МАХП

Задачи Михалев

1.2.5. Определить допускаемое внутреннее давление при гидравлических испытаниях и рабочем состоянии в трубном и межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника, обусловленное прочностью кожуха и эллиптических крышек. Внутренний диаметр теплообменника D = 800 мм; толщина кожуха и крышек s = sЭ = 6 мм; температура обрабатываемой среды tc = 95 °С; сумма прибавок к расчетной толщине стенок с= 1 мм; теплообменник изготовлен из меди марки М3р с использованием полуавтоматической сварки открытой дугой.

Скачать решение задачи 1.2.5 (задачник Михалев)

1.2.9 Рассчитать на прочность элементы конструкции вертикального цельносварного аппарата с коническим (табл. 1.18) и эллиптическим (табл. 1.19) днищами.
Вариант 3
Для конического днища
Внутренний диаметр аппарата D=1400мм
Высота цилиндрической части  =650мм
Объем V = 3,2 м3
Диаметр люка d = 400мм
Рабочее давление Р = 1,2 МПа
Плотность 1555 кг/м?
Температура  t = 40°С
Марка 16ГС
Скорость коррозии 0,07 мм/год
Срок эксплуатации Т = 12 лет
Для эллиптического днища
Внутренний диаметр аппарата D=1600мм
Высота цилиндрической части  = 1000мм
Объем V = 3,2 м3
Диаметр люка d = 400мм
Рабочее давление Р = 1,4 МПа
Плотность 1160 кг/м3
Температура  t = 180°С
Марка 16ГС
Скорость коррозии 0,02 мм/год
Срок эксплуатации Т = 18 лет

Скачать решение задачи 1.2.9 вар 3 (задачник Михалев)

1.3.5. По данным табл. 1.23 определить толщину стенки цилиндрической обечайки вертикального аппарата с перемешивающим устройством, работающего под вакуумом и имеющего опоры в виде стоек.
Вариант 6
Внутренний диаметр аппарата D = 2200 мм
Диаметр нижнего штуцера внутр D0 = 200мм
Высота цилиндрической части  =4020мм
Остаточное давление в аппарате Ро = 0,015 МПа
Марка стали 09Г2С
Температура 120°С
Прибавка к расчетной толщине с = 0,8мм
Двухслойная 20К + 12Х18Н10Т

Скачать решение задачи 1.3.5 вар 6 (задачник Михалев)
В наличии имеется также решенный вар 3 для задачи 1.3.5

1.3.9. Рассчитать толщину стенки цилиндрической обечайки и днища верти¬кального аппарата с рубашкой по данным табл. 1.25, если сварные швы выполнены вручную электродуговой сваркой и сумма прибавок к расчетной толщине стенки с = 1 мм. Определить для рабочих условий и гидравлических испытаний допускае¬мое давление внутри аппарата и в «рубашке».
Вариант 25
Внутренний диаметр аппарата D=1800мм;
Диаметр нижнего штуцера D0 = 100мм
Высота корпуса аппарата под рубашкой  =2000мм
Марка стали 09Г2С;
Максимальная температура среды  =20°С;
Среда в аппарате
Плотность 1290 кг/м3;
Давление Р = 0,3 МПа;
Среда в рубашке
Плотность  1000 кг/м3;
Давление  P = 0,4 МПа.

Скачать решение задачи 1.3.9 вар 25 (задачник Михалев)
В наличии имеется также решенные варианты 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 22 для задачи 1.3.9

1.4.6. Для вертикального колонного аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением, по данным табл. 1.29 рассчитать на прочность соединение цилиндрической и конической обечаек (см. рис. 1.29, б). Аппарат установлен внутри помещения в несейсмоопасном районе. Принять прибавку к расчетным толщинам стенок с= 1,2 мм.
Вариант 7
Внутренний диаметр низа аппарата D0 = 1600 мм
Внутренний диаметр верха аппарата D = 1800 мм
Угол конуса 70град
Толщина стенки 16 мм
Внутреннее давление Р = 1 МПа
Температура стенки t = 250°С
Марка стали 08Х18Г8М2Т

Для вертикального колонного аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением, по данным

Скачать решение задачи 1.4.6 вар 7 (задачник Михалев)
В наличии имеется также решенные варианты 9, 13 для задачи 1.4.6

1.4.8 Для вертикального аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением, по данным таблицы 1.31 рассчитать на прочность соединение цилиндрической обечайки и плоского приварного днища (см. рис. 1.21г). Прибавка к расчетным стенкам с = 1,4 мм.
Вариант 3
Внутренний диаметр аппарата D=1600мм
Внутреннее давление Рр = 0,5 МПа;
Температура стенки t = 150°С
Материал стенки ЛЖМц (латунь)

Для вертикального аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением, по данным таблицы 1.31

Скачать решение задачи 1.4.8 вар 3 (задачник Михалев)

1.5.6 По данным табл. 1.35 рассчитать укрепление отверстия, предварительно выбрав тип укрепления (отверстия в медных и латунных аппаратах укреплять отбортовкой) В расчетах принимать исполнительную толщину стенки штуцера равной 0,7 - 1,0 от исполнительной толщины стенки обечайки (днища) Коэффициент проч¬ности сварных швов принимать для стали ф = 1, для меди и латуни ф = 0,9.
Вариант 25
Тип оболочки цилиндрическая
Внутренний диаметр  D = 2000мм;
Марка стали 08Х18Н10Т
Расчетное давление Р = 0,4 МПа;
Расчетная температура среды 200°С
Длина неукрепленной части оболочки
Исполнительная толщина оболочки s = 6 мм
Диаметр отверстия d = 100мм
Расстояние от центра укрепления отверстия до оси оболочки r = 700мм
Длина внешней части штуцера L1 = 300мм
Длина внутренней части штуцера L2 = 5мм
Прибавка на коррозию с = 1,0 мм

Скачать решение задачи 1.5.6 вар 25 (задачник Михалев)
В наличии имеется также решенные варианты 1, 2, 3, 4, 6, 10, 13, 17, 18, 22 для задачи 1.5.6

1.6.5 Выполнить расчет на прочность и герметичность фланцевого соединения аппарата, работающего под внутренним давлением.
Вариант 25
Внутренний диаметр аппарата D=3600мм;
Толщина стенки s=12мм;
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки с=0,6мм;
Внутренне давление Рр=0,25 МПа;
Рабочая температура среды  =120°С;
Внешние нагрузки
осевая сила F= - 0,4МН;
Марка стали 20

Скачать решение задачи 1.6.5 вар 25 (задачник Михалев)
В наличии имеется также решенные варианты 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 22 для задачи 1.6.5

1.7.7. По данным табл. 1.48 определить оптимальные размеры и металлоемкость цельносварного аппарата из условий: а) минимума его боковой поверхности; б) минимума его металлоемкости и сопоставить полученные для этих двух случаев значения друг с другом.
Вариант 3
Объем аппарата V = 8м3
Днище эллиптическое
Марка материала А85М (алюминий)
Расчетное давление Рр = 0,2 МПа;
Расчетная температура t = 50°C;
Прибавка к расчетной толщине  стенки с = 1мм;
Коэффициент прочности сварных швов ф = 0,95

