемом растворителя необходимо узнать его качество. При несоответствии качества растворителя требованиям технологического регламента, прием согласовать с руководством производства. При приеме растворителя необходимо собрать схему приема растворителя по установке, направив его в одну из емкостей хранения растворителя. Перед началом приема растворителя замеряется уровень в емкостях хранения растворителя по уровнемеру, установленному в емкости. Согласовать начало приема с товарным оператором реагентного хозяйства; открыть задвижки на установку, на входном коллекторе, наполнить емкости хранения растворителя, по окончании закачки задвижки перекрыть.

Заполнение системы холодильного отделения жидким аммиаком и пуск холодильного отделения.

Жидкий аммиак принимается из общезаводской эстакады по требованию заместителя начальника производства из реагентного хозяйства цеха. Перед приемом аммиака необходимо убедиться о работе вентиляции и включении всех газоанализаторов типа СА.

Первоначальная загрузка системы жидким аммиаком производится после того, как компрессоры опробованы на холостом ходу в течение 24 часов. Вся система должна быть тщательно продута и опресована. Падение давления должно составлять 0,02 МПа в течение первых шести часов, а за остальные 18 часов падения давления не должно быть. Выдержка 24 часа.

Система должна быть проверена на герметичность . При создании вакуума воздух с выкида компрессора сбрасывается на свечу в атмосферу. После того как система взята под вакуум, проверена на герметичность, приступают к приему жидкого аммиака на установку.

Пускают аммиачный компрессор в соответствии с инструкцией по пуску. Сжиженный аммиак после конденсаторов направляют в рабочие ресиверы.

Вновь заполненные рабочие ресиверы выдавливают в испарительную систему и начинают подачу жидкого аммиака в аккумуляторы кристаллизаторов и отсос паров на прием компрессоров. При этом необходимо отрегулировать давление паров аммиака, т.к. бурное испарение аммиака в этих аппаратах может привести к забросу жидкости на компрессор.

Охлаждение смеси продукта с растворителем в кристаллизаторах производится до расчетных температур (‑18) ¸ (-25)°С Одновременно налаживают циркуляцию в холодильниках Т‑4,5 для охлаждения растворителя, идущего на ступенчатое разбавление и на холодную промывку.

В процессе циркуляции и охлаждения проверяют работу аммиачных компрессоров и другого холодильного оборудования, а также налаживают работу контрольно-измерительных приборов.

Во избежание выбросов жидкого аммиака необходимо следить за температурным режимом в испарителях, немедленно докладывать старшему оператору об отклонениях от норм. После набора уровней жидкого аммиака в аккумуляторах, и создания необходимого для работы запаса жидкого аммиака прекращают прием аммиака, о чем сообщают на реагентное хозяйство. Закрывают вентили на подаче жидкого аммиака на установку, после этого налаживается необходимый температурный режим согласно технологической карте.

При приеме аммиака необходимо следить за тем, чтобы не было переполнения испарительной системы жидким аммиаком, что может привести к забросам на компрессоры и нарушению температурного режима холодильного отделения.

Прием сырья

Сырье - рафинаты фенольной очистки масел - поступает  по межцеховым коммуникациям и накапливается в резервуарах сырьевого парка, откуда при наличии анализа, удостоверяющего качество рафината, по согласованию с товарным оператором направляется на установку.

2.4.2. Основные положения пуска установки

Включить в работу все регулирующие и указывающие приборы КИПиА. Включить и проверить работоспособность системы блокировок и сигнализации, вентиляции.

Сделать направление сырья:

Включить в работу Н‑2 и Н‑1 на минимальной производительности и производить закачку растворителя и сырья в Е‑1. При наполнении емкости Е‑1 до 30% остановить насосы Н‑1 Н‑2, т.е. прекратить закачку в Е‑1.

Перевести смесь сырья на циркуляцию насосом Н‑1 или Н‑1а и включить в работу кристаллизатор смешения. Убедившись, что пропусков  и других дефектов не обнаружено, можно приступить к охлаждению смеси сырья. Во время охлаждения смеси сырья приступить к подготовке фильтровального отделения к пуску.

Наладить циркуляцию инертного газа.

Наладить холодную циркуляцию в отделениях регенерации растворителя из раствора гача (петролатума), фильтрата I ступени.

Также предусмотрена циркуляция помимо К‑1 и К‑2.

Проверить направление паров растворителя из колонн К‑1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 в Е‑5, 6, 6а, 7, 7а. Перекрыть все дренажи и воздушники из вышеперечисленных аппаратов и оборудования и отглушить.

Открыть воду на конденсаторы Т‑17а, 18а, 19а, 27а, 28а, 30, подачу воды регулировать выходной задвижкой из холодильников во избежание потерь растворителя.

Наладить холодную циркуляцию по отделениям регенерации, устранить все выявленные утечки, отладить работу приборов КИПиА.

Наладить горячую циркуляцию отделений регенерации с подачей растворителя от насоса Н‑3, 3а, для чего открыть пар на регенерацию. Сделать направление пара и выхода конденсата из пароподогревателей.

Конденсат с установки выводится в конденсатную станцию после получения положительных анализов конденсата.

Наладить подачу растворителя.

Аккуратно увеличивая подачу пара в подогреватели Т‑13, 13а, 14, 14а, 15, 16, 23, 24, 24а, 25, 26, наладить горячую циркуляцию, сначала до температуры 100°С, выпарить всю воду и стабилизировать работу насосов при постоянной подаче растворителя.

При появлении избытка продукта в колоннах откачивать его в мазут, предварительно согласовав с диспетчером завода и дав пар в концевые колонны К‑4 и К‑8.

При появлении воды в Е‑5, 6 воду сдренировать в Е‑10 и откачать ее насосами Н‑14 или Н‑17 в Е‑7а, после чего включить в работу К‑9. Температуру низа К‑9 держать 100¸115° С, воду с низа К‑9 через регулятор уровня сбросить в канализацию.

При охлаждении смеси сырья до температуры фильтрации приступить  к пуску фильтровального отделения. Включить в работу динамические пульсационные фильтры непрерывного действия. Начать фильтрацию.

При достижении температуры в К‑4 и К‑8 120°С дать пар в К‑4 и К‑8 через регуляторы расхода. После подачи пара в К‑4 и К‑8 при температуре не ниже 140°С дать депарафинированное масло и гач или петролатум на анализ. Сообщить товарному оператору, чтобы приготовил схему по откачке с установки масла и гача.

После получения нормального анализа депарафинированное масло и гач вывести с установки.

После вывода с установки масла и гача и при нормальной работе всего оборудования можно приступить к повышению производительности и также по необходимости включить, вторую.

Фильтрат из пульсационных фильтров II ступеней направить в Е‑2с, а оттуда в кристаллизаторы на разбавление, или в Е‑2.

При необходимости, вместо острого пара в К-4,8,9 подается пар вторичного вскипания из Е-27.

2.4.3. Остановка установки на ремонт

Нормальная остановка, обычно, производится перед планово - предупредительным ремонтом установки. При этом аппаратура установки может быть освобождена от продукта полностью или частично. Нормальная остановка установки производится в следующем порядке.

Останавливается сырьевой насос Н‑1 и прокачиваются депарафинированным маслом линии приема и выкида. При подаче влажного растворителя от Н‑2 производится промывка кристаллизаторов до исчезновения лепешки на фильтрах. Затем  останавливается подача сырья на фильтры и производится их горячая промывка. Набирается 30‑40% уровня в Е‑1 и останавливается насос Н‑2. Кристаллизаторное отделение переводится на циркуляцию по схеме:

Прекращается подача растворителя на промывку фильтров, и после горячей промывки, останавливаются пульсационные фильтры.

Остановка холодильного отделения.

Аналогично остановке масляной секции останавливают и гачевую. При падении температуры верха К‑5,6,7,8 и давления в К‑6 закрывают подачу пара в К‑8, останавливают насосы  Н‑10а,10 и Н‑11. Производят продувку паром приемных и выкидных трубопроводов от насосов к колоннам и перетоки из колонн. Приемные задвижки у колонн после продувки закрывают.

Оставшийся растворитель в емкости Е‑7а регенерирует через кетоновую колонну К‑9 до полной переработки  водяного слоя в Е‑7а, после чего останавливают Н‑13, закрывают подачу пара в К‑9.

2.4.4. Особенности пуска и остановки установки в зимнее время

Во избежание замерзания трубопроводов, по которым прокачиваются вязкие и застывающие нефтепродукты (рафинат, гач) их необходимо после прокачки промыть маловязким не застывающим нефтепродуктом или продуть инертным газом.

Проверяется вся система паротушения.

Проверяется система отопления и обогрева трубопроводов и приборов КИПиА.

 При налаживании холодной и горячей циркуляции тщательно проверяется правильность показаний контрольно-измерительных приборов и соответствие показаний вторичных приборов и технических манометров, установленных на аппаратах, нормальная работа обогрева контрольно-измерительных приборов.

В период остановки установки принимаются все меры к освобождению аппаратов и трубопроводов от воды и обводненного нефтепродукта путем продувки инертным газом.

Аппараты, трубопроводы и парки в которых находятся высокозастывающие нефтепродукты (рафинат, гач) прокачиваются легким продуктом (депарафинироанное масло), или продуваются паром.

Через холодильники и конденсаторы, которые не подвергаются ремонту, продолжается циркуляция воды. При этом необходимо убедиться в герметичности трубных пучков в этих аппаратах и при необходимости принять меры по исключению попадания воды в систему.

Аппараты, холодильники и трубопроводы, конденсаторы, подлежащие ремонту, должны быть тщательно сдренированы и отглушены перед пропаркой. После пропарки и промывки необходимо немедленно освободить их от конденсата пара и продуть воздухом или инертным газом через разболченные фланцы или вывернутые пробки. Фланцы и пробки должны открываться в самых низких точках во избежание скапливания конденсата пара или в аппаратах и трубопроводах.

Тщательно следить за всеми системами водяного и парового обогрева. Все окна и двери в помещениях должны быть закрыты.

Ответственность за нормальное состояние оборудования во время ремонта в зимних условиях должна быть возложена на опытных дежурных операторов, хорошо знающих всю систему отопления, водяную обвязку, паропроводы, конденсатную систему, систему пароспутников и другие системы, где возможно замораживание.[4]

 

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет пульсационного кристаллизатора смешения

Проведем тепловой и гидравлический расчет пульсационного кристаллизатора смешения.

Тепловой расчет пульсационного кристаллизатора смешения сводится к определению температуры суспензии в каждой секции. Предварительно задаем, на основании литературных данных, температурный профиль и скорости охлаждения сырьевого потока, расход сырья и хладагента, а так же их начальную температуру.

Принципиальная схема материальных потоков  пульсационного кристаллизатора смешения представлена на рисунке 12 [13].

Рисунок 12 – Схема материальных потоков  пульсационного кристаллизатора пульсационного смешения процесса депарафинизации.

где 1 – сырье, 2 – влажный растворитель, 3 – фильтрат II ступени, 4 – сухой охлажденный растворитель, 5 – полученная суспензия.

Материальный баланс пульсационного кристаллизатора составляем с учетом следующих данных. Принимаем на основании литературных данных[13], кратность фильтрата 2-ойступени к сырью 200%, кратность сухого растворителя к сырью – 250%. Таким образом, материальный баланс кристаллизатора пульсационного смешения представлен в таблице 14.