Скачать решение задачи 1.7.7 вар 3 (задачник Михалев)

2.3.3. Для аппарата высокого давления по исходным данным табл. 2.2 рассчитать на прочность обечайку, крышку  и днище.  Прибавку к расчетной толщине стенки принять равной 1 мм
Вариант 3
Внутренний диаметр аппарат D = 2000 мм;
Высота аппарата 20000 мм
Днище выпуклое;
Крышка плоская;
Рабочее давление Р = 20МПа
Температура обрабатываемой среды t = 280°С;
Марка стали 22К;
Диаметр отверстия в днище и крышке 80 мм;

Скачать решение задачи 2.3.3 вар 3 (задачник Михалев)

3.2.10. Выполнить расчет жесткого однопролетного вала постоянного попереч¬ного сечения на жесткость, прочность и виброустойчивость по данным табл. 3.11.
Вариант 3
L = 5,8м
l1 = 4м
l2 = 4,9м
z1 = 0,72м
n = 150 об/мин
Марка стали 40ХН
D = 3,6м
Мешалка пропеллерная
m1 = m2 = 66кг
dM = 0,9м
N = 2000 Вт
t = 100°C;
Внутренние устройства – труба передавливания

Выполнить расчет жесткого однопролетного вала постоянного попереч¬ного сечения на жесткость, прочность и виброустойчивость по данным табл. 3.11.

Скачать решение задачи 3.2.10 вар 3 (задачник Михалев)

 

Решение задач часть 4

Задача 4.1.  Определить  поверхность  фильтрования  вновь  проектируемого ленточного  фильтра,  предназначенного  для  переработки 0,006  м3/с суспензии  шлифпорошка  М40.  Подобрать  подходящий  типоразмер фильтра.  Характеристика  суспензии:  массовая  доля  твердой  фазы XT =0,55;  температура t=35°С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой  фазы  в  осадке  w =0,21;  среднее  удельное  сопротивление  м/кг;  содержание жидкой фазы в осадке после просушки по  массе  12%.  Характеристика  фильтрующей  перегородки: фильтровальная ткань – капрон 56027;  сопротивление, отнесенное к единице вязкости b = 165*10^9 1/м. Перепад давлений P=50 кПа;  плотность  твердой  фазы 3960  кг/м3;  плотность  жидкой  фазы 998 кг/м3;  вязкость  жидкой  фазы 0,975*10^-3 Па-с;  время  просушки осадка 75 с.

Скачать решение задачи 4.1 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.6. На ленточном вакуум-фильтре ЛОП30-1У перерабатывается суспензия свекловичного преддефекованного сока 1. Рассчитать производительность фильтра по сухому остатку. Найти требуемую длину зоны фильтрования. Характеристика суспензии: массовая доля твердой фазы XT=0,179; температура t=64 С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке w =0,551; среднее удельное сопротивление   м/кг; содержание жидкой фазы в осадке после просушки по массе 15%. Характеристика фильтрующей перегородки: ильтровальная ткань – лавсан 21710; сопротивление, отнесенное к динице вязкости b = 36,26*10^9 1/м. Перепад давлений P=53,3 кПа; плотность твердой фазы 1115 кг/м3; плотность жидкой фазы 1000 кг/м3; вязкость жидкой фазы 1*10^-3 Па?с; давление регенерирующей воды 100 кПа; температура 500С; расход воды 0,6 м3/час.

Скачать решение задачи 4.6 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.7. На ленточном вакуум-фильтре ЛОП10-1У перерабатывается суспензия свекловичного преддефекованного сока 2. Рассчитать производительность по фильтрату. Найти требуемую скорость движения ленты. Характеристика суспензии: массовая доля твердой фазы XT=0,15; температура t=60°С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке w =0,568; среднее удельное сопротивление 228*10^9 м/кг; содержание жидкой фазы в осадке после просушки по массе 15%. Характеристика фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань фильтродиагональ 2074; сопротивление, отнесенное к единице вязкости b = 44*10^9 1/м. Перепад давлений P=40 кПа; плотность твердой фазы 1115 кг/м3; плотность жидкой фазы  1000 кг/м3; вязкость жидкой фазы 0,95*10^-3 Па?с; давление регенерирующей воды 100 кПа; температура 50°С; расход воды 0,6 м3/час.

Скачать решение задачи 4.7 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.13.  Для  карусельного  фильтра  ТКМ100-6К (К100-15К)  рассчитать производительность  по  сухому  остатку  при  переработке  суспензии каолина в воде, коагулированного известковым молоком, при условии образования осадка толщиной 40 мм. Характеристика суспензии: массовая  доля  твердой  фазы  xТ =0,16;  температура t=12°С.  Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке  w =0,51;  среднее удельное сопротивление aср=1,5*10^9 м/кг;  содержание жидкой фазы в осадке  после  просушки  по  массе  w=10%.  Характеристика  фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань – капрон 56027;  сопротивление, отнесенное к единице вязкости b=80*10^9 1/м. Перепад давлений P=64 кПа;  плотность твердой фазы 2100 кг/м3;  плотность жидкой фазы 1000 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 0,99*10^-3 Па с;  давление регенерирующей воды 294 кПа; температура 15°С; расход воды 10 м3/час.

Скачать решение задачи 4.13 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.23 Определить производительность фильтра БОН10-1,8-1Г по  сухому осадку при переработке алюмосиликатной суспензии. Характеристика суспензии: массовая доля твердой фазы XT=0,035; температура t=500°С.
Характеристика  осадка:  массовая  доля  жидкой  фазы  в осадке  w =0,80; среднее  удельное  сопротивление 542*10^9 м/кг; содержание жидкой фазы в осадке после просушки по массе   =77%.
Характеристика фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань - капрон 56027;  сопротивление, отнесенное к единице вязкости b = 41*10^9 1/м. Перепад давлений P=67 кПа;  плотность твердой фазы 2370 кг/м3;  плотность жидкой фазы 990 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 6,2*10^-3 Па с;  расход промывной жидкости принять равным 0,002 м3 на 1 кг влажного осадка.

Скачать решение задачи 4.23 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.47.  Определить  полную  производительность  дискового  вакуум-фильтра  ДТО68-2,5-1Т,  предназначенного  для  разделения  суспензии кобальтового производства. Характеристика суспензии: массовая доля твердой фазы  xТ =0,25;  температура t=50°С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке w =0,39;  среднее удельное сопротивление 135,7*10^9 м/кг;  содержание  жидкой  фазы  в  осадке после  просушки  по  массе 37%.  Характеристика  фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань – капрон 56027; сопротивление, отнесенное  к  единице  вязкости b = 134,5*10^9 1/м.  Перепад  давлений P=290 кПа;  плотность твердой фазы 3640 кг/м3;  плотность жидкой фазы 1002 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 1*10^-3 Па*с;  время на вспомогательные операции 10 мин.

Скачать решение задачи 4.47 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.48. Определить производительность по снимаемому влажному осадку для дискового вакуум-фильтра ДТО68-2,5-1Т, на котором разделяется  суспензия  кобальтового  производства.  Характеристика  суспензии: массовая  доля  твердой  фазы  xТ =0,30;  температура t=50 С.  Характеристика  осадка: массовая  доля  жидкой фазы  в  осадке  w =0,39;  среднее удельное сопротивление aср=135,7*10^9 м/кг;  содержание жидкой фазы в осадке после просушки по массе  w=37%. Характеристика фильтрующей  перегородки:  фильтровальная  ткань –  капрон 56027;  сопротивление, отнесенное к единице вязкости b=134,5*10^9 1/м. Перепад  давлений  P=294  кПа;  плотность  твердой  фазы 3640  кг/м3;  плотность жидкой фазы 1002 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 1*10-3 Па-с;  время на вспомогательные операции 10 мин.

Скачать решение задачи 4.48 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.49.  Определить  производительность  по  суспензии  кобальтового производства для дискового вакуум-фильтра ДТО68-2,5-1Т. Характеристика суспензии: массовая доля твердой фазы  xТ =0,20;  температура t=50°С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке  w =0,39;  среднее удельное сопротивление 135,7*10^9 м/кг;  содержание жидкой фазы в осадке после просушки по массе 37%. Характеристика  фильтрующей  перегородки: фильтровальная  ткань – капрон 56027;  сопротивление,  отнесенное  к  единице  вязкости b = 134,5*10^9 1/м.  Перепад  давлений  P=314  кПа;  плотность  твердой фазы 3600 кг/м3;  плотность жидкой фазы 1022 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 1*10^-3 Па*с;  время на вспомогательные операции 10 мин.

Скачать решение задачи 4.49 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.63. Определение производительности по фильтрату барабанного безъячейкового вакуум-фильтра БбНК10-2,6 при разделении суспензии культуральной жидкости. В качестве  фильтрующей  перегородки служит ткань "фильтродиагональ". Принять толщину образуемого намывного слоя вспомогательного фильтрующего вещества (ВФВ) перлита  на  фильтре 0,04 м.
Характеристика  суспензии:  массовая доля  твердой  фазы  XT =0,13;  температура t=400°С.
Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке w =0,60; среднее удельное сопротивление 247,8*10^6 м/кг.
Характеристика фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань; сопротивление,  отнесенное  к единице вязкости  35*10^9 1/м. Перепад давлений P=27 кПа;  плотность  твердой  фазы 1000  кг/м3;  плотность  жидкой  фазы 990 кг/м3;  вязкость жидкой фазы 0,475*10^-3 Па с; продолжительность вспомогательных операций 1500 с.
Характеристика фильтровального порошка: перлит; плотность твердой фазы 2180 кг/м3; концентрация суспензии 2,37% масс; масса твердой фазы, отлагающейся на фильтре при получении единицы объема фильтрата 26,32 кг/м3; перепад давлений при фильтровании 44,03 кПа; содержание жидкой фазы в отфильтрованном осадке 76,26 % масс; пористость осадка 0,876; среднее удельное сопротивление осадка acp = 2,676*10^9 м/кг; сопротивление фильтрующего основания b = 3,405*10^9  1/м.

Скачать решение задачи 4.63 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.73.  Определить  объемную  производительность  по  суспензии LVc, м3/с, твердой фазе Gт, кг/с центрифуги ОГШ-321К-01 с негерметизированным  исполнением  для  улавливания  твердых  частиц dт=5  мкм.
Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии 0,15;  вязкость жидкой фазы 1,8*10^-3 Па•с;  плотность твердой и жидкой фаз 1860 кг/м3 и 1100 кг/м3;  температура суспензии 30°С; осадок не требует промывки; суспензия не токсична;  огне- и взрывобезопасна, твердая фаза не растворима. Диаметр сливного борта Dб=230 мм, длина зоны осаждения  l =215 мм, другие технические характеристики приведены в литературе

Скачать решение задачи 4.73 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.80. Определить объемную производительность по суспензии LVc, м3/с центрифуги ОГШ-631К-05 с негерметизированным исполнением со взрывозащищенным электрооборудованием для улавливания твердых частиц с размерами dт=8 мкм.
Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии XT  =0,18; вязкость жидкой фазы 1,36*10^-3 Па с; плотности твердой и жидкой фаз 1420 кг/м3 и 1210 кг/м3; температура суспензии 26°С; осадок не требует промывки; суспензия не токсична; огне- и взрывобезопасна, твердая фаза не растворима. Диаметр сливного борта Dб=450 мм, длина зоны осаждения l =1500 мм, другие технические характеристики приведены в литературе

Скачать решение задачи 4.80 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.85. Определить массовую производительность по суспензии mс, кг/с и осадку mос, кг/с фильтрующей горизонтальной центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка 1/2ФГП-401К-05 с невзрывозащищенным электрооборудованием.  Исходные  данные  к  расчету:  массовая  доля твердой фазы в суспензии xТ =0,38;  вязкость жидкой фазы 1,6*10^-3 Па-с;  плотности  твердой  и  жидкой  фаз 1640  кг/м3 и 1180 кг/м3;  температура  суспензии 25°С;  диаметр  улавливаемых  частиц dті = 150 мкм;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =1,3*10^11 м-2;  сопротивление фильтрующей перегородки RФП=8,0*10^9 м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,3*10^-3 м3/кг;  плотность промывной  жидкости  pпр=1000  кг/м3;  вязкость  промывной  жидкости 0,98*10^3 Па-с. Технические характеристики центрифуги: количество  каскадов 2;  внутренние  диаметры  первого  и  второго  каскадов D1=400  мм  и D2=471  мм;  наибольшая  частота  вращения n=1600 об/мин;  наибольший  фактор  разделения  второго  каскада  КР2=665;  ширина щели сита 0,16 мм;  наибольшее число двойных ходов толкателя в минуту 45.

Скачать решение задачи 4.85 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.91. Вычислить среднюю производительность фильтрующей центрифуги периодического действия типа ФМБ-803К-03 на основании данных,  полученных  на  лабораторной  центрифуге.  Исходные  данные  к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии  xТ =0,12;  отношение  объема  осадка  к  объему  загруженной  суспензии x1 = Voc /VC =0,28;  порозность осадка eoc=0,60;  вязкость жидкой фазы  0,92*10^-3 Па с;  плотности твердой и жидкой фаз pm=1520 кг/м3 и рж=998 кг/м3;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =5,6*10^11 м-2;  сопротивление  фильтрующей  перегородки RФП=8,6*10^9  м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,3*10^-3 м3/кг;  вязкость промывной жидкости 0,98*10^-3 Па с;  время сушки осадка tс =80 с;  время, затрачиваемое на вспомогательные операции tв=600 с. Технические  характеристики  центрифуги:  внутренний  диаметр D=800  мм;  длина барабана  l Б =400 мм;  рабочая  емкость аппарата VБ=0,100  м3;  предельная  загрузка mc<25 кг;  частота вращения nm=1500 об/мин;  фактор  разделения  КР=1000; площадь поверхности фильтрования Fф=1,0 м2.