Таблица 14 – Материальный баланс  пульсационного кристаллизатора смешения

Наименование

% на сырье

тонн/час

Приход

Остаточный рафинат

100

14,2

Фильтрат 2-ой ступени

200

28,4

Сухой растворитель

250

35,5

Итого

570

78,10

Расход

Суспензия

570

78,10

Итого

570

78,10

На основании данных работы опытно-промышленного пульсационного кристаллизатора смешения, используемого в процессе получения парафиновых суспензий на секции депарафинизации масляного производства КМ-2 ОАО «Славнефть – Ярославнефтеоргсинтез», при переработке остаточного рафината смеси западносибирских нефтей. Количество секций – 16 шт. принимаем температуру сырья , температуру влажного растворителя , температура фильтрата 2-ой ступени - , температура сухого растворителя - ,

Расчет температуры суспензии на каждой секции кристаллизатора смешения проводим по программе «ORDEP»[18]. Растворитель подается в каждую последующую секцию кристаллизатора с большим расходом. Посекционный расход растворителя принимаем на основании данных работы опытно-промышленного пульсационного кристаллизатора смешения, используемого в процессе получения парафиновых суспензий на секции депарафинизации масляного производства КМ-2 ОАО «Славнефть – Ярославнефтеоргсинтез», при переработке остаточного рафината смеси западносибирских нефтей. Количество секций – 16 шт. Окно ввода исходных данных для расчета пульсационного кристаллизатора смешения представлено в табличной форме 15.

Таблица 15– Исходные данные для расчета пульсационного кристаллизатора смешения

Наименование

Величина

1

2

Расход рафината-сырья , кг/ч                    

14200

Число потоков растворителя         

16

Температура ввода сырья в кристаллизатор, К

343

Температура н.к. сырья, К             

763

Температура к.к. сырья, К                                      

823

Относительная плотность сырья при 288K

0,898

Содержание МЭК в растворителе, % об.

60

Скорость охлаждения суспензии, град/ч

 

в секциях 1-4                                   

40

в секциях 5-8                                        

50

в секциях 9-12                                        

120

в секциях 13-16                                     

150

Диаметр кристаллизатора, м

2,0

Температура фильтрования, К

252

Выход деп. масла, % масс.

87

Содержание масла в гаче, % масс.

3

Температура 1÷9-го потоков растворителя, К

278

Температура 10÷6-го потоков растворителя, К

243

Расход 1-го потока растворителя, кг/ч

1420

Расход 2-го потока растворителя, кг/ч

1420

Расход 3-го потока растворителя, кг/ч

1775

Расход 4-го потока растворителя, кг/ч

2130

Расход 5-го потока растворителя, кг/ч

2485

Расход 6-го потока растворителя, кг/ч

2840

Расход 7-го потока растворителя, кг/ч

3905

Расход 8-го потока растворителя, кг/ч

5325

Расход 9-го потока растворителя, кг/ч

7100

Расход 10-го потока растворителя, кг/ч

3195

Расход 11-го потока растворителя, кг/ч

3550

Расход 12-го потока растворителя, кг/ч

3905

Расход 13-го потока растворителя, кг/ч

4615

Расход 14-го потока растворителя, кг/ч

5680

Расход 15-го потока растворителя, кг/ч

6745

Расход 16-го потока растворителя, кг/ч

7810

Результаты технологического расчета температуры суспензии в каждой секции пульсационного кристаллизатора смешения приведены в таблице 16.

Таблица 16 – Результаты расчета температуры суспензии в каждой секции пульсационного кристаллизатора смешения

№ потока

Расчетная температура, К

Температура, °С

1

339,29

66,29

2

334,55

61,55

3

329,58

56,58

4

324,68

51,68

5

320,06

47,06

6

315,83

42,83

7

311,26

38,26

8

306,60

33,6

9

296,76

23,76

10

293,33

20,33

11

290,01

17,01

12

286,86

13,86

13

283,66

10,66

14

280,33

7,33

15

277,05

4,05

16

273,94

0,94

 

На основании материального баланса пульсационного кристаллизатора смешения и рассчитанных температур, проведем тепловой расчет пульсационного кристаллизатора смешения.

Схема i-ой секции пульсационного кристаллизатора с обозначение потоков представлена на рисунке 12 [13].

 

Рисунок 12 – Схема i-ой секции пульсационного кристаллизатора смешения.

Тепловой баланс учитывает все тепло вносимое в кристаллизатор и выносимое из него. Согласно закону сохранения энергии[19], можно записать (без учета потерь тепла в окружающую среду):

.                                            (27)

где суммарное тепло, вводимое в кристаллизатор.

      суммарное тепло, выводимое из кристаллизатора.

Для расчета теплового баланса нам необходимо определить следующие данные:

Энтальпия жидких нефтепродуктов при температуре Т определим по формуле [18]:

где  – относительная плотность сырья;

  - коэффициент для расчета энтальпии нефтепродуктов в зависимости от температуры, кДж/кг.

Кристаллизатор разбиваем на 16 секций, далее проводим тепловой расчет по секциям.

Секция 1.1.

Приход:

1)          С сырьем в жидком состоянии при t=70 °С в кристаллизатор приходит тепло, количество которого определим по формуле 29:

где  массовый расход сырья, кг/ч

      энтальпия жидкости соответственно при t=70 °С, кДж/кг.

 

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 70 °С по [22, с. 114] а -126,78 кДж/кг.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени, что фильтрат 2-ой ступени фильтрования содержит 6% масла согласно [13], энтальпии чистых веществ определяем в зависимости от температуры (5°С) по [19].

Расход фильтрата 2-ой ступени в первую секцию снизу, согласно таблице 15 равен 1420 кг/ч.

Энтальпию чистых компонентов при температуре 5°С определим по [20].

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 5°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 5°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 5°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

Таким образом, энтальпия фильтрата 2-ой ступени при 5°С

Расход:

1) Количество тепла уходящего с суспензией с секции при температуре t =66,29°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 66,29°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла  с фильтратом 2-ой ступени при t=66,29 °С

Энтальпию чистых компонентов при температуре 66,29°С определим по [20].

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 66,29°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 66,29°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты расчетов сведены в таблице 17.

Таблица 17- Тепловой баланс секции 1.1.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье:

2. Фильтрат

70

5

14200

1420

527,68

3,75

ИТОГО:

15620

531,43

РАСХОД

1.Сырье:

3. Фильтрат

66,29

66,29

14200

1420

500,08

53,01

ИТОГО

15620

553,09

Секция 1.2.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с суспензией с секции 1 при температуре t =66,29°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=66,29 °С

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С) так , как расход растворителя на 2-ую ступень с низа не изменился, то:

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =61,55°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 61,55°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=61,55 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 61,55°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 61,55°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты расчетов сведены в таблице 18.

Таблица 18- Тепловой баланс секции 1.2.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье (1.1)

2. Фильтрат (1.1)

3. Фильтрат

66,29

66,29

5

14200

1420

1420

500,08

53,01

3,85

ИТОГО:

17040

556,21

РАСХОД

1.Сырье(1.2)

3. Фильтрат (1.2)

61,55

61,55

14200

2840

459,84

98,12

ИТОГО

17040

557,96

Секция 1.3.

Приход:

1). Количество тепла приходящего с секции 1.2 при температуре t =61,55°С.

2). Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=61,55 °С

3). Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =56,58°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 56,58°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=56,58 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 56,58°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 56,58°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 19.

Таблица 19- Тепловой баланс секции 1.3.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье (1.2)

2. Фильтрат (1.2)

3. Фильтрат

61,29

61,29

5

14200

2840

1775

459,84

98,12

4,81

ИТОГО:

18815

562,77

РАСХОД

1.Сырье(1.3)

3. Фильтрат (1.3)

56,58

56,58

14200

4615

420,36

146,12

ИТОГО

18815

566,48

 

 

Секция 1.4.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.3 при температуре t =56,58°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=56,58 °С

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =51,68°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 51,68°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=51,68 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 51,68°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 51,68°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 20.

Таблица 20- Тепловой баланс секции 1.4.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье (1.3)

2. Фильтрат (1.3)

3. Фильтрат

56,58

56,58

5

14200

4615

2130

420,36

146,12

5,77

ИТОГО:

20945

572,25

РАСХОД

1.Сырье(1.4)

3. Фильтрат (1.4)

51,68

51,68

14200

6745

382,18

194,48

ИТОГО

20945

576,66

Секция 1.5.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.4 при температуре t =51,68°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=51,68 °С

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции 5 при температуре t =47,06°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 47,06°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2)    Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=47,06 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 47,06°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 47,06°С

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 21.

Таблица 21- Тепловой баланс секции 1.5.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.4)

2. Фильтрат (1.4)

3. Фильтрат  

51,68

51,68

5

14200

6745

2485

382,18

194,48

6,73

ИТОГО:

23430

583,39

РАСХОД

1.Сырье(1.5)

2. Фильтрат (1.5)

47,06

47,06

14200

9230

346,72

241,54

ИТОГО

23430

588,26

Секция 1.6.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.5 при температуре t =47,06°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=47,06 °С

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =42,83°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 42,83°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2)          Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=42,83 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 42,83°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 42,83°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 22.

Таблица 22- Тепловой баланс секции 1.6.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.5)

2. Фильтрат (1.5)

3. Фильтрат  

47,06

47,06

5

14200

9230

2840

346,72

241,54

7,69

ИТОГО:

26270

595,95

РАСХОД

1.Сырье(1.6)

2. Фильтрат (1.6)

42,83

42,83

14200

12070

313,78

286,39

ИТОГО

26270

600,17

Секция 1.7.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.6 при температуре t =42,83°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=42,83 °С.

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =38,26°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 38,26°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=38,26 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 38,26С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 38,26°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 23.

 

 

Таблица 23- Тепловой баланс секции 1.7.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.6)

2. Фильтрат (1.6)

3. Фильтрат  

42,83

42,83

5

14200

12070

3905

313,78

286,39

10,58

ИТОГО:

30175

610,75

РАСХОД

1.Сырье(1.7)

2. Фильтрат (1.7)

38,26

38,26

14200

15975

279,6

336,45

ИТОГО

30175

616,05

Секция 1.8.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.7 при температуре t =38,26°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=38,26 °С

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =33,6°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 33,6°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=33,6 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 33,6С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 33,6°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 24.

Таблица 24- Тепловой баланс секции 1.8.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.7)

2. Фильтрат (1.7)

3. Фильтрат  

38,26

38,26

5

14200

15975

5325

279,6

336,45

14,42

ИТОГО:

35500

630,47

РАСХОД

1.Сырье(1.8)

2. Фильтрат (1.8)

33,6

33,6

14200

21300

244,20

389,61

ИТОГО

35500

633,81

Секция 1.9.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.8 при температуре t =33,6°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=33,6 °С.

3) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени температуры (5°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =23,76°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 23,76°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=23,76 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 23,76С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 23,76°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Результаты сведены в таблице 25.

Таблица 25- Тепловой баланс секции 1.9.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.8)

2. Фильтрат (1.8)

3. Фильтрат  

33,6

33,6

5

14200

21300

7100

244,20

389,61

19,23

ИТОГО:

42600

653,04

РАСХОД

1.Сырье(1.9)

2. Фильтрат (1.9)

23,76

23,76

14200

28400

171,35

365,87

ИТОГО

42600

537,22

Секция 1.10.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.9 при температуре t =23,73°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=23,8 °С

3) Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Сухой растворитель состоит на 60% из МЭКа и 40% из толуола.

Энтальпию чистых компонентов при температуре -30°С определим по [20].

Для толуола:

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для МЭК:

Переведем единицы измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Таким образом, энтальпия сухого растворителя при -30°С

 

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =20,33°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 20,33°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=20,33 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 20,33С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 20,33°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

 

3) Расход тепла с растворителем при t=20,33 °С

Результаты сведены в таблице 26.

Таблица 26- Тепловой баланс секции 1.10.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.9)

2. Фильтрат (1.9)

3. Растворитель

23,73

23,73

-30

14200

28400

3195

171,35

366,36

-50,82

ИТОГО:

45795

486,89

РАСХОД

1.Сырье(1.10)

2. Фильтрат (1.10)

3. Растворитель (1.10)

20,33

20,33

20,33

14200

28400

3195

145,79

316,11

35,56

ИТОГО

45795

497,46

Секция 1.11.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.10 при температуре t =20,33°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=20,33°С.

3) Приход тепла с растворителем при t=20,33 °С.

4). Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =17,01°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 17,01°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=17,01 °С

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 17,01С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре17,01°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3)    Расход тепла с растворителем при t=17,01 °С

Результаты сведены в таблице 27.