Скачать решение задачи 4.91 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.97. Рассчитать массовую производительность по суспензии mс, кг/с центрифуги  ОГШ-350  по  заданной  крупности  разделения dm=5  мкм. Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии xТ =0,20;  вязкость жидкой фазы  mж =1,0*10^-3 Па-с;  плотности твердой и жидкой фаз рт=1270 кг/м3 и рж=1000 кг/м3;  осадок не требует промывки.  Техническая  характеристика  центрифуги:  диаметр  барабана D=350  мм;  относительная  длина  барабана L/D=2,86;  максимальная частота  вращения  ротора n=70,8 c-1;  фактор  разделения  КР=3540;  расчетная производительность по осадку mос=500 кг/ч;  диаметр сливного борта Dб=260 мм, длина зоны осаждения l =375 мм.

Скачать решение задачи 4.97 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.104. Рассчитать объемную производительность по суспензии Lv,м3/с центрифуги ОГШ-800 по заданной крупности разделения d=7мкм. Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии  XT =0,27; вязкость жидкой фазы 1*10^-3 Па.с; плотности твердой и жидкой фаз 1300 кг/м3 и 1000 кг/м3; осадок не требует промывки. Техническая характеристика центрифуги: диаметр барабана D=800 мм; относительная длина барабана L/D=2,0; максимальная частота вращения ротора  n = 27,5 c-1; фактор разделения  KF =1220; расчетная производительность по твердой фазе (осадку) mос=5000кг/ч; диаметр сливного борта Dб=640 мм, длина зоны осаждения l =650 мм.

Скачать решение задачи 4.104 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.110. Определить массовую производительность по суспензии mс, кг/с и осадку mос, кг/с фильтрующей горизонтальной центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка 1/2ФГП-401К-05 с невзрывозащищенным электрооборудованием.  Исходные  данные  к  расчету:  массовая  доля твердой фазы в суспензии xТ =0,36;  вязкость жидкой фазы 1,54*10^-3 Па-с;  плотности  твердой  и  жидкой  фаз 1840  кг/м3 и 1160 кг/м3;  температура  суспензии 20°С; диаметр  улавливаемых  частиц dті > 250 мкм;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =1,46*10^10 м-2;  сопротивление фильтрующей перегородки RФП=5,4*10^9 м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,4*10^-3 м3/кг;  плотность промывной  жидкости pпр=1000  кг/м3;  вязкость  промывной  жидкости 1*10^-3 Па-с. Технические характеристики центрифуги: количество  каскадов 2;  внутренние  диаметры  первого  и  второго  каскадов D1=1450  мм  и D2=1600  мм;  наибольшая  частота  вращения n=650 об/мин;  наибольший  фактор  разделения  второго  каскада  КР2=377;  ширина щели сита 0,25 мм;  наибольшее число двойных ходов толкателя в минуту <50.

Скачать решение задачи 4.110 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.113. Определить массовую производительность по суспензии mс, кг/с и осадку mос, кг/с фильтрующей горизонтальной центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка 1/2ФГП-631К-02 с невзрывозащищенным электрооборудованием.  Исходные  данные  к  расчету:  массовая  доля твердой фазы в суспензии xТ =0,42;  вязкость жидкой фазы 2,18*10^-3 Па-с;  плотности  твердой  и  жидкой  фаз 2120  кг/м3  и 1540 кг/м3;  температура  суспензии 28°С;  диаметр  улавливаемых  частиц dті > 250 мкм;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =2,4*10^10 м-2;  сопротивление фильтрующей перегородки RФП=5,2*10^9 м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,35*10^-3 м3/кг;  плотность промывной  жидкости 1040  кг/м3;  вязкость  промывной  жидкости 1,16*10^-3 Па-с. Технические характеристики центрифуги: количество  каскадов 2;  внутренние  диаметры  первого  и  второго  каскадов D1=630  мм  и D2=709  мм;  наибольшая  частота  вращения n=1300 об/мин;  наибольший  фактор  разделения  второго  каскада  КР2=675;  ширина щели сита 0,25 мм;  наибольшее число двойных ходов толкателя в минуту <45.

Скачать решение задачи 4.113 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.116. Рассчитать массовую производительность по суспензии mс, кг/с фильтрующей  горизонтальной  центрифуги  с  пульсирующей  выгрузкой осадка 1/2ФГП-1201К-04 с невзрывозащищенным электрооборудованием.  Исходные  данные  к  расчету:  массовая  доля  твердой  фазы  в суспензии  xТ =0.38;  вязкость жидкой фазы  mж =1,52*10^-3 Пас;  плотности твердой и жидкой фаз рт=1620 кг/м3 и рж=1380 кг/м3;  температура  суспензии 25  С;  диаметр  улавливаемых  частиц d = 300  мкм;  удельное объемное  сопротивление  осадка  r0 =6,8*10^11 м-2;  сопротивление  фильтрующей  перегородки RФП=3,2*10^9  м-1;  удельный  объем промывной  жидкости Vпр.ж=1,25*10^-3  м3/кг;  плотность  промывной жидкости ?пр=1040 кг/м3;  вязкость промывной жидкости  mпр =1,05*10^-3 Па с. Технические характеристики центрифуги: количество каскадов 2;  внутренние  диаметры  первого  и  второго  каскадов D1=1200  мм  и D2=1300 мм;  наибольшая частота вращения n=750 об/мин;  наибольший фактор разделения второго каскада КР2=410;  ширина щели сита 0,25 мм;  число двойных ходов первого каскада в минуту  <  30.

Скачать решение задачи 4.116 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.124. Выбрать центрифугу и  рассчитать их количество для разделения суспензии  объемной производительностью  по  суспензии Vc =10 м3/ч для следующих исходных данных: массовая доля твердой фазы в суспензии  xТ =0,08;  вязкость жидкой фазы 0,9*10^-3 Па*с;  плотности твердой и жидкой фаз рт=1300 кг/м3 и рж=1000 кг/м3;  температура суспензии 20°С; осадок не требует промывки;  диаметр улавливаемых частиц dт=4 мкм;  суспензия не токсична;  огне- и взрывобезопасна, твердая фаза не растворима.

Скачать решение задачи 4.124 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.135.  Рассчитать  объемную  производительность  по  суспензии LVc, м3/с  герметизированной  центрифуги  ОГН-903К-01  для  разделения взрывоопасных суспензий с мелкозернистой твердой фазой. Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии  xТ =0,24;  вязкость жидкой фазы  mж =1,06*10^-3 Па•с;  плотности твердой и жидкой фаз pт=1550 кг/м3 и pж=1090 кг/м3;  размеры твердых частиц dт=40 мкм;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =1,95*10^11 м-2;  сопротивление  фильтрующей  перегородки RФП=7,7*10^9  м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,35*10^-3 м3/кг;  плотность промывной  жидкости  ?пр=1000  кг/м3;  вязкость  промывной  жидкости mпр =0,98*10^-3 Па•с;  время на проведение вспомогательных операций tв=125 с;  время фильтрации tф=240 с;  время промывки tпр=140 с;  время  сушки  tс=120  с.  Технические  характеристики центрифуги:  внутренний  диаметр Dв=900  мм;  длина  барабана  lБ=400  мм; рабочий объем Vр=0,130 м3;  наибольшая  частота вращения nm=1700 об/мин; наибольший фактор разделения КРm=1450;  наибольшая загрузка суспензии mc=150 кг.