Таблица 27- Тепловой баланс секции 1.11.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.10)

2. Фильтрат (1.10)

3. Растворитель (1.10)

4. Растворитель

20,33

20,33

20,33

-30

14200

28400

3195

3550

145,79

316,11

35,56

-56,47

ИТОГО:

49345

440,99

РАСХОД

1.Сырье(1.11)

2. Фильтрат (1.11)

3. Растворитель (1.11)

17,01

17,01

17,01

14200

28400

6745

121,61

263,09

62,79

ИТОГО

49345

447,49

Секция 1.12.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.11 при температуре t =17,01°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=17,01°С

3). Приход тепла с растворителем при t=17,01 °С

4). Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =13,89°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 13,89°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=13,89 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 13,89С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре13,89°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3) Расход тепла с растворителем при t=13,89 °С.

Результаты сведены в таблице 28.

Таблица 28- Тепловой баланс секции 1.12.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.11)

2. Фильтрат (1.11)

3. Растворитель (1.11)

4. Растворитель

17,01

17,01

17,01

-30

14200

28400

6745

3905

121,61

263,09

62,79

-62,11

ИТОГО:

53250

385,38

РАСХОД

1.Сырье(1.12)

2. Фильтрат (1.12)

3. Растворитель (1.12)

13,89

13,89

13,89

14200

28400

10650

99,16

208,50

78,46

ИТОГО

53250

386,12

Секция 1.13.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.12 при температуре t =13,89°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=13,89°С.

3) Приход тепла с растворителем при t=13,89 °С.

4) Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =10,66°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 10,66°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=10,66 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 10,66С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре10,66°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3) Расход тепла с растворителем при t=10,66 °С.

Результаты сведены в таблице 29.

Таблица 29- Тепловой баланс секции 1.13.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.12)

2. Фильтрат (1.12)

3. Растворитель (1.12)

4. Растворитель

13,89

13,89

13,89

-30

14200

28400

10650

4615

99,16

208,50

78,46

-73,40

ИТОГО:

57865

312,72

РАСХОД

1.Сырье(1.13)

2. Фильтрат (1.13)

3. Растворитель (1.13)

10,66

10,66

10,66

14200

28400

15265

70,01

164,52

88,88

ИТОГО

57865

323,41

Секция 1.14.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.13 при температуре t =10,66°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=10,66°С.

3) Приход тепла с растворителем при t=10,66 °С.

4) Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =7,33°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 7,33°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

 

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=7,33 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 7,33С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 7,33°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3) Расход тепла с растворителем при t=7,33 °С.

Результаты сведены в таблице 30.

Таблица 30- Тепловой баланс секции 1.14.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.13)

2. Фильтрат (1.13)

3. Растворитель (1.13)

4. Растворитель

10,66

10,66

10,66

-30

14200

28400

15265

5680

70,01

164,52

88,88

-90,34

ИТОГО:

63545

233,07

РАСХОД

1.Сырье(1.14)

2. Фильтрат (1.14)

3. Растворитель (1.14)

7,33

7,33

7,33

14200

28400

20945

51,79

112,65

83,55

ИТОГО

63545

247,99

Секция 1.15.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции при температуре t =7,33°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=7,33°С

3) Приход тепла с растворителем при t=7,33 °С

4) Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =4,05°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 4,05°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=4,05 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 4,05С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 4,05°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3) Расход тепла с растворителем при t=4,05 °С.

Результаты сведены в таблице 31.

Таблица 31- Тепловой баланс секции 1.15.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.14)

2. Фильтрат (1.14)

3. Растворитель (1.14)

4. Растворитель

7,33

7,33

7,33

-30

14200

28400

20945

6745

51,79

112,65

83,85

-107,28

ИТОГО:

70290

141,01

РАСХОД

1.Сырье(1.15)

2. Фильтрат (1.15)

3. Растворитель (1.15)

4,05

4,05

4,05

14200

28400

27690

28,76

62,40

61,15

ИТОГО

70290

152,31

Секция 1.16.

Приход:

1) Количество тепла приходящего с секции 1.15 при температуре t =4,05°С.

2) Приход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=4,05°С.

3) Приход тепла с растворителем при t=4,05 °С.

4) Приход тепла с сухим растворителем температуры (-30°С)

Расход:

1) Количество тепла уходящего с секции при температуре t =0,94°С.

Значение коэффициента а для остаточного рафината при температуре 0,94°С по [22, с. 114] методом интерполяции.

2) Расход тепла с фильтратом 2-ой ступени при t=0,94 °С.

Для МЭК:

Методом интерполяции определим значении для МЭК при температуре 0,94С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

Для толуола:

Методом интерполяции определим значении для толуола при температуре 0,94°С.

Переведем единицы  измерения ккал/кг в кДж/кг, умножив на  4,1868 кДж

3) Расход тепла с растворителем при t=0,94 °С.

Результаты сведены в таблице 32

Таблица 32- Тепловой баланс секции 1.16.

Продукт

t, 0С

G, кг/ч

Q, кВт

ПРИХОД

1.Сырье(1.15)

2. Фильтрат (1.15)

3. Растворитель (1.15)

4. Растворитель

4,05

4,05

4,05

-30

14200

28400

27690

7810

28,76

62,40

61,15

-124,22

ИТОГО:

78100

28,09

РАСХОД

1.Сырье(1.16)

2. Фильтрат (1.16)

3. Растворитель (1.16)

0,94

0,94

0,94

14200

28400

35500

6,67

14,51

18,24

ИТОГО

78100

39,42

Таким образом, общая разность прихода и расхода теплоты в кристаллизаторе равна.

      

Результаты расчета показывают дефицит тепла в кристаллизаторе, поэтому необходимо ввести дополнительное тепло в кристаллизатор, источником дополнительного тепла послужит поток влажного растворителя с температурой 60°С. Далее необходимо найти расход влажного растворителя. Влажный растворитель содержит до 3% процентов воды[4].

Расход влажного растворителя определим по формуле [18]:

 - энтальпия воды при температуре 60°С, определим по [21 с.537] – 251 кДж/кг.

Для толуола энтальпия при температуре 60°С, определим по [20 с.71] -24,3 ккал/кг – 101,74 кДж/кг

Для МЭК энтальпия при температуре 60°С, определим по [20 с.211] -32,2 ккал/кг – 134,82 кДж/кг

Следует иметь ввиду, что проведенный тепловой расчет не учитывает обратное движение потока при пульсации в аппарате.

Диаметр кристаллизатора (принятый при расчете) равен 2м.

Результаты расчета программы ORDEP высоты каждой секции кристаллизатора представлены в таблице 33.

Таблица 33 – Расчет высоты секций кристаллизатора

Номер секции

Высота

Номер секции

Высота

1.1

0,54

1.9

0,58

1.2

0,75

1.10

0,54

1.3

0,87

1.11

0,56

1.4

0,95

1.12

0,58

1.5

0,80

1.13

0,51

1.6

0,83

1.14

0,58

1.7

1,02

1.15

0,64

1.8

1,22

1.16

0,67

Принимаем высоту секций 1.1 – 1.16 равную 1,3 м,

Таким образом, общая высота секций кристаллизатора равна -20,8 м.

3.2. Расчёт сырьевого насоса

Модернизация установки предполагает ввод насоса предназначенного для перекачки суспензии из кристаллизатора смешения через буферную емкость в аммиачные кристаллизаторы.

Принимаем, что суспензия подается в насос с температурой выхода из пульсационного кристаллизатора смешения принимаем температуру суспензии на входе в насос равную 0,94°С.

Геометрическая высота подъема смеси - 2 м. На линии нагнетания, длину которой примем () установлено 4 отводов под углом 90ºС, 1 задвижки. На линии всасывания () установлено, 1 отвода под углом 110°, обратный клапан.

Выбираем насос (по напору и мощности).

Определим диаметр трубопровода, приняв скорость смеси во всасывающий и нагнетательной линиях одинаковой и равной 1,5 м/с.

где   - объемный расход жидкости, м3/ч.

        - скорость в трубе.                                        

Плотность аддитивная величина и для суспензии при температуре 0,94ºС составляет:

Определим плотность для каждого компонента смеси при температуре 0,94:

Для масла

где  – относительная плотность при температуре 20°С,

 – средняя температурная поправка относительной плотности на 0,94 ºС.

Относительная плотность для масла при температуре 20°С определим по формуле:

 определим по [22 с.106]

Для толуола определим по [20 с.69] методом интерполяции:

Для МЭК определим по [20 с.209] методом интерполяции:

Для воды определим по [21 с.537] и равна 1.

Таким образом:

Плотность фильтрата 2-ой ступени с учетом содержания 6% масла равна:

Плотность влажного растворителя с учетом содержания 3% воды равна:

Плотность сухого растворителя равна:

Таким образом, определим плотность суспензии при температуре 0,94 °С.

где

Объемный расход смеси определим по формуле:

Таким образом, диаметр трубопровода равен:

Выбираем стальную трубу с внутренним диаметром 150 мм.

Определим фактическую скорость среды в трубе по формуле 31:

Рассчитываем потери на трение и местные сопротивления по формуле.

Определим критерий Рейнольдса по формуле:

где ρ – плотность текучей среды;

       – модуль характерной скорости среды;

      d – внутренний диаметр трубопровода;

       – динамическая вязкость среды, Па·с

Динамическую вязкость при температуре 0,94 °С определим для каждого компонента смеси:

Для МЭК определим по [20 с.211] методом интерполяции:

Для толуола определим по [20 с.71] методом интерполяции:

Для воды определим по [20 с.537]:

Для масла определим по номограмме [22, с112] исходя из известного значения кинематической вязкости при 100°С -17,2 мм2/с, при 0,94°С -26·105 мм2/с=2,6 Па·с.

Вязкость величина не аддитивная определим по программе PRO/ II

Принимаем среднее значение абсолютной шероховатости стенок труб  [18]

λ – коэффициент трения, определим по формуле:

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений:

На всасывающей линии:

  1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ξ1=0,5[18];
  2. Отвод: А=1,13, В=0,15, таким образом, ξ2 =1,130,15=0,17;
  3. Для обратного клапана ξ3 =7,0.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

Потерянный напор во всасывающей линии определим по формуле:

где   - коэффициент трения;

         –длинна трубопровода;

 - эквивалентный диаметр трубопровода;

        - ускорение свободного падения.

Для нагнетательной линии:

  1. Выход из трубы ξ1=1[18];
  2. Отводы: А=1,0, В=0,15, таким образом ξ2 =10,15=0,15;
  3. Для задвижки ξ3 =0,25;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетающей  линии:

Потерянный напор в нагнетающей линии определим по формуле:

Рассчитываем полный напор, развиваемый насосом:

где  и  - давление в аппарате из которого перекачивается жидкость и давление в аппарате в который перекачивается жидкость соответственно, Па. Согласно данным работы опытно-промышленного пульсационного кристаллизатора смешения, используемого в процессе получения парафиновых суспензий на секции депарафинизации масляного производства КМ-2 ОАО «Славнефть – Ярославнефтеоргсинтез». P1 – 80000 Па, Р2 -60000 Па

 – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;

 - геометрическая высота подъема жидкости, м;

 - суммарные потери на всасывающей и нагнетальной линиях.

Полезная мощность насоса определим по формуле 38:

  (41)

КПД насосной установки – КПД двиг., КПД перед., КПД насоса.

Принимаем КПД насосной установки -0,72

Тогда мощность, потребляемая двигателем насоса:

Насос марки ТХ 125-80-315, центробежный горизонтальный консольный одноступенчатый с электрическим приводом, размещаемым на одной раме, предназначенные для перекачки химически активных и нейтральных жидкостей плотностью не более 1850 кг/м3, Допускаемое содержание твердых включений в перекачиваемой жидкости - с объемной концентрацией не более 15%. Характеристики выбранного насоса представлены в таблице 34

Таблица 34 – Технические характеристики насоса ТХ-125-80-315

Тип

Подача, м3

Напор, м

Частота вращения, с-1 (об/мин)

ТХ 125-80-315

125

32

24(1420)

 


 

3.3 Расчет аммиачного испарительного кристаллизатора

Температура раствора на входе в аммиачные кристаллизаторы принимается равной температуре сырья на выходе из кристаллизатора смешения 0,94ºС. Температура суспензии на выходе из аммиачных кристаллизаторов принимается -26ºС..