Скачать решение задачи 4.135 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.137.  Рассчитать  объемную  производительность  по  суспензии LVc, м3/с  герметизированной  центрифуги  ФГН-1253К-01  для  разделения взрывоопасных суспензий с мелкозернистой твердой фазой. Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии  xТ =0,18;  вязкость жидкой фазы  мж =1,16*10^-3 Па с;  плотности твердой и жидкой фаз pт=1580 кг/м3 и pж=1120 кг/м3;  размеры твердых частиц dт=40 мкм;  удельное объемное сопротивление осадка  r0 =2,25*10^11 м-2;  сопротивление  фильтрующей  перегородки RФП=6,5*10^9  м-1;  удельный объем промывной жидкости Vпр.ж =1,5*10^-3 м3/кг;  плотность промывной  жидкости  ?пр=998  кг/м3;  вязкость  промывной  жидкости mпр =1,05*10^-3 Па с;  время на проведение вспомогательных операций tв=135 с;  время фильтрации tф=225 с;  время промывки tпр=140 с;  время  сушки  tс=145  с.  Технические  характеристики  центрифуги:  внутренний диаметр Dв=1250 мм;  длина  барабана  lБ =400 мм;  рабочий объем Vр=0,315 м?;  наибольшая  частота вращения n=1000 об/мин;  наибольший  фактор  разделения  КРm=710;    наибольшая  загрузка  суспензии mc=400 кг.

Скачать решение задачи 4.137 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.138. Рассчитать объемную производительность по суспензии Vc, м3/с герметизированной центрифуги ФГН-1253К-02 для разделения взрывоопасных суспензий мелкозернистой твердой фазой. Исходные данные к расчету: массовая доля твердой фазы в суспензии xТ =0,24; вязкость жидкой фазы 1,26*10^-3 Па?с; плотности твердой и жидкой фаз 1720 кг/м3 и 1280 кг/м3; размеры твердых частиц dт=50 мкм; удельное объемное сопротивление осадка 3,5*10^11 м-2; сопротивление фильтрующей перегородки RФП=7,5*10^9 м-1; удельный объем промывной жидкости Vпр.ж=1,6*10^-3 м3/кг; плотность промывной жидкости 1000 кг/м3; вязкость промывной жидкости 0,98*10^-3 Па?с; время на проведение вспомогательных операций tв=150 с; время фильтрации tф=250 с; время промывки tпр=180 с; время сушки tс=140 с. Технические характеристики центрифуги: внутренний диаметр Dв=1250 мм; длина барабана lБ=400 мм; рабочий объем Vр=0,315 м3; наибольшая частота вращения n=1000 об/мин; наибольший фактор разделения КРm=710; наибольшая загрузка суспензии mc=400 кг.

Скачать решение задачи 4.138 (МАХП КНИТУ)

Задача 4.141. Рассчитать производительность по сухому осадку, а также длины зон фильтрования, промывки осадка и сушки для фильтра ЛОН 1,8-1У,  предназначенного  для  переработки  суспензии  тонко  измельченных  железорудных  концентратов  в  воде.  Характеристика  суспензии: массовая доля твердой фазы  xТ =0,623;  температура t=150°С. Характеристика осадка: массовая доля жидкой фазы в осадке  w =0,08;  среднее удельное сопротивление aср=4*10^9 м/кг;  содержание жидкой фазы в  осадке  после  просушки  по  массе  w=5%.  Характеристика  фильтрующей перегородки: фильтровальная ткань – капрон 56027;  сопротивление, отнесенное к единице вязкости 35*10^9 1/м. Перепад давлений P=69 кПа;  плотность твердой фазы rт=2325 кг/м3;  плотность жидкой фазы рж=1000 кг/м3;  вязкость жидкой фазы m=0,95*10^-3 Па-с; давление регенерирующей воды 150 кПа; температура 200°С;  расход воды 0,5 м3/час.

Скачать решение задачи 4.141 (МАХП КНИТУ)

   

Технологическая схема установки алкилирования бензола пропиленом.

Технологическая схема установки алкилирования бензола пропиленом.

Алкилирование бензола пропиленом в присутствие катализатора (хлористого аммония) позволяет получить изопропилбензол (кумол) и этилбензол. Высокооктановый компонент авиационного бензина – кумол при окисление дает фенол и ацетон. Высокотемпературная дегидрогенизация этил бензола дает стирол.

Катализаторный комплекс (рис. 45), состоящий из бензола, треххлористого алюминия, полиалкидбензолов и воды готовится в аппарате с мешалкой 1 и подается в гребенку алкилатора 2, сюда же поступает сырье – пропан-пропиленовая фракция (ППФ), бензольная шихта, полиалкилбензолы (ПАБ), бензольный конденсат. Процесс алкилирования проводится при температуре 120 – 1300С и давлении 2 – 5 атм. Алкилирование – реакция экзотермическая. Выделяющееся тепло снимается испаряющимся бензолом, который в смеси с пропаном из верхней части алкилатора направляется на конденсацию в два конденсатора 3 и 4. Сконденсировавшийся бензол возвращается в гребенку алкилатора. Реакционная масса непрерывно отводится из верхней части алкилатора в отстойник 8, где отстоявшийся каталитический комплекс отделяется и направляется в гребенку алкилатора. Реакционная масса пройдя холодильник 9, дросселируются в сборнике 10 до 1 – 2 атм и после дополнительного отстойника 12 направляется на водную промывку для разложения увлеченного каталитического комплекса. Смешение реакционной массы с водой происходит в смесителе 14. В емкости 15 происходит отстой углеводородной части от воды. Верхний углеводородный слой поступает в насадочную колонну 16 на повторную промывкуводой. В отстойнике 17 вода отделяется от реакционной массы, которая подается на нейтрализацию щелочью в смеситель 19 и отстойник 20. Р еакционная масса забирается насосом 24, подается в колонну 21 для промывки от щелочи, затем поступает в сборник 22 и далее направляется на ректификацию. Попановая фракция, содержащая бензол, из конденсатора 4 и сепаратора 11 отводится на абсорбцию бензола ПАБами в скруббер 5, очистку щелочью и водой в скрубберах 6 и 7 и поступает после компрессии на установку пиролиза.

Технологическая схема сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами

Рисунок 45 8. Технологическая схема сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами.

Наибольшее применение алкилирование (замена в углеводороде водорода на алкильную группу) находит при производстве технического изооктана – алкилата, являющегося важным компонентом при производстве высокооктановых моторных топлив (рис. 46). Алкилат получается прямым синтезом изобутана с бутиленами в присутствие катализатора – серной кислоты. В зависимости конструкции реактора и конструкции погоноразделения может быть несколько вариантов технологической схемы сернокислотного алкилирования. Рассмотрим установку с каскадным реактором.
Исходное сырье – бутан-бутиленовая фракция (ББФ) из емкости 1 через теплообменник 3 и холодильник 4 подается в реактор 5. Реактор представляет собой цилиндрический лепак, состоящий из двух секций: реакционной и отстойной. Реакционная секция имеет 5 каскадов, в каждом из которых расположена мешалка, обеспечивающая интенсивный контакт кислоты с реагирующими углеводородами. Исходное сырье подается в каждый каскад, а циркулирующий изобутан и серная кислота – в первый каскад и последовательно перетекает в следующие. Съем тепла реакции осуществляется частичным испарением циркулирующего изобутана и полным испарением содержащегося в сырье пропана в каждом каскаде. Пары изобутана и пропана поступают в коллектор, соединяющий реакционную зону с отстойником, изкоторой пары направляются на прием компрессора 27. После компримирования пары полностью конденсируются и охлаждаются в конденсаторе – холодильнике 28. Конденсат поступает в аккумулятор 29, из которого направляется в пропановую колонну 31 для отделения балансового количества пропана от циркулирующего изобутана. Изобутан с низа колонны 31 поступает в холодильник 36, а оттуда – в первый каскад реактора.
Смесь продуктов реакции, серной кислоты и циркулирующего изобутана перетекает в отстойную секцию, где оседает основная масса кислоты, которая далее возвращается в первый каскад реактора. Продукты реакции и циркулирующий изобутан насосом 6 через сырьевой холодильник 3 подаются на нейтрализацию и водную промывку (аппараты 7, 8, 9).

После водяного отстойника 10 они направляются на фракционирование в ряд колонн. С верха колонны 12 отводится изобутан и поступает в реактор. С низа колонны 12 смесь бутана, пентана и алкилата поступает в бутан-пентановую колонну 16, где с верха отбирается бутан-пентановая фракция, отводимая в заводские емкости. Нижний продукт (алкилаты) поступает в колонну вторичной перегонки 22. Головным погоном колонны 22 является авиационный алкилат – изооктан, а остаточным мотоалкилат.
Основные факторы рассмотренного процесса: 1) молярное отношение изобутана к бутиленам в реакционной зоне не менее 5:1. Чем выше это отношение, тем больший выход алкилата и лучше его антидетанационные свойства; 2) необходимое время контакта в реакторе 20 – 30 мин; 3) температура процесса 0 – 100С; 4) давление в реакторе 3 – 12 атм; 5) лучшие результаты алкилирования получаются с использованием 96 – 98% - ной серной кислоты.
Каскадный трехступенчатый реактор для алкилирования.Наиболее совершенным является каскадный реактор (рис. 47). Горизонтальный аппарат цилиндрической формы имеет несколько зон смешения, снабженных мешалками, и двухсекционную зону отстоя. Циркулирующие изобутан и серная кислота поступают в первую зону смешения. Исходное сырье, смесь изобутана с олефинами, равномерно распределяется по всем зонам смешения. Благодаря этому в каждой зоне обеспечен значительный избыток изобутана. В последних двух секциях кислота отделяется от углеводородного слоя. Температура и давление в реакторе обеспечивают частичное испарение углеводородной фазы реактора, в основном наиболее легкого ее компонента – изобутана. Испарившийся газ отсасывают компрессором и после охлаждения и конденсации вновь возвращают в реакционную зону. При испарение изобутана тепло реакции снимается. Температура в реакторе поддерживается на заданном уровне автоматически.

Реактор сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами

Число зон смешения может быть от двух до пяти. Существуют установки с реактором, в котором имеется шесть зон смешения (по три с каждой стороны) и зона отстоя, расположенная в средней части аппарата.
Наличие реакторов каскадного типа, работающих по принцепу “автоохлождение”, упрощает и удешевляет установки алкилирования, так как это позволяет отказатся от хладоагента (аммиака, пропана).
Описание конструкции вертикального реактора – контактора для алкилирования. Вертикальный реактор – контактор расчитан на установки средней мощности (рис. 48). В контакторе при помощи турбосмесителя происходит смешение углеводородов с кислотой до образования эмульсии и ее циркуляции. Рабочий объем контактора разделен цилиндрической перегородкой. Эмульсия поднимается по наружнему кольцевому сечению и опускается по внутреннему цилиндру контактора, где от нее отнимается тепло реакции через поверхность охлаждающих трубок. Для упорядочения восходящего потока смеси к цилиндрической перегородке приварены вертикальные ребра.

Вертикальный реактор – контактор

Реакционная смесь охлаждается посредством двойных трубок (трубок фильда), через которые циркулирует хладогент – аммиак или пропан. Жидкий аммиак поступает на верхнюю решетку и, распределяясь по всем вутренним трубкам, проходит сверху вниз, затем переходит в трубки большого диаметра, испаряется и кольцевому зазору поднимается вверх.
Аммиачные пары поступают в зону парообразного аммиака контактора (между верхней и нижней решетками) и через расширительный бачок направляется на прием компрессора. Отвод тепла регулирует изменением давления в системе охлаждения.
Кислота вводится в верхнюю часть контактора, а свежее сырье – в нижнюю часть. Проконтактировавшая смесь непрерывно отводится с верха контактора в кислотный отстойник. Мешалка приводится во вращение от электромотора или паровой турбины через систему редукторов, расположенных под контактором.
Схема горизонтального реактора – контактора.

Схема горизонтального реактора – контактора

Горизонтальные контакторы снабжены U-образным пучком охлаждающих трубок (рис. 49). По сравнению с вертикальным контактором в горизонтальном аппарате более удачно осуществлены вводы сырья и катализатора, которые падают сразу в зону наиболее интенсивного смешения. Далее смесь направляется по наружнему кольцевому пространству и в противоположном конце аппарата устраняет необходимость в зубчатой передачи к приводу и облегчает обслуживание контактора. В аппарате происходит чрезвычайно интенсивная циркуляция, достигающая на крупных установках около 200 м3/мин. При такой циркуляции поступающая смесь практически мгновенно смешивается с эмульсией, заполняющий реактор. Соотношение изобутана к олефину в месте поступления сырьевого потока достигает 500 молей к 1 молю. Контакторы этого типа конструктивно проще. Емкость их больше, чем у вертикальных аппаратах и может быть увеличена до определенных пределов. Применение очень крупных контакторов ухудшает качество смешения, поэтому вместо одного очень мощного аппарата предпочитают устанавливать не менее трех – четырех контакторов меньшей мощности.