Количество раствора сырья, поступающего в кристаллизаторы:

Количество депарафинированного масла:

Количество растворителя в растворе деп. масла:

Количество гача (плюс потери):

Количество твердых углеводородов в гаче:

На основании данных работы опытно-промышленного пульсационного кристаллизатора смешения, используемого в процессе получения парафиновых суспензий на секции депарафинизации масляного производства КМ-2 ОАО «Славнефть – Ярославнефтеоргсинтез», что в кристаллизаторе смешения кристаллизуется 60% твердых углеводородов:

Количество твердых углеводородов, которые кристаллизуются в кристаллизаторе смешения:

Определим количество тепла, отдаваемого аммиаку при охлаждении сырьевого раствора от температуры 0,94 ºС до -26ºС, с учетом теплоты кристаллизации парафинов по формуле 40.

где - – количество тепла выделяющегося при испарении аммиака.

Энтальпия сырьевого раствора при соответствующих температурах находится по уравнению:

где   – содержание рафината, сухого растворителя, влажного растворителя, фильтрата I ступени в сырьевом растворе, % масс.

 – их энтальпии при соответствующей температуре, кДж/кг.

Так как массовый расход влажного растворителя незначительный, то им можно пренебречь.

Таким образом энтальпия сырьевого раствора при температуре 0.94°С возьмём из расчета секции 1,16. и при температуре - 26°С, равны соответственно:

 

Для масла:

Для толуола определяем методом интерполяции по [20]

Для МЭК определяем методом интерполяции по [20]

Таким образом для сырьевого раствора при температуре - 26°С энтальпия будет равна:

.

Определим количество тепла, выделяющегося при кристаллизации парафиновых углеводородов.

Принимаем удельную теплоту кристаллизации парафинов 39 ккал/кг или 163,41 кДж/кг.

Температура испарения паров аммиака принимается -35°C исходя из параметром хладагента на установке .

Схема теплообмена в аммиачном кристаллизаторе:

    

                0,94°С  сырьевой р-р   -26°С

                                    

           -35°С            NH3            -35°C

Удельная теплота испарения аммиака [20]:

 

Расход аммиака:

Определим поверхность теплообмена по формуле 41:

где к – коэффициент теплопередачи, кДж/(м2·ч·°С);

Принимаем коэффициент теплопередачи К=1500 кДж/(м2·ч·°С) [20].

По схеме теплообмена 

Число аммиачных кристаллизаторов:

где  – поверхность теплообмена одного кристаллизатора

Таким образом, для охлаждения суспензии после кристаллизатора смешения до температуры фильтрования необходимо 2 аммиачных испарительных кристаллизатора.

3.4 Расчет  пульсационного динамического фильтра непрерывного действия

При расчете фильтров принимают следующие допущения: отсутствие осаждения твердых частиц под действием силы тяжести; отсутствие изменения удельного сопротивления осадка.

Принципиальная схема динамического пульсационного фильтра непрерывного действия представлена на рисунке 13.

Рисунок 13– Принципиальная схема динамического пульсационного фильтра непрерывного действия

где 1 – емкость для суспензии, 2- мешалка, 3 – фильтр, 4 – фильтровальный патрон, 5 – лопасти мешалки, 6 – привод мешалки, 7 – пульсационная камера, 8 – приемник фильтрата, 9 – приемник осадка, 10 – вентиль, 11, 12 – краны.

В основе расчета положена методика для расчета патронных фильтров. Расчет проведем последовательно для I и II ступени фильтрования

Определим площадь поверхности фильтрации из формулы [23] производительности для патронных фильтров П (кг/ч)

где:   П – производительность фильтра, т/сут;

       С –скорость фильтрации, м3/(м2×с);

       Gг – производительность по фильтрату % от производительности фильтра;

       r - плотность влажного осадка, кг/м,.

Таким образом, требуемую площадь фильтрации определим по формуле:

Требуемая площадь фильтрации патронных фильтров F (м2) [23].

                                     (44)

Плотность осадка определим по формуле 45[23].:

                              (45)

где - плотность твердой фазы суспензии;

- плотность жидкой фазы суспензии при температуре фильтрования;

W = % - содержание жидкой фазы в осадке после фильтрования.

Плотность твердой фазы, суспензии при температуре фильтрования определим по формуле[22].:

Плотность жидкой фазы при температуре фильтрования определим по формуле:

Таким образом плотность осадка I-ой ступени равна:

0,873

На основании литературных данных принимаем скорость фильтрования с –0,00074 м3/м2·с[21]..

Производительность фильтра I-ой ступени с учетом использования растворителя на промывку , количество растворителя на репульпация осадка

Количество фильтров первой ступени фильтрования:

Таким образом, необходимо 1 фильтр первой ступени фильтрования с поверхностью фильтрации 40 м2, дополнительно закупаем еще один фильтр с поверхностью 40 м2 в качестве резерва.

Следующим этап расчета пульсационного фильтра – определение мощности привода мешалки фильтра и выбор соответствующего типового мотора-редуктора.

Эффективная вязкость осадка определяется по формуле 46[21]:

                                                   (46)

где  – эффективная вязкость, Па·с;

                    – консистентность, Па·с;

                    – индекс поведения;

                    – скорость сдвига,

На основании литературных данных эксплуатации пульсационных динамических фильтров  – 40 Па·с, m  - 0,4[21].

Скорость сдвига при перемешивании неньютоновских жидкостей мешалками с конфигурацией, подобной примененной в конструкции данного фильтра в зависимости от диаметра мешалки -2,25 м и ширины периферийного  элемента определяется по [21] и равна 1,5. Тогда  Па·с [21].

Критерий Рейнольдса определи по формуле 47 [21]:

Расчетная мощность на перемешивание осадка определим по формуле 48 [21]:

где  – определяется по графику в зависимости от критерия Рейнольдса и равна 4;

          – скорость вращения, принимаем 18 оборотов в минуту,

Рассчитаем номинальную мощность на валу электродвигателя, учитывая потери на тернии и  по формуле 49 [21]:

Полученным параметрам соответствует мотор-редуктор МПО2-18ВК-81,6-5,5/18 с мощностью 5,5 кВт и скоростью вращения рабочего вала 18 об/мин.

Аналогичным образом проведем расчет фильтров для 2-ой ступени

Плотность твердой фазы, суспензии при температуре фильтрования определим по формуле:

Плотность жидкой фазы при температуре фильтрования равна

Таким образом, плотность осадка II-ой ступени равна:

0,885

На основании литературных данных принимаем скорость фильтрования с –0,00038 м3/м2·с

Производительность фильтра II-ой ступени с учетом использования растворителя на промывку ,

Количество фильтров первой ступени фильтрования:

Таким образом, необходимо 1 фильтр первой ступени фильтрования с поверхностью фильтрации 40 м2, дополнительно закупаем еще один фильтр с поверхности 40 м2 в качестве резерва.

Следующим этап расчета пульсационного фильтра – определение мощности привода мешалки фильтра и выбор соответствующего типового мотора-редуктора.

Критерий Рейнольдса равен:

Расчетная мощность на перемешивание осадка равен:

Рассчитаем номинальную мощность на валу электродвигателя, учитывая потери на тернии:

Полученным параметрам соответствует мотор-редуктор МПО2-18ВК-81,6-5,5/18 с мощностью 5,5 кВт и скоростью вращения рабочего вала 18 об/мин.

 

4 ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

 

Охрана труда – система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационные, технические, психофизиологические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.

4.1 Анализ условий труда

Рабочее место является частью производственно-технологической структуры предприятия, предназначено для выполнения части технологического процесса. В производственном помещении условия труда характеризуются совокупностью факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. К основным опасным факторам производственной среды на установке депарафинизации №2 типа 39/7М относятся:

- высокие температуры (до 190°С) избыточное давление (до 1,5 МПа);

- низкие температуры до (-25°С)

- наличие токсических веществ , легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ), горючих газов (ГГ), сжиженных углеводородных газов (СУГ);

- возможность поражения электрическим током;

- наличие большого количества вращающихся и движущихся частей оборудования (насосы, компрессоры, вентиляторы, вакуум-фильтры);

- использование на установке пара, имеющего температуру выше до 270°С;

- наличие источников шума и вибрации;

- возможность загазованности территории установки;

- образование статического электричества при движении газов и жидкостей по трубопроводам и в аппаратах;

 - наличие на установке мест, где могут скапливаться в процессе работы токсичные пары, газы (юбки колонн, приямки, колодцы промышленной канализации, лотки, узлы переключений в колодцах и т.п.) и связанная с этим опасность отравления;

- размещение аппаратов и трубопроводов на высоте

Наиболее опасными местами установки являются:

- помещения насосного и компрессорного оборудования;

- колодцы, лотки, приямки;

- фильтровальное отделение;

- холодильное отделение;

- блок колонн;

- кристаллизаторное отделение.

Безопасная работа установки зависит от квалификации обслуживающего персонала, а также от строгого соблюдения им требований и правил техники безопасности, пожарной безопасности и норм технологического режима. К самостоятельной работе допускаются только лица, которые прошли необходимую подготовку и сдали экзамен на допуск к самостоятельной работе.

Все действующие инструкции, положения по технике безопасности должны быть в наличии на каждом рабочем месте; знание и соблюдение их персоналом установки должны постоянно контролироваться администрацией.

Работать можно только на исправном оборудовании, исправных коммуникациях, арматуре и КИП и А.

Для обеспечения безопасной эксплуатации установки система сигнализации и блокировок должна находиться во включенном состоянии.

Необходимо следить за исправностью и работой сигнализаторов взрывоопасных и токсичных концентраций, размещенных в производственных помещениях.

Оборудование оснащено предохранительными клапанами, состояние которых необходимо систематически контролировать.

Вентиляция во всех производственных помещениях должна работать непрерывно.

Во избежание ожогов и обморожения теплоизоляция аппаратов и трубопроводов должна быть в исправности [4].

4.2 Производственная санитария и гигиена труда

Производственная санитария – система организационных, санитарно-гигиенических мероприятий, технических средств и методов, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов до значений, не превышающих допустимые нормы.

При поступлении на предприятие каждый работающий проходит медицинскую комиссию. В процессе трудовой деятельности работники завода обязаны проходить медицинский осмотр и флюорографию - 1 раз в год в установленный срок.

В связи с тем, что на установке и заводе в целом обращается много вредных веществ, особенно тщательно следует соблюдать правила личной гигиены:

- приём пищи на установке необходимо производить только в специально отведенном для этого месте - в комнате приёма пищи; перед приёмом пищи обязательно мыть руки. Для мытья применять питьевую воду, мыло. Употребление для этих целей нефтепродуктов, различных растворителей запрещается;

- лечебно-профилактическое питание и спецмолоко использовать по назначению - как нейтрализующее средство;

-для питья употреблять воду из питьевого фонтанчика, автомата газированной воды или питьевую кипяченую;

-спецодежду необходимо содержать в чистоте и исправности, носить аккуратно, чтобы не было развевающихся частей. В стирку спецодежду сдавать через склад производства. Хранить спецодежду и спецобувь после смены необходимо только в специальных шкафчиках бытовых помещений производства[25].

Вредные вещества, обращающиеся на установке

Вредное вещество – это вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методиками как в процессе работы, так и в  последующие сроки жизни настоящего и будущего поколения.

Все вредные вещества по характеру воздействия на человека можно разделить на две группы:

  1. Токсические (как правило, вступают во взаимодействие с организмом человека, вызывая различные заболевания);
  2. Нетоксические (в большинстве своем оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей глаз, кожу работающих).

Характеристика опасных и вредных веществ используемых на установке депараинизации, приводится ниже:

Депарафинированное масло

Контакт не ведет к поражению центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, кроветворных органов, нарушению обменных процессов. Эти продукты раздражают кожу и слизистые оболочки. Не обладают способностью к проникновению через неповрежденную кожу, не вызывают повышенную чувствительность организма.

ПДК  - 300 мг/м3,  класс опасности - 4.

Аммиак 

Аммиак вызывает воспаление, отек ( при больших концентрациях - ожог слизистых оболочек верхних дыхательных путей, легких, глаз).

Признаки отравления: обильное слезотечение и боль в глазах, сильные приступы кашля, головокружение, расстройство дыхания.

При остром отравлении: помутнение роговицы, потеря голоса, кровохарканье.

При небольших концентрациях - легкое раздражение глаз и слизистых оболочек носа, боль в груди. Наблюдается привыкание к аммиаку. ПДК - 20 мг/м3,класс опасности - 4, 20% НПВ - 23600 мг/м3.

Метилэтилкетон (МЭК)

Бесцветная жидкость. Хорошо растворяется в спирте, насыщающая концентрация при комнатной температуре - 294 мг/л. С водой  образует бинарный  азеотроп.

При воздействии концентрации 1000 мг/м3 в течение 3-5 мин. происходит раздражение  слизистых оболочек глаз, носа и горла. При кратковременном вдыхании  10000 мг/м3 ощущается сильный запах, раздражение слизистых оболочек глаз и носа, при 30000 мг/м3 раздражение становится почти невыносимым. При совместном присутствии в воздухе помещений 2300 - 3000 мг/м3 МЭКа и ацетона  отмечаются случаи отравления. При постоянном соприкосновении с кожей человека наблюдались профессиональные дерматиты, онемение рук и пальцев.

ПДК 200 мг/м3, класс опасности - 4; 20% НПВ - 7200 мг/м3.

Инертный газ

Физически - инертный газ. Под давлением проявляет наркотические свойства, вызывает замедление реакции на зрительные, слуховые , обонятельные нервы, ослабление умственной деятельности.

При вдыхании чистого азота пострадавший мгновенно теряет сознание, как  оглушенный ударом по голове, при этом через несколько минут наступает смерть.

Гач, Петролатум не оказывают вредного воздействия на организм человека, не вызывают поражения кожных покровов, слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, нарушения обменных процессов. Не обладают способностью к кумуляции, проникновению через неповрежденные участки кожи, не вызывают повышенную чувствительность организма, усиленный рост тканей.

ПДК - 300 мг/м3,  класс опасности - 4.

Работы необходимо проводить при работающей вентиляции, в спецодежде, соблюдая правила личной гигиены. 

Толуол - бесцветная горючая жидкость с характерным запахом, пары его в 3,2 раза тяжелее воздуха.

Пары толуола воздействуют на организм человека аналогично парам бензола, но сильнее действуют на центральную нервную систему, чем бензол, сильнее раздражают слизистые оболочки.

При концентрации 150 мг/м3  - раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз.

При концентрации (1300 – 1500) мг/м3  - ощущается слабость, головная боль, тошнота, иногда рвота.

При концентрации 3000 мг/м3 наступает острое отравление, потеря сознания.

ПДК - 50 мг/м3,  класс опасности - 3 [4,26].

Метеорологические условия производственной среды

К показателям,  характеризующие микроклимат в производственных помещениях относятся:

  1. температура воздуха;
  2. температура поверхностей;
  3. относительная влажность воздуха;
  4. скорость движения воздуха;
  5. интенсивность теплового облучения.

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений представлены в таблице 35 [27].

Таблица 35 – показатели микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Период

года

Категория

работ по уровню энергозатрат, Вт

Температура

воздуха, °С

Темпера­тура по- верхнос- тей, °С

Относи- тельная влаж- ность воздуха,

%

Скорость движения воздуха, м/с

диапазон ниже опти- мальных

величин

диапазон выше опти- мальных

величин

Для диапазона темпер. возд. ниже оптим величин,
не более

Для диапазона темпер. возд. выше оптим величин,
не более

Холодный

1а (до139)

20,0-21,9

24, -25,0

19,0-26,0

15-75

0,1

0,1

1б (140-174)

19,0-20,9

23, -24,0

18,0-25,0

15-75

0,1

0,2

IIа (175-232)

17,0-18,9

21, -23,0

16,0-24,0

15-75

0,1

0,4

IIб (233-290)

15,0-16,9

19, -22,0

14,0-23,0

15-75

0,2

0.3

III (более 290)

13,0-15,9

18, -21,0

12,0-22,0

15-75

0,2

0,4

Теплый

1а (до139)

21,0-22,9

25, -28,0

20,0-29,0

15-75

0,1

0,2

16(140-174)

20,0-21,9

24, -28,0

19,0-29,0

15-75

0,1

0,3

IIа (175-232)

18,0-19,9

22, -27,0

17,0-28,0

15-75

0,1

0,4

IIб (233-290)

16,0-18,9

21, -27,0

15,0-28,0

15-75

0,2

0,5

II (более 290)

15,0-17,9

20, -26,0

14,0-27,0

15-75

0,2

0,5

 

Освещение рабочих мест (виды нормирования)

В зависимости от источника света производственное освещение может быть естественным, искусственным и совмещенным

Естественное освещение - это освещение помещений дневным светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. По конструктивному исполнению подразделяется на боковое (одно- и двухстороннее), верхнее и комбинированное. Боковое - через проемы в наружных стенах, верхнее - через светоаэрационные и зенитные фонари в кровле здания, комбинированное - сочетание верхнего и бокового естественно-то освещения.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. Без естественного освещения допускается проектировать помещения, которые определены строительными нормами на проектирование зданий и сооружений, утвержденными в установленном порядке, а также помещения, размещение которых разрешено в подвальных и цокольных этажах зданий.

Искусственное освещение по функциональному назначению подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Аварийное освещение разделяют на освещение безопасности (предусматривается, если отключение рабочего освещения может привести к взрыву, пожару, длительному нарушению технологического процесса и должно обеспечить возможность продолжения работ) и эвакуационное (предназначено для безопасной эвакуации людей).

Искусственное освещение по месту расположения светильников используется двух систем: общее и комбинированное. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное) или группируются с учетом расположения оборудования (общее локализованное). Система комбинированного освещения включает общее и местное освещение. Последнее предназначено для концентрации светового потока на конкретном рабочем месте. Применение одного местного освещения (без общего) внутри помещений не допускается.

В качестве источников искусственного света для освещения помещений следует использовать разрядные лампы как наиболее экономичные. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп. Для местного освещения, кроме разрядных источников света, рекомендуется использовать лампы накаливания, в том числе галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

При совмещенном освещении недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Совмещенное освещение помещений производственных зданий следует предусматривать:

а) для производственных помещений, в которых выполняются работы 1-III разрядов;

б) для производственных и других помещений в случаях, когда по условиям технологии, организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить достаточное естественное освещение (многоэтажные здания большой ширины, одноэтажные многопролетные здания с пролетами большой ширины и т.п.).

Нормы естественного освещения помещений промышленных предприятий представлены в таблице 36 [25].

Таблица 36 – Нормы естественного освещения помещений

Характеристика зрительной работы

Наименьший размер объекта различения, мм

Разряд зрительной работы

КЕО, %

При верхнем или комбинированном освещении

При боковом освещении

Наивысшей * точности

менее 0= 15

I

10

8,5

Очень высокой точности*

от 0,15 до 0:30

II

7

2,5

Высокой точности*

от 0:30 до 0:50

III

5

2,0

Средней точности

от 0,5 до 1,0

IV

4

1,5

Малой точности

свыше 1,0 до 5,0

V

3

1,0

Грубая (очень малой точности)

более 5,0

VI

2,0

0,5

Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах

более 5,0

vn

3

1

Общее наблюдение за ходом производственного процесса

 

VIII

3

1

Защита от действия высоких и низких температур.

Профилактика тепловых ожогов заключается главным образом в тщательной изоляции всех аппаратов и трубопроводов, имеющих высокую температуру. Также предусматриваются мероприятия по защите работающих от ожогов другими технологическими средствами, например, устройством защитных ограждений[4].

Шум, вибрация и способ защиты

Источниками производственного шума могут быть различные механизмы, машины и транспортные средства (механический шум), электрические машины и аппараты (электромагнитный шум), вентиляционные системы и двигатели внутреннего сгорания (аэродинамический шум).

Основными источниками вибрации являются электрические приводы, рабочие органы машин ударного действия, вращающиеся массы, подшипниковые узлы, зубчатые зацепления и т. д.

Для устранения и уменьшения вибрации машин и оборудования и производимого ими шума используются следующие методы:

  1. жёсткое крепление вибрирующих деталей и узлов, устранение излишних зазоров в сочленениях машин и механизмов;
  2. амортизация и виброизоляция с помощью стальных пружин (рессор) и упругих материалов (резина, войлок, дерево, пробка), благодаря чему вибрирующие узлы и механизмы не сообщают собственных колебаний основанию (фундаменту) или другим частям оборудования;
  3. балансировка движущихся и особенно быстро вращающихся деталей и механизмов;
  4. снижение уровня шума, производимого при движении газов и воздуха по трубопроводам, достигается уменьшением скорости газов, увеличением площади поперечного сечения газоходов, их плавными поворотами.
  5. своевременное проведение планового и предупредительного ремонта машин с обязательным послеремонтным контролем вибрационных характеристик.[28,29]

Требование к вентиляционным системам установки

Вентиляция помещений, опасных в пожарном отношении, не должна соединяться с вентиляцией обычных помещений. Нельзя объединять в одну систему отсос легко конденсирующихся паров и веществ, способных образовывать воспламеняющиеся соединения при смешении с конденсатом. В воздуховодах не разрешается прокладывать газопроводы, трубопроводы для ЛВЖ и ГЖ, горячие трубопроводы с температурой теплоносителя свыше 100°С. Воздуховоды изготовляют из несгораемых материалов. Воздуховоды из оцинкованного железа заземляют, чтобы исключить разряды статического электричества. Вентиляционные камеры сооружаются из несгораемых материалов и должны быть изолированы от производственных помещений.

В помещениях, в которых выделяются ЛВЖ, горючие газы и пыли, применяют вентиляторы, исключающие искрообразование от ударов ротора о корпус. Электродвигатели для таких вентиляторов должны иметь взрывозащищённое исполнение [30].

  • Промышленная безопасность

Общие требования к обеспечению взрывобезопасности технологических процессов

Для установки депарафинизации как отдельной технологической системы предусматриваются меры по максимальному снижению уровня ее взрывоопасности, в том числе:

-предотвращению взрывов и пожаров внутри технологического оборудования;

-защите технологического оборудования от разрушения и максимальному ограничению выбросов из него горючих веществ в атмосферу в случае аварийной разгерметизации;

-предупреждению возможности взрывов и пожаров в объеме производственных зданий, сооружений и наружных установок;

-снижению тяжести последствий взрывов и пожаров в объеме производственных зданий, сооружений и наружных установок.

Для снижения тяжести последствий взрывов и пожаров разделяются на блоки с установкой на основных технологических потоках между блоками быстродействующих запорных органов. При разделении на блоки предусматривается максимальное, с учетом технологической возможности, ограничение объемов обращающихся в блоке опасных веществ, которые могут быть выброшены в окружающую среду при внезапной разгерметизации оборудования.

На стадии разработки производственных процессов определяются параметры, влияющие на взрывоопасность процессов и их критические значения.

Технологические процессы организуются так, чтобы исключить возможность взрыва в системе при регламентированных значениях параметров.

Технологические системы организуются преимущественно по непрерывной схеме.

Для технологических систем непрерывного действия, в состав которых входят отдельные аппараты периодического действия, предусматриваются меры, обеспечивающие взрывобезопасное проведение регламентированных операций отключения (подключения) периодически действующих аппаратов от (к) непрерывной технологической линии, а также операций, проводимых в них после отключения.

Технологические объекты (оборудование, трубопроводы, аппараты, технологические линии и т.п.), в которых при отклонениях от регламентированных параметров процесса возможно образование взрывоопасных смесей, обеспечиваются системами подачи в них инертных газов, флегматизирующих добавок или других продуктов, локализующих или предотвращающих образование взрывоопасных концентраций.

Для производств, имеющих в своем составе блоки I категории взрывоопасности, предусматривается автоматическое управление подачей инертных сред, для блоков II и III категорий допускается дистанционное управление, а при Qв<10 - ручное управление (по месту).

Если в блоках I категории взрывоопасности предусмотрена предупредительная сигнализация о нарушении технологических параметров, допускается, при обосновании, дистанционное управление подачей инертных сред.

Системы подачи инертных сред для блоков I и II категорий взрывоопасности оснащаются сигнализацией по падению в них регламентированного давления.

Для обеспечения взрывобезопасности технологической системы при пуске в работу или остановке оборудования (аппаратов, участков трубопроводов и т.п.), гашении вакуума предусматриваются специальные меры (в том числе продувка инертными газами), предотвращающие образование в системе взрывоопасных смесей.

За параметрами, значения которых определяют взрывоопасность процесса, предусматривается контроль с регистрацией показаний и предаварийной (а при необходимости - предупредительной) сигнализацией, системами противоаварийной защиты и преимущественно средствами автоматического регулирования.

Системы противоаварийной защиты включаются в общую систему управления технологическим процессом и должны обеспечивать безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние. Формирование сигналов для ее срабатывания базируется на регламентированных предельно допустимых значениях параметров, определяемых свойствами обращающихся веществ и характером процесса.

Запрещается, как правило, проведение технологических процессов при критических значениях параметров, в том числе в области взрываемости.

Технологические системы с взрывоопасной средой, в которых невозможно исключить опасные источники зажигания, оснащаются средствами взрывопредупреждения и защиты оборудования и трубопроводов от разрушений (разрывными предохранительными мембранами, взрывными клапанами, системами флегматизации инертным газом, средствами локализации пламени и т.д.)

Технологические системы, в которых обращаются горючие продукты (газообразные, жидкие, твердые), способные образовывать взрывоопасные смеси с воздухом, должны быть герметизированы и исключать создание опасных концентраций этих веществ в окружающей среде во всех режимах работы.

Для максимального снижения выбросов в окружающую среду горючих и взрывопожароопасных веществ при аварийной разгерметизации оборудования и трубопроводов в технологических системах предусматриваются:

для блоков I категории взрывоопасности - установка автоматических быстродействующих запорных и (или) отсекающих устройств с временем срабатывания не более 12 с;

для блоков II и III категорий взрывоопасности - установка запорных и (или) отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 с;

для блоков с относительном значением энергетического потенциала Qв<10 допускается установка запорных устройств с ручным приводом, при этом предусматривается минимальное время приведения их в действие за счет рационального размещения, максимально допустимого приближения к рабочему месту оператора, но не более 300 с.

В качестве запорных устройств могут использоваться автоматические регулирующие органы (арматура, клапаны, отсекатели), обеспечивающие предусмотренное быстродействие их срабатывания.

Время срабатывания отключающих устройств должно быть минимально, но не меньше времени отключения источников давления, предусмотренного аварийной программой.

При этом должны быть обеспечены условия безопасного отсечения потоков и исключены гидравлические удары, повышение в блоке регламентированных параметров.

Для технологических блоков и (или) отдельных аппаратов, в которых обращаются взрывопожароопасные продукты, на случай разгерметизации оборудования и пожаров предусматривается аварийное освобождение от обращающихся продуктов.

Запрещается объединение газовых выбросов, содержащих вещества, способные при смешивании образовывать взрывоопасные смеси или нестабильные соединения.

 

При объединении газовых линий сбросов парогазовых сред из аппаратов с различными давлениями необходимо предусматривать меры, предотвращающие переток из аппаратов с высоким давлением в аппараты с низким давлением.

Для технологических процессов предусматривается эффективное малогабаритное оборудование.

При расположении зданий и сооружений, технологических установок должно учитываться направление ветра и рельеф местности территории предприятия.

В зонах возможной загазованности должны быть исключены постоянные и случайные источники зажигания, а также источники зажигания возможных взрывопожароопасных облаков.

Для защиты от распространения взрывной волны рекомендуется предусматривать озеленение территории производства большими группами и массивами высоких деревьев и кустарников[31,32,33].

Требования организации безопасного проведения технологических процессов

Перемещение горючих парогазовых сред, жидкостей и мелкодисперсных твердых продуктов.

Допустимые значения скоростей, давлений, температур перемещаемых горючих продуктов устанавливаются разработчиком процесса и технологического регламента с учетом взрывоопасных характеристик, физико-химических свойств транспортируемых веществ.

При перемещении горючих газов и паров по трубопроводам предусматриваются меры, исключающие конденсацию перемещаемых сред или обеспечивающие надежное и безопасное удаление жидкости из транспортной системы, а также кристаллизацию, полимеризацию, поликонденсацию горючих продуктов в трубопроводах и аппаратах.

Для насосов и компрессоров (группы насосов и компрессоров), перемещающих горючие продукты, должно предусматриваться их дистанционное отключение.

Для компримирования и перемещения горючих газов предусматриваются преимущественно центробежные компрессоры, в обоснованных случаях допускается применение поршневых или других типов компрессоров. Выбор конструкции и конструкционных материалов, уплотнительных устройств для насосов и компрессоров осуществляется в зависимости от свойств перемещаемой среды и требований действующих нормативных документов.

Для отделения жидкой фазы от перемещаемой газовой среды на всасывающей линии компрессора устанавливается сепаратор. Сепаратор оснащается приборами контроля уровня, сигнализацией по максимальному уровню и средствами автоматизации, обеспечивающими удаление жидкости из него при достижении регламентированного уровня, блокировками отключения компрессора при превышении предельно допустимого значения уровня.

Всасывающие линии компрессоров, как правило, должны находиться под избыточным давлением. При работе этих линий под разрежением необходимо предусматривать контроль за содержанием кислорода в горючем газе, а также подачу инертного газа в эти линии в случае повышения содержания кислорода в горючем газе выше предельно допустимого значения и отключение привода компрессора.

За содержанием кислорода в горючем газе, как правило, организуется автоматический контроль, в обоснованных случаях - периодический. Места отбора проб, способы и частота аналитического контроля определяются в проекте и регламентируются.

В системах транспорта горючих веществ, где возможны отложения на внутренних поверхностях трубопроводов и аппаратов продуктов осмоления, полимеризации, поликонденсации и т.п., предусматриваются эффективные и безопасные методы и средства очистки от этих отложений, а также устанавливается периодичность проведения этой операции.

В трубопроводах пневмотранспорта и самотечных линиях перемещения горючих жидкостей и мелкодисперсных твердых горючих продуктов предусматриваются способы контроля за движением продукта и разрабатываются меры, исключающие забивку трубопроводов.

Для насосов, предназначенных для нагнетания СГ, ЛВЖ и ГЖ, при разработке процесса должны предусматриваться меры, обеспечивающие пуск и работу насосов с перемещаемой жидкостью в корпусе. При невозможности выполнения таких мер насосы оснащаются предупредительной сигнализацией и блокировкой по недопущению их пуска и остановке при отсутствии в корпусе перемещаемой жидкости.

Насосы оснащаются сигнализацией о нарушении параметров работы, влияющих на безопасность.

Для погружных насосов предусматриваются дополнительные средства блокирования, исключающие их пуск и работу при токовой перегрузке электродвигателей привода и прекращении подачи инертного газа в аппараты, где эти насосы установлены, если по условиям эксплуатации насосов подача инертного газа необходима.

Для исключения опасных отклонений технологического процесса, вызываемых остановкой насоса (насосов), разрабатываются меры по повышению надежности систем подачи горючих жидкостей другими способами.

В системах транспорта жидких продуктов, в которых возможно образование локальных объемов парогазовых смесей, предусматриваются средства для удаления скопившихся газов и паров в закрытые системы.

Перемещение сжиженных горючих газов, легковоспламеняющихся жидкостей методом передавливания предусматривается с помощью инертных газов; допускается передавливание сжиженных газов производить собственной газовой фазой, а для ЛВЖ и ГЖ, при соответствующем обосновании - горючими газами, инертными к перемещаемой среде.

Перемещение твердых горючих материалов осуществляется способами, исключающими образование взрывоопасных смесей, предотвращающими возникновение взрыва внутри оборудования и коммуникаций.

При использовании инертного газа для транспортировки или флегматизации проектом предусматриваются способы и средства контроля за содержанием кислорода в системе, а также меры, прекращающие перемещение при достижении предельно допустимой концентрации кислорода.

При необходимости перемещения мелкодисперсных горючих материалов с возможностью образования в оборудовании взрывоопасных смесей разрабатываются меры, предотвращающие распространение пламени в системе.

Системы перемещения мелкодисперсных твердых горючих материалов оснащаются блокировками, прекращающими подачу в них продуктов при достижении верхнего предельного уровня этих материалов в приемных аппаратах или при прекращении процесса выгрузки из них [33].

 Технологическое оборудование и оборудование, работающее во взрывоопасных зонах

Отделение кристаллизации

Переработка вязких нефтепродуктов в условиях пониженных температур может привести к частичной или полной потере подвижности масла в кристаллизаторах (причины: остановка вала; большая обводненность  растворителя; сброс  насоса,  подающего   растворитель разбавления) и, как  следствие,  кповышению  давления   в   них.   В результате  этого  могут  быть  выведены  из  строя  (возможно   даже загорание) насосов, подающих сырье, а также  растворитель  и  фильтрат верхнего вакуума на разбавление, возможна  разгерметизация  фланцевых соединений на насосах  и  кристаллизаторах,  выброс  нефтепродукта  и растворителя, загазованность части территории, загорание.

Фильтровальное отделение

Повышение уровня в  вакуум-фильтрах,  сборниках  фильтрата  Е 2,2с может привести к попаданию  продукта  на  прием  вакуум-компрессора  с последующим  выводом  их  из  строя.  В   результате   взрыва   может пострадать обслуживающий персонал.

Превышение давления в корпусе вакуум-фильтра приведет к  выливанию масла  из  гидравлического  затвора  фильтра   и   соответственно   к образованию взрывоопасной смеси внутри фильтра.

Пониженное давление инертного газа в корпусе вакуум-фильтра так  же может быть причиной создания в корпусе  вакуум-фильтра  взрывоопасной концентрации  паров  растворителя  с   кислородом   воздуха,   который попадает внутрь фильтра через неплотности.

Вакуум-создающая система

Использование   инертного   газа   в   вакуум-создающей    системе предотвращает образование взрывоопасной смеси  паров  растворителя  с кислородом воздуха.  Допустимая  концентрация  кислорода  в  инертном газе – не более 6% масс.  При  наличии  неплотностей  в  аппаратах  и трубопроводах  вакуум-создающей   системы   возможен   взрыв   внутри вакуум-фильтра  (подсос  воздуха   через   неплотности,   образование взрывоопасной смеси).

Увеличение содержания кислорода в инертном газе может произойти  в том случае, если низкий уровень  в  газгольдере;  при  этом  возможно образование вакуума и  засасывание  в  газгольдер  воздуха.  Особенно опасно брать газ из газгольдера при низком  положении  его  колокола, так как может  произойти  смятие  колокола  из-за  создания  под  ним большого  вакуума,  что  приведет  к  попаданию  большого  количества воздуха в вакуум-создающую систему.

Отделение регенерации

Для обеспечения  нормальной  работы  установки  необходимо  строго выдерживать уровни, температуры и давления в аппаратах и  постоянство потоков  сырья  и  растворителя  по  всем  отделениям  установки. В противном случае возможно:

   – повышение давления в аппаратах выше допустимого с  последующим сбросом предохранительных клапанов;

   –  разгерметизация  насосов,  колонн,  емкостей,   теплообменной аппаратуры;

   –   нарушение герметичности фланцевых соединений.

В результате возможен  выброс  нефтепродуктов  и  растворителя  на аппаратный двор или в помещение насосной  с  последующим  загоранием, загазованностью территории.

Холодильное отделение

Нормальная   работа    холодильного     отделения     обеспечивает производительную работу всей установки. Здесь необходимо  следить  за такими параметрами:

 1) поддерживать   нормальные   уровни   жидкого   аммиака     в испарительных аппаратах (кристаллизаторах и холодильниках).

При   переполнении   кристаллизаторов   и   холодильников   жидким аммиаком может произойти  попадание  жидкого  аммиака  на   прием   компрессоров   с последующим выходом его из строя, что  может  быть  причиной  крупной аварии на установке.

Резкие колебания уровня жидкого  аммиака  в  испарителях  нарушают температурный режим компрессоров.

2) поддерживать давление в линиях нагнетания аммиачных  компрессоров и давление аммиака в  испарительной  системе  не  более  указанного  в технологической карте.

Повышение давления паров аммиака на  линии  нагнетания  2  ступени компрессоров возможно  при  недостаточном  охлаждении  и  конденсации паров  аммиака,  а  также  при  накоплении  значительного  количества воздуха  в  системе  конденсации.  Если  после  удаления  воздуха  из системы конденсации воздух  вновь  накапливается,  следует  проверить герметичность испарительной части системы и устранить неплотности,  в противном   случае   в   аппаратах   холодильного   отделения   может образоваться взрывоопасная смесь.

3) внимательно следить за работой промежуточного сосуда.

Одним   из   дефектов,   вынуждающих   немедленно    останавливать компрессор, является пропуск аммиака  через  змеевики  промежуточного сосуда. При этом в сосуде  быстро  повышается  уровень  аммиака,  что может привести к попаданию жидкости  в  линию  всасывания  2  ступени компрессора и выводу его из строя. [33].

Сосуды, работающие под давлением

 

Сосудом называется герметически закрытая емкость, предназначенная для ведения химических, тепловых и других технологических процессов, а также для хранения, транспортирования газообразных, жидких и других веществ.

Особую опасность представляют сосуды, находящиеся под избыточным давлением, так как при взрыве выделяется огромное количество энергии. Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючую среду, так как образовавшиеся осколки даже небольшой массы вызывают разрушение зданий, гибель людей.

Причины взрыва сосудов, работающих под давлением:

-      несоответствие конструкции сосуда максимально допустимому давлению и температуре;

-      превышение давления сверх предельного;

-      потеря механической прочности (коррозия, внутренние дефекты, местные перегревы);

-      несоблюдение установленного режима работы;

-      недостаточная квалификация обслуживающего персонала;

-      отсутствие надлежащего надзора.

Установка сосудов

Стационарные сосуды, работающие под давлением, должны устанавливаться на открытых площадках в местах, исключающих скопление людей, или в отдельно стоящих зданиях. Не разрешается установка регистрируемых в органах технадзора сосудов в жилых, общественных и бытовых зданиях, а также в примыкающих к ним помещениях.

Регистрация сосудов

Регистрация сосудов производится на основании письменного заявления. Для регистрации должны быть представлены:

-      паспорт сосуда установленной формы;

-      схема включения сосуда с указанием источника давления, параметров рабочей среды, арматуры, контрольно измерительных приборов, средств автоматического управления, предохранительных и блокирующих устройств. Схема должна быть утверждена главным инженером организации – владельца сосуда;

-      паспорт предохранительного клапана с расчетом его пропускной способности;

-      удостоверение о качестве монтажа.

Орган Проматомнадзора обязан в течение 5 дней рассмотреть представленную документацию, зарегистрировать сосуд, прошнуровать и опечатать документы, в паспорте поставить штамп и регистрационный номер. Паспорт со всеми документами возвращается владельцу сосуда.

Техническое освидетельствование

Сосуды, на которые распространяются Правила, должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях – внеочередному.

Первичные, периодические и повторные технические освидетель-ствования сосудов, регистрируемых в органах Проматомнадзора, проводятся экспертом этого органа. Техническое освидетельствование сосудов, не регистрируемых в органах Проматомнадзора, проводится лицом, ответственным по надзору за исправным состоянием и безопасной эксплуатацией сосудов.

Техническое освидетельствование состоит из следующих этапов: наружный и внутренний осмотр, гидравлическое испытание, а сосуды, работающие под давление вредных веществ 1-го и 2-го класса опасности, должны подвергаться испытанию на герметичность воздухом или инертным газом под давлением, равным рабочему.

Наружный и внутренний осмотры проводятся с целью:

  • при первичном освидетельствовании – проверить, что сосуд установлен и оборудован в соответствии с Правилами, представленными на регистрацию документами, а также, что сосуд и его элементы не имеют повреждений;
  • при периодических и внеочередных освидетельствованиях – установить исправность сосуда и возможность его дальнейшей эксплуатации.

Гидравлическое испытание проводится с целью проверки прочности элементов сосуда и плотности соединений.

Результаты технического освидетельствования записываются в паспорте сосуда лицом, производившим эту работу, с указанием разрешенных параметров эксплуатации сосуда и сроков следующего освидетельствования.

Содержание и обслуживание сосудов

Владелец сосуда должен разработать и утвердить в установленном порядке инструкцию по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов; по охране труда по профессиям и видам выполняемых работ.

На рабочих местах должна быть вывешена схема включенного сосуда с указанием источника давления, параметров, его рабочей среды, арматуры, контрольно измерительных приборов, средств автоматического управления, предохранительных и блокирующих устройств. Схема должна быть утверждена главным инженером организации – владельца сосуда.

Владелец сосуда обязан обеспечивать содержание его в исправном состоянии и безопасные условия эксплуатации. Для этого необходимо назначить приказом из числа специалистов, имеющих высшее или среднее техническое образование, прошедших проверку знаний Правил, ответственных по надзору за техническим состоянием сосудов и лиц, ответственных за их безопасную эксплуатацию и исправное состояние.

Ответственный по надзору за техническим состоянием и эксплуатацией сосудов проводит свою работу по плану, утвержденному руководителем предприятия.

К обслуживанию сосудов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обучение по соответству-ющей программе, аттестованные и имеющие удостоверения установленной формы.

Персонал, обслуживающий сосуды, перед допуском к самостоятельной работе проходит стажировку для восстановления практических навыков. Результаты проверки знаний обслуживающего персонала оформляются протоколом за подписью председателя и членов комиссии с отметкой в удостоверении.

Допуск персонала к самостоятельной работе оформляется приказом по предприятию или распоряжением по цеху.

Ремонт сосудов

Для поддержания сосуда в исправном состоянии его владелец обязан своевременно проводить ремонт.

Работы по ремонту сосудов с применением сварки могут выполняться предприятиями, имеющими лицензию Проматомнадзора.

Ремонт сосудов и их элементов, находящихся под давлением, не допускается.

При подготовке оборудования к ремонту должен быть выполнен комплекс подготовительных мероприятий, включающий:

1)    остановку сосуда согласно инструкции;

2)    сброс давления до атмосферного;

3)    освобождение сосуда от находящегося в нем продукта, отложений на стенках сосуда;

4)    промывку от возможных продуктов, нейтрализацию (при работе с токсичными и ядовитыми средствами);

5)    охлаждение сосудов до температуры не выше 40 С;

6)    продувку азотом (при работе со взрывопожароопасными средствами), а затем сжатым воздухом;

7)    отключение электрооборудования (электроприводы движущихся механизмов должны быть отключены от источников питания видимым разрывом);

8)    отсоединение подходящих к сосуду трубопроводов с помощью перекрытия запорной арматурой и установкой заглушек согласно прилагаемой схеме.

Применяемые для отключения сосуда заглушки должны быть соответствующей прочности и иметь хвостовик[34,35,36].

Меры безопасности при ведении технологического процесса и обслуживанию технологического оборудования

К процессу депарафинизации применимы общие требования безопасности  ведения технологического процесса.

Для обеспечения безопасной работы производства предусмотрено:

- технологический процесс осуществляется по непрерывной схеме;

- расположение оборудования обеспечивает свободный доступ к нему и удобное обслуживание;

- аппараты, трубопроводы, арматура выполнены герметичными;

- обеспечено отсутствие постоянных выбросов в атмосферу;

- освобождение аппаратов от жидких продуктов производится в подземные дренажные емкости с отводом от них газов на факел;

- управление технологическим процессом автоматизировано и осуществляется централизованно из помещений операторных, расположенных в изолированных от производства зданиях;

- выбор материала оборудования, и средств контроля и автоматики выполнен с учетом взрыво- и пожароопасности производства;

- компрессорно-насосное оборудование, согласно правилам,

обеспечено системами сигнализаций и блокировок, которые при отклонении от допустимых норм технологического процесса приводят к их автоматической остановке;

- исполнение электрооборудования по взрывозащите соответствует категории и группе взрывоопасной смеси;

- для продувки оборудования и трубопроводов (перед пуском и т.п.) предусмотрен подвод продувочного азота, расположение мест подачи азота обеспечивает надежность продувки подключаемых участков;

на рабочее место;

- при ведении технологического процесса строго выдерживать нормы технологического режима, указанные в данном регламенте;

- обеспечить все рабочие места инструкциями по охране труда, технологическими и эксплуатационными документами;

- не допускать проведения ремонтных работ на работающем оборудовании, в том числе категорически запрещается подтягивать фланцевые соединения, регулировать предохранительные клапаны на аппаратах и трубопроводах находящихся под давлением;

- при отсутствии освещения на установке пользоваться только светильниками во взрывобезопасном исполнении;

- работать всему обслуживающему персоналу в спецодежде, каске, спецобуви, каждому иметь при себе фильтрующий противогаз или самоспасатель;

- все неработающее оборудование и коммуникации должны быть освобождены от продукта, продуты азотом, надежно отключены и отглушены заглушками от системы [33].

Системы контроля, управления и автоматической защиты технологического процесса

Системы контроля технологических процессов, автоматического, автоматизированного и дистанционного управления (системы управления), системы противоаварийной автоматической защиты (системы ПАЗ), а также связи и оповещения об аварийных ситуациях (системы связи и оповещения), в том числе поставляемые комплектно с оборудованием, должны отвечать требованиям настоящих Правил, действующей нормативно-технической документации, проектам и обеспечивать заданную точность поддержания технологических параметров, надежность и безопасность проведения технологических процессов.

Выбор систем контроля, управления и ПАЗ, а также связи и оповещения по надежности, быстродействию, допустимой погрешности измерительных систем и другим техническим характеристикам осуществляется с учетом особенностей технологического процесса и в зависимости от категорий взрывоопасности технологического блока.

Оптимальные методы и средства противоаварийной автоматической защиты технологических объектов с блоками всех категорий взрывоопасности выбираются на основе анализа возможных аварийных ситуаций, особенностей технологических процессов и категории взрывоопасности защищаемого объекта; для технологических объектов с блоками I категории - дополнительно на основе моделирования ситуаций средствами вычислительной техники.

 

Размещение электрических средств и элементов систем контроля, управления и ПАЗ, а также связи и оповещения во взрывоопасных зонах производственных помещений и наружных установок, степень защиты оболочек должны соответствовать требованиям ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками» и другим техническим нормативным правовым актам по электробезопасности.

Для производственных помещений со взрывопожароопасными процессами предусматривается автоматический контроль загазованности (по ПДК или НКПВ) с устройством световой и звуковой сигнализации о превышении нормативных значений. В необходимых случаях сигнализация о загазованности воздушной среды устраивается снаружи перед входными дверьми в помещение.

Для контроля загазованности на наружных установках предусматриваются, как правило, средства автоматического газового контроля с сигнализацией и регистрацией случаев превышения допустимых значений, в обоснованных случаях допускается периодический контроль. Места установки и количество датчиков или пробоотборных устройств анализаторов определяются в проекте.

4.4 Пожарная безопасность

Взрывопожарные свойства сырья, готовой  продукции представлены в таблице 38[4,35].

 

 

 

Таблица 38 - Взрыво-, пожароопасные и токсические свойства сырья, полупродуктов, готового продукта и отходов производства.

Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства.

 

Класс опасности

ГОСТ 12.1.007

Агрегатное состояние при нормальных условиях

Плотность паров, газов по воздуху

г/м3

ТЕМПЕРАТУРА, °С

Пределы воспламенения

кипения

плавления

воспламенения

/

само воспламенения

вспышки

начала экзотермического разложения

концентра-ционные, %об

темпера-турные, °С

ниж-ний

верх-ний

ниж-ний

верх-ний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммиак (NH3)

4

газо-образный

0,609

‑33

‑73

- / 650

-

-

15,0

28

-

-

Толуол

С6Н5СН3

3

жид-кость

3,200

110

‑94,9

- / 520

4

-

1,3

6,74

6

37

МЭК

СО(СН32Н5

4

жид-кость

2,5

79,6

‑86,4

1,1

/

514

‑7

-

1,97

10,2

-

-

Инертный газ

4

газо-образный

1,2507

-

‑210

-

-

-

-

-

-

-

Рафинат, деп.масло

4

жид-кость

-

 

+36¸ (-20)

223

/

320¸ 410

не менее 190

-

0,8

7,5

-

-

Гачи, Петролатум

4

жид-кость

-

 

не ме-

нее +49

216

/

320¸

410

не менее 180

-

0,8

7,5

-

-

 

Молниезащита установки депарафинизации

Для защиты от поражения молнией вся установка оборудована молниеотводами, которые установлены на:

а) кристаллизаторной, блок А – 5 штук;

б) кристаллизаторной, блок Б – 5 штук;

в) главный производственный корпус блока А – 5 штук;

г) главный производственный корпус блока Б – 5 штук;

д) вакуумная компрессорная – 5 штук;

е) холодильное отделение – 5 штук.

И отдельно на каждом резервуаре сырьевых парков и мачтах освещения парков.

Проверка состояния молниеотводов производится визуально перед началом грозового сезона, а также один раз в год проверяют их заземление путем измерения сопротивления заземляющих устройств.

Для установки депарафинизации №2 устанавливается вторая категория устройства молниезащиты и зона защиты А от прямых ударов молнии. Поэтому здесь применяются отдельно стоящие или установленные на защищаемом объекте не изолированные от него стержневые и тросовые молниеотводы. Может использоваться в качестве молниеприемника металлическая кровля здания или молниеприемная сетка (из проволоки диаметром 6 – 8 мм и ячейками 6 - 6 м), накладываемая на неметаллическую кровлю. Импульсное сопротивление каждого заземлителя должно быть не более 10 Ом.

Расчет зоны защиты стержневого молниеотвода

Высота молниеотвода h=130м. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h ≤ 150 м представляет собой круговой конус. Вершина конуса находится на высоте h0 < h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом . Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения hх  представляет собой круг радиусом rх [38,39].

 м

 

.

Защита от статического электричества

На установке статическое электричество (электричество трения) образуется при движении воздуха в воздуходувках вентиляционных систем, при транспортировке по трубопроводу жидких, газообразных веществ. Возникая в процессе движения веществ.

Накапливаясь на металлических поверхностях машин и воздуховодов, трубопроводах электричество трения создает поле высокого напряжения, что ведет к искрению.

Для предотвращения накопления статики необходимо осуществлять отвод зарядов статического электричества путем заземления оборудования, коммуникаций и емкостей, в которых оно возникло и может накапливаться. Регулирование скорости движения потока в трубопроводе позволяет избежать появления статического электричества. Подключение заземляющих проводов осуществляется к общему контуру заземления цехового оборудования, расположенного по периметру зданий. В качестве заземляющих проводов используются провода заземлители, специально предназначенные для этой цели. Продуктовые трубопроводы заземлены у опор на расстоянии 50 м друг от друга. Во фланцевых соединениях запрещается применение шайб из диэлектрических материалов и шайб, окрашенных неэлектропроводными красками. Жидкости должны подаваться в аппараты, резервуары, цистерны, тару таким образом, чтобы не допускать их разбрызгивания, распыливания или бурного перемешивания. Резиновые (либо другие из неэлектропроводных материалов) шланги с металлическими наконечниками, используемые для налива жидкостей, должны быть обвиты медной проволокой диаметром не менее 2 мм, шагом витка не более 100 мм. Один конец проволоки соединяется пайкой (или под болт) с металлическими заземленными частями продуктопровода, а с другой - с наконечником шланга[34].

4.5 Количественная оценка взрывоопасности технологического объекта

В данном разделе будет рассмотрена оценка взрывоопасности колонн регенерации растворителя К-1.

Общий энергетический потенциал взрывоопасности технологического блока рассчитывается по формуле [20]:

 

где Е –  общий энергетический потенциал, кДж;

 – сумма энергий адиабатического расширения и полного сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в аварийном блоке, кДж;

 – энергия сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж;

 – энергия сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегретой ЖФ рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов, кДж;

 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций, не прекращающихся при разгерметизации, кДж;

 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей, кДж;

 – энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность жидкости за счет теплоотдачи от окружающей среды.

Определение суммы энергий адиабатического расширения и сгорания парогазовой фазы, находящейся непосредственно в аварийном блоке

 

где А – энергия сжатой ПГФ, содержащейся непосредственно в аварийном блоке, рассматриваемая как работа адиабатического расширения, кДж;

масса ПГФ, непосредственно имеющейся в аварийном блоке, кг;

q – удельная теплота сгорания ПГФ, находящейся непосредственно в блоке, кДж/кг.

Работа адиабатического расширения определяется по формуле:

где  – регламентированное абсолютное давление ПГФ в блоке, МПа;

 – объем ПГФ в блоке, м3;

 – атмосферное давление (0,1 МПа);

k – показатель адиабаты.

 кг/м3

Для колонны К-1:

k=1,1

 

Т=403К (130°С)

 кг/м3

 м3

q=39000 кДж/кг

 кДж

 

 м3

 

Определение энергии сгорания ПГФ, поступившей к разгерметизированному блоку от смежных блоков

 

Для i-того потока:

где  – скорость истечения ПГФ из смежного в аварийный блок, м/с;

 – площадь сечения, через которое происходит истечение ПГФ из смежного блок в аварийный, м2;

 – плотность ПГФ при регламентированных значениях;

 – время срабатывания отсечной арматуры, отсекающей смежный блок от аварийного, сек.

Скорость адиабатического истечения ПГФ из смежного блока в аварийный определяется по формуле:

где  – регламентированное давление ПГФ в системе, МПа;

 – удельный объем ПГФ в реальных условиях, м3/кг;

 – показатель, зависящий от давления в системе и показателя адиабаты (по табл. 11 из [20] принимаем  ).

Поток от Т-14:

 

 кг/м3

 м3/кг

 

 м2 (принято по штуцеру Dу=300 мм)

Принимаем , тогда:

 кг

 кДж/кг

Поток от Т-13:

 

 кг/м3

 м3/кг

 

 м2

 

 

 кДж/кг

 

Определение  энергии сгорания ПГФ, образующейся за счет энергии перегрева ЖФ рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов за время τ

Данная энергия не будет учитываться, поскольку температура кипения жидкости в колонне К-1 (360°С) значительно выше ее температуры в аппаратах (130°С в К-1).

Определение энергии сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет тепла экзотермических реакций, не прекращающихся при разгерметизации

  Данная энергия не будет учитываться, так как в колонне К-1 происходит испарение растворителя, содержащегося в депарафинированном масле, а экзотермические реакции не протекают.

Определение энергии сгорания ПГФ, образующейся из ЖФ за счет теплопритока от внешних теплоносителей

 

Данная энергия тоже не будет учитываться, поскольку внешние теплоносители  в колонне К-1.

Определение энергии сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность жидкости за счет теплоотдачи от окружающей среды

 

 

где  – масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока от твердой поверхности (пола, поддона, обваловки и т.п.), кг;

 – масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока от окружающего воздуха (по зеркалу испарения), кг;

 – суммарная масса ЖФ, испарившейся за счет теплопритока от окружающей среды, кг.

При расчете энергии  масса  учитываться не будет, так как теплоприток к жидкой фазе от твердой поверхности отсутствует. Поэтому:

где  – площадь поверхности зеркала жидкости, м2;

 – время испарения жидкости, сек;

 – интенсивность испарения жидкости, кг/(c∙м2). Определяется по формуле:

где  – коэффициент, зависящий от температуры окружающего воздуха и скорости воздушного потока над зеркалом испарения;

М – молярная масса жидкости, кг/кмоль;

 – давление насыщенного пара жидкости при расчетной температуре, кПа.

Принимаем по таблице . Молярную массу жидкости находим по формуле Крэга [17]:

 

Давление насыщенного пара жидкости находится по формуле Ашворта:

 

Для колонны К-1:

 

кг/(c∙м2)

 

Принимаем  м2 и   Получим:

 кг

 

Таким образом:

   кДж

Относительный энергетический потенциал взрывоопасности облака (Qв) определяется по формуле:

 

Приведенная масса (m) определяется по формуле:

где 46000 кДж/кг – единая удельная энергия сгорания.

По полученным значениям относительного  энергетического потенциала и приведенной массы по табл. 12 из [20] колонны К-1 присваивается категория взрывоопасности 3.

Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды Wт определяется по формуле:

где  0,9 – доля энергии взрыва тринитротолуола, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

0,4 – доля энергии взрыва ПГФ, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

 – удельная теплота сгорания ПГФ, кДж/кг;

 – удельная теплота сгорания тринитротолуола, кДж/кг (4240 кДж/кг);

mприведенная масса горючих газов (паров), кг;

z – доля приведенной массы паров, участвующих во взрыве (принимаем z=0,3).

 

кг

Радиус зоны разрушения определяется выражением (при ) [35]:

 

 м

 м

 м

  м

 м

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В дипломном проекте предложены мероприятия модернизации установки депарафинизации №2 ОАО «Нафтан» с целью повышения выхода депарафинированного масла и снижения энергоемкости процесса путем, введения в процесс нового оборудования (пульсационного кристаллизатора смешения и пульсационного динамического фильтра непрерывного действия. Данная модернизация позволит увеличить выход депарафинированного масла, скорость фильтрования суспензии и скорость охлаждения сырья, уменьшить содержание масла в гаче, снизить потребление электроэнергии, фильтровальной ткани, металлоемкость, улучшить экологическую ситуацию на установке.

Технологический расчет основного оборудования показал, что в результате модернизации снижается потребление электроэнергии.

В процессе работы над дипломным проектом рассмотрены такие вопросы, современные направления интесификации процесса депарафинизации, качество, требования предъявляемые к контролю качества и к организации контроля качества, пуск и остановка установки, охрана труда промышленная безопасность.

Рассчитаны технико-экономические показатели установки до и после модернизации: себестоимость единицы продукции, чистая, материалоемкость, энергоемкость, рентабельность продукции и производства и др. Расчеты показали целесообразность предлагаемой  модернизации.

 

Литература

 

  1. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (сн 245–71). Издательство литературы по строительству. – М., 1972.
  2. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация.
  3. ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ. Воздух рабочей зоны.
  4. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
  5. ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума.
  6. Система стандартов в области безопасности труда (ССБТ): ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Заземление. Зануление.
  7. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования.
  8. ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования.
  9. Общие правила взрывобезопасности химических производств и объектов (ОПВ-96).
  10. Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, «Химия», М.: 1973.
  11. НПБ 5-2005. Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
  12. Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением (МНПАГПАН 5.01.98), изд.: Асобны дах., Мн., 1998.
  13. ПУЭ. Правила устройства электроустановок, 1986.
  14. СНБ 2.02.01-98. Пожарно-техническая классификация зданий, строительных конструкций и материалов.
  15. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Энергоиздат, М.: 1989.
  16. СНиП 2.09.02-85. Производственные здания.
  17. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

 Чертежи к дипломной работе:

МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ «ДЕПАРАФИНИЗАЦИЯ № 2 ТИПА 39/7М» ОАО НАФТАН С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫХОДА ДЕПАРАФИНИРОВАННОГО  МАСЛА И СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

 

 Содержание архива:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы нефть и газ

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.