Наиболее благоприятным условием хорошего контакта и последующего нормального расслоения фаз является работа аппарата при скорости вращения мешалки в пределах 2200 до 2700 об/мин. Постоянное давление в контакторе (5 – 6 атм), поддерживаемое регулятором давления, обеспечивает проведение процесса в жидкой фазе. Съем тепла и поддержание требуемой температуры в контакторе осуществляется вводом жидкого аммиака с последующим испарением его на выходе из охлаждающих трубок.
Подготовка и первичная переработка нефти. 1. Промысловые установки стабилизации нефти.Добываемая из нефтяного пласта нефть содержит в своем составе значительные количества минеральных солей, воды, растворенного газа. Для транспортировки нефти на дальние расстояния она должна быть предварительно подготовлена, т.е. отделена от вышеуказанного баласта.Качество нефти, подготовленной к транспортировке, определяется ее обводненностью, содержанием минеральных солей и давлением насыщенных углеводородных паров. все эти характеристики должны находится в допустимых пределах во избежание нарушения режимов ее транспортировки по нефтепроводам.Подготовка нефти включает в себя процессы сепарации нефти от водной фазы, промывку нефти пресной водой для отделения солей, растворимых в нефти и отгонку из нефти растворенных легких углеводородов с доведением упругости паров до регламентных требований.В районах традиционной нефтедобычи (Урала – Поволжья) задача подготовки нефти решается комплексно на установках комплексной подготовки нефти (УКПН). При проведении процессов стабилизации нефти (отделение легких головных фракций) в этом случае одновременно ставится задача получения широкой фракции легких углеводородов (С2?С5), которые являются ценнейшим сырьем для нефтехимического синтеза. Стабилизация нефти обычно осуществляется ректификационным способом с использованием нефтестабилизационных колонн. Схемы нефтестабилизационных установок (НСУ) приведены на рис.Иногда применяется метод простой сепарации (разделение газообразной и жидкой фаз) при пониженных давлениях и повышенных температурах. Этот способ позволяет обеспечить требуемое качество стабильной нефти, но качество нефти оказывается неудовлетворительным.

 Схемы нефтестабилизационных установок (НСУ)

   

Технологическая схема установки каталитического крекинга с шариковым катализатором

Технологическая схема установки замедленного коксования.

Термический крекинг тяжелого нефтяного сырья (гудрона), при котором наряду с дистиллятом широкого фракционного состава получают твердый остаток – кокс, называется коксованием. В промышленность внедрены 1) непрерывный процесс коксования в потоке гранулированного и пылевидного коксового теплоносителя; 2) полунепрерывный процесс коксования в необогреваемых камерах (замедленное коксование). Установки замедленного коксования просты по аппаратурному оформлению и в эксплуатации и позволяют получить высококачественный крупнокусковый электродный кокс (рис. 21).

Технологическая схема установки замедленного коксования

Сырье насосом прокачивается через конвекционную секцию и часть радиантных труб печи 2 и с температурой около 3500С поступает в нижнюю часть ректификационной колонны 3. Под нижнюю каскадную тарелку поступают продукты коксования из камеры 1 (две камеры работают переменно). В результате контакта паров с сырьем пары частично конденсируются, а сырье подогревается.

Образовавшаяся смесь с низа колонны горячим насосом прокачивается через радиантные трубы печи 2 и с температурой 480 –5100С поступает в одну из попеременно работающих камер 1. В результате длительного пребывания в камере жидкая часть сырья постепенно превращается в кокс, а парообразованные продукты с верха камеры отводятся в колонну 3.

Колонна 3 состоит из двух частей : верхней и нижней. Верхняя часть служит для разделения бензина, легкого и тяжелого газойля. Газ и бензин уходят с верха колонны и через конденсатор – холодильник поступают в емкость орошения 10. Часть бензина используется для орошения колонны 3, а балансовое количество вместе с газом поступает на разделение в газосепаратор 13. После разделения бензин направляется на стабилизацию, а газ – на газофракционирующую установку.

 При подготовке камеры к выгрузке кокса ее сначала продувают паром, выдувая все летучие продукты в колонну 3, а к концу продувки – в емкость 6, имеющую газоотводную трубку 14, которая соединяет ее с атмосферой.

3. Технологическая схема установки каталитического крекинга с шариковым катализатором.

Каталитический крекинг (рис. 22) предназначен для получения широкой газойлевой фракции, высокооктанового бензина, газа и дизельного топлива. Катализатор с частицами в 2 – 3 мм обеспечивает снижение температуры крекинга и равномерный контакт катализатора с парами сырья в реакторе и с воздухом в регенераторе.

Технологическая схема установки каталитического крекинга с шариковым катализатором

Вакуумный газойль насосом Н – 1 прокачивается через теплообменники легкого 1 и тяжелого 2 газойля и поступает в трубчатую печь 3, где нагреваясь до температуры 460 – 4800С, поступает в реакционную зону реактора 4. В реакторе контактируя с катализатором, поступающим из бункера реактора с температурой 5200С, пары сырья крекируются. Из нижней части реактора через сепарирующее устройство пары продуктов реакции вместе с перегретым водяным паром, подаваемым на отпарку катализатора с температурой 4600С, отводятся в ректификационную колонну 5 под отбойную тарелку. С верха ректификационной колонны жирный газ, пары бензина и водяной пар с температурой 1300С поступают в конденсатор – холодильник 6. Жирный газ, бензин и вода из холодильника 6 с температурой 400С поступают в газосепаратор 7, где происходит разделение жирного газа, бензина и воды. Из газосепаратора жирный газ поступает на разделение. Нестабильный бензин частично подается на орошение колонны 5, остальная часть откачивается на стабилизацию.

С тарелки 16 колонны 5 через отпарную колонну 8 насосом Н-3 легкий газойль откачивается в резервуар товарного парка. Тяжелый газойль с низа колонны 5 частично поступает на орошение низа колонны, а остальная часть откачивается в товарный парк. Отработанный катализатор воздухом, нагретым в топках под давлением 11, транспортируется в регенератор 12, где происходит выжиг кокса за счет подачи вентилятором воздуха, нагретого в топке под давлением. Регенерированный катализатор с температурой 580 – 6000С горячим воздухом транспортируется в бункер реактора, откуда поступает в реакционную зону реактора. Тепло, выделяемое при выжиге кокса с катализатора, снимается водой, подаваемой в охлаждающие змеевики регенератора насосом Н-5.

Реактор.

Реактор (рис. 23, 24) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой от 15 до 20 м и диаметром от 3 до 5м в зависимости от мощности установки. Назначение реактора – проведение процесса крекинга нефтяного сырья. В реакторе имеется семь зон, в каждой из которых проводится определенная операция. В первой, или верхней, зоне имеется устройство для распределения поступающего сюда регенерированного катализатора по поперечному сечению аппарата. Горячие пары сырья поступают из змеевиков печи во вторую зону реактора, в пространство между указанными переточными трубами. Это пространство ограничено сверху днищем, а снизу – слоем катализатора. Пары и катализатор проходят рабочую зону сверху вниз прямотоком. В этой зоне протекает процесс каталитического крекинга. Внутрренних устройств третья зона не имеет, за исключением выступающих карманов термопар для замера температуры реакции. Ниже расположена четвертая зона, служащая для отделения паров продуктов реакции от катализатора. Разделительное устройство состоит из нескольких рядов колпачков, равномерно расположенных по высоте большого числа вертикальных труб. Последние имеют под каждым колпачком отверстия для отвода крекинг – продуктов в пятую зону. Катализатор проходит по переточным трубам в шестую зону, где он продувается перегретым водяным паром с целью удаления содержащихся в нем углеводородных паров. В седьмой зоне расположено выравнивающее устройство, которое служит для равномерного опускания слоя катализатора по всему поперечному сечению реактора. Этой части аппарата придается важное значение, так как в случае различной скорости движения отдельных порций катализатора будет происходить неравномерное отложение кокса на катализаторе.

Реактор


Регенератор.

Регенератор (рис. 25) представляет собой вертикальный аппарат квадратного или круглого сечения. Основное назначение аппарата – непрерывный выжиг кокса, отложившегося в реакторе на катализаторе. Во избежание перегрева стального корпуса аппарат имеет внутреннюю футеровку, выполняемую из огнеупорного кирпича. Общая высота регенератора 20 – 30 м. В верхней его части имеется распределительное устройство, состоящее из бункера с патрубками (“паук”). В нижней части регенератора имеется выравнивающее устройство для создания равномерного движения катализатора по всему поперечному сечению аппарата. Кроме того, в регенераторе имеется девять секций, служащих для выжига кокса и охлаждения катализатора. В шести нижних секциях после выжига части кокса и нагрева катализатора производится охлаждение последнего путем передачи через змеевики определенного количества избыточного тепла воде, проходящей внутри трубок змеевиков.

Регенератор.


Рисунок 25

В каждую секцию регенератора из двух вертикальных воздуховодов поступает горячий воздух, который вводится в центральные коллекторы, имеющие по 28 зубчатых коробов каждый. Из каждой секции регенератора по гладким коробам отводятся дымовые газы. Количество охлаждающих змеевиков в аппарате (выполненных из цельносварных труб диаметром 60 мм из стали 1Х18Н9), число рядов, количество труб уточняется на месте в зависимости от качества сырья и предполагаемой коксовой нагрузки.

Длительность регенерации от 60 до 80 мин. Рабочие условия в регенераторе температура от 480 до 7000С, давление 800 мм вод. ст.

Cистема пневмотранспорта.

Подъем отработанного и регенерированного катализатора производится смесью воздуха и дымовых газов. Способ передвижения сыпучих материалов в виде взвеси в газовоздушном потоке носит название пневмотранспорта. Размеры и конструкция системы пневмотранспорта имеют решающее значение на величину кратности циркуляции катализатора.

Система пневмотранспорта включает: 1) воздуховоды; 2) загрузочные устройства – дозеры; 3) стволы пневмоподъемников; 4) сепараторы с циклонами; 5) бункер – подогреватель; 6) катализаторопроводы; 7) устройство для удаления катализаторной мелочи; 8) топки под давлением для нагрева воздуха; 9) воздуходувки.

Смесь дымовых газов и воздуха поступает по воздуховодам большого диаметра (0, 5-1 м), изготовленным из углеродистой стали, к месту потребления. Равномерное регулирование подачи катализатора в реактор и регенератор достигается загрузочными устройствами – дозерами (рис. 26), расположенными внизу стволов пневмоподъемников. Каждый дозер состоит из верхней, средней и нижней частей, переходного конуса 1 и чугунной отливки – трубки 2 переменного сечения. Для регулирования количества подаваемого катализатора в верхней части дозера установлена регулирующая обечайка 3, управление которой осуществляется посредством наружной системы рычагов. Для равномерной подачи воздуха в ствол в средней части дозера имеется выравниватель 4 потока воздуха, состоящий из двух концентрически расположенных цилиндров и конусной наставки 5 на внутренний цилиндр. Катализатор поступает в дозер через штуцеры, расположенные в верхней части аппарата. Вводимый под днище верхней части воздух, пройдя выравниватель 4 потока, подхватывает ссыпающийся через кольцевой зазор катализатор и подает его по стволу пневмоподъемника в верхний бункер.

Циклонный сепаратор.

Сепаратор (рис. 27) с циклоном размещен над стволом соответствующего пневмоподъемника и предназначен для отделения газа от катализатора, изменения направления движения катализатора и создания устойчивого уровня катализатора над реактором и регенератором.

Циклонный сепаратор

Катализатор, поступающий из пневмоподъемника 3 в нижнюю часть аппарата, за счет резкого снижения скорости отделяется от дымовых газов и пыли и по наклонной трубке 4 ссыпается из сепаратора в бункер. Пыль собирается в приемнике 5, а дымовые газы отводятся в атмосферу по патрубку 2. Мультициклоны 1, расположенные вверху каждого сепаратора, служат для отделения катализаторной мелочи и пыли от дымовых газов.

   

Технологическая схема установки депарафинизации нефтепродуктов водным раствором карбамида.

Технологическая схема установки депарафинизации нефтепродуктов водным раствором карбамида.

Высококачественные смазочные масла вырабатываются исключительно из парафинистых нефтей. Для этого масляные дистилляты подвергаются избирательной очистке, а полученные рафинаты – депарафинизации (отделению от масел парафинов). Для выделения твердых парафинов из масляных дистиллятов путем понижения температуры и фильтрации необходимо масло растворить в растворителе. В качестве растворителей применяются: смесь кетонов с бензолом и толуолом, пропан, нафта, карбамид и др.

Депарафинированный нефтепродукт смешивается с растворителем и подается в реактор 1, куда поступает также нагретый до 700С насыщенный водный раствор карбамида вместе с активатором (например, метанолом). В реакторе, снабженном перемешивающим устройством, происходит образование комплекса карбамида с “твердыми” углеводородами. Снятие тепла реакции осуществляется циркулирующей смесью, забираемой насосом Н-1 и прокачиваемой через водяной холодильник 2. Смесь комплекса с жидкой фазой поступает в вакуум – фильтр 3 для отделения комплекса. Образовавшаяся на фильтре 3 лепешка комплекса промывается тем же растворителем, который применялся для разбавления депарафинируемого сырья на входе в реактор 1. Фильтрат забирается насосом Н-3 и подается в отстойник 4, где происходит разделения его на две фазы: верхнюю – раствор депарафинизата в растворителе – и нижнюю – раствор карбамида в воде. В этот же отстойник поступает раствор карбамида в воде, образовавшийся в результате разложения комплекса в реакторе 5, куда поступает разбавленный растворителем комплекс с фильтра 3, и где под действием острого пара при температуре 850С он разлагается на составные части. При этом с верха реактора 5 отводится раствор парафина в растворителе, идущий затем в колонну 6, где от парафина отгоняется растворитель. Отогнанный растворитель конденсируется в холодильнике 7 и насосом Н-5 вновь возвращается на разбавление сырья, а парафин с низа колонны 6 откачивается в емкость. Раствор депарафинизата из отстойника 4 поступает на отгонку растворителя в колонну 8, с низа которой отводится готовое депарафинизированное масло, а с верху отводится пары растворителя, которые после конденсации возвращаются на разбавление сырья. Нижний слой из отстойника 4 ( раствор карбамида в воде) направляется насосом Н-4 в испаритель 9, который нагревается глухим перегретым паром. С верха испарителя отводятся водяные пары, а с низа – насыщенный раствор карбамида, который затем охлаждается в холодильнике 10 и насосом Н-6 вновь возвращается в реактор 1.

 

   

Cтраница 1 из 4

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат