Министерство Образования Российской Федерации

Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

Стерлитамакский Филиал

Кафедра "Оборудование

нефтехимических заводов"

К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕН

Зав. кафедрой, член корреспондент

рецензент АН РБ, Д.Т.Н., профессор

Реконструкция теплообменника в цехе N2 ЗАО " Каустик" с целью повышения эффективности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дипломник М.Н. Исхаков

Руководитель. А.Т. Гильмутдинов

Стерлитамак 2001

Реферат

Пояснительная записка проекта содержит 115 листов текста, 8 рисунков, 23 таблицы, 27 наименований источников литературы.

Дипломный проект посвящен конструкторской разработке кожухотрубчатого теплообменного аппарата, взамен существующего в настоящее время конденсатора хлора.

Разработаны рабочие чертежи на изготовление теплообменного аппарата. Произведен механический расчет основных узлов теплообменного аппарата.

Рассмотрены вопросы контроля и автоматизации технологического процесса, мероприятия по безопасности эксплуатации оборудования, проведено экономическое обоснование реконструкции.

Результаты работы могут быть использованы для практического применения на производстве.

Содержание

Задание

Реферат

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Систематизация и критическая оценка опубликованных

отечественных и зарубежных работ по теплообменным аппаратам

1.2 Развитие процесса получения жидкого хлора, его варианты

1.3 Анализ и критическая оценка работы оборудования

отделения жидкого хлора цеха N 2 ЗАО "Каустик"

1.4 Усовершенствование оборудования отделения

жидкого хлора цеха N 2 ЗАО "Каустик"

1.5 Патентные проработки конструкций змеевиковых испарителей

2 Обоснование выбора темы проекта

3 Технологическая часть

3.1 Описание реконструируемой схемы отделения

конденсации и ее аппаратурное оформление

3.2 Подготовка исходных данных для технологических расчетов

3.3 Расчет тепловой нагрузки конденсатора

3.4 Расчет гидравлического сопротивления

кожухотрубчатого теплообменника

4 Механическая часть

4.1 Выбор конструкционных материалов для проведения реконструкции

4.1.1 Таблицы химического состава и механических

свойств конструкционных материалов

4.2 Расчет на прочность элементов конденсатора

4.2.1 Расчет на прочность цилиндрической обечайк

4.2.2 Расчет фланцевых соединений

4.2.3 Расчет трубной решетки

4.3 Основные указания по ремонту и монтажу оборудования

отделения конденсации

4.4 Методы восстановления трубок и трубных решеток

5 Автоматизация и управление техническими системами

5.1 Автоматический контроль

5.1.1 Выбор и обоснование параметров контроля

5.1.2 Выбор и обоснование средств контроля

5.2 Автоматическое регулирование

5.2.1 Выбор и обоснование параметров, управляющих

воздействий и схем65

5.2.2 Выбор и обоснование средств регулирования

5.3 Сигнализация и блокировка.

5.3.1 Выбор и обоснование параметров предупредительной и

аварийной сигнализации

5.3.2 Выбор и обоснование средств предупредительной сигнализации

5.4 Сводная спецификация средств автоматизации

6 Безопасность и экологичность проекта

Введение

6.1 Безопасность проекта

6.1.1 Общая характеристика опасностей проекта

6.1.2 Безопасность производственной деятельности

и мероприятия по ее обеспечению

6.2 Санитарно-технические мероприятия

6.2.1 Освещение

6.2.2 Вентиляция

6.2.3 Отопление

6.2.4 Бытовые помещения

6.2.5 Льготы для работающих

6.3 Экологичность проекта

6.3.1 Характеристика источников экологической опасности

6.3.2 Выбросы, их состав, количество и влияние на окружающую среду

6.3.3 Водоснабжение производства и канализация, нормы расхода воды

6.4 Безопасность и экологичность проекта в чрезвычайных ситуациях

7 Экономическая част

7.1 Расчет производственной программы

7.2 Расчет капитальных вложений

7.3 Расчет показателей по труду и заработной плате

7.3.1 Расчет годового фонда заработной платы

7.3.2 Расчет годового фонда заработной платы для ИТР

7.3.3 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию

оборудования и цеховых расходов

7.4 Расчет себестоимости продукции

7.5 Обоснование экономической эффективности

проектного решения

8 Заключение

Список использованных источников

Ведомости спецификаций

Введение

В настоящее время, как и раньше, нефтехимии и химии неорганических соединений придается большое значение. Химическая продукция широко используется в народном хозяйстве. В связи с ограниченностью природных ресурсов и ухудшением экологии повышаются требования, предъявляемые к химической продукции.

Для выполнения этих требований производится интенсификация производства, уменьшаются затраты на производство, улучшаются свойства продукции и уменьшаются их вредные свойства.

Для получения высококачественной продукции внедряются новые разработки, используются научные и технические новшества, производится реконструкция оборудования.

В перспективы развития производства закладываются следующие требования: мало- и безотходное производство, уменьшение затрат, получение новых соединений и т.д.

Цех N 2 ЗАО "Каустик" выпускает хлор жидкий, абгазы конденсации хлора.

Хлор жидкий выпускается в соответствии с ГОСТ 6718 высшего и первого сортов.

Жидкий хлор - химическая формула “С1₂”, жидкость янтарного цвета с резким удушающим запахом. Чистый газообразный хлор при давлении 0,1 МПа и температуре минус 34,05 °С сжижается.

Жидкий хлор анализируют, пропуская пробу паров хлора через поглотитель с раствором восстановителя, в приборе, снабженном бюреткой для собирания непоглощенных примесей “нехлора”.

По привесу поглотителя и объему “нехлора” рассчитывают вес. %С1₂. Нехлор далее анализируют на содержание СО₂, О₂, Н₂.

Абгазы конденсации хлора по своему составу должны отвечать следующим требованиям:

Содержание хлора, % не менее 65;

Содержание водорода, I не более 4;

Содержание инертных газов остальное.

Абгазный хлор используется внутри объединения в смеси с электролитическим.

В таблице 1 приведена характеристика сырья, материалов и полупродуктов.

Хлор находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Хлор применяется в производстве ядохимикатов - ДДТ, гексахлорана, хлорофоса, металлилхлорида и других веществ, применяемых для борьбы с вредителями сельского хозяйства - уничтожении сорняков.

Хлор применяется в производстве цветных и редких металлов, цинка, титана, в производстве сильных растворителей, красителей, синтетических моющих средств, лекарственных средств.

Кроме того, хлор употребляется в текстильной промышленности для отбеливания тканей, в бумажной промышленности для отбеливания целлюлозы и бумаги. Применяется хлор для хлорирования воды.

Таблица 1 - Характеристика сырья, материалов и полуфабрикатов.

1 Литературный обзор

1.1 Систематизация и критическая оценка опубликованных отечественных и зарубежных работ по теплообменным аппаратам

В отечественной и зарубежной технической литературе объемно рассматриваются теплообменные процессы и аппараты, их осуществляющие.

В большинстве процессов нефтеперерабатывающей промышленности используется нагрев исходного сырья, а также применяемых при его переработке растворителей, реагентов, катализаторов и т.д.

Полученные в результате того или иного технологического процесса целевые продукты или полуфабрикаты обычно требуется охлаждать до температуры, при которой возможны их хранение и транспортировка.

На современных нефтехимических и химических предприятиях, где осуществляется глубокая переработка химического сырья, на изготовление аппаратов, предназначенных для нагрева и охлаждения, затрачивается до 30% общего расхода металла на все технологические установки. Высокая эффективность работы подобных аппаратов позволяет сократить расход топлива и электроэнергии, затрачиваемой на тот или иной процесс, и оказывает существенное влияние на его технико-экономические показатели. Поэтому изучению устройства и работы данных аппаратов, а также освоению методов их расчета уделяется особое внимание.

В аппаратах, где идет нагрев или охлаждение, происходит теплообмен между двумя потоками, при этом один из них нагревается, другой охлаждается. Поэтому их называют теплообменными процессами вне зависимости, что является целевым назначением аппарата: нагрев или охлаждение, какие потоки обмениваются теплом, происходит ли при этом только нагрев или охлаждение или же теплообмен сопровождается испарением или конденсацией.

Применительно к химической и нефтехимической промышленностям, теплообменные аппараты классифицируются по таким основным признакам:

1) способ передачи тепла;

2) назначение.

В зависимости от способа передачи тепла аппараты делятся на следующие группы.

1) Поверхностные теплообменные аппараты, в которых передача тепла между теплообменивающимися средами осуществляется через поверхность, разделяющую эти среды.

2) Аппараты смешения, в которых передача тепла между теплообменивающимися средами осуществляется путем их соприкосновения. Для изготовления теплообменных аппаратов смешения, требуется, как правило, меньше металла; кроме того, во многих случаях они обеспечивают более эффективный теплообмен. Однако, несмотря на эти преимущества, аппараты смешения часто нельзя использовать вследствие недопустимости прямого соприкосновения теплообменивающихся потоков.

В зависимости от назначения аппараты делятся на следующие группы.

1) Теплообменники, в которых один поток нагревается за счет использования тепла другого, получаемого в процессе и подлежащего охлаждению. В таких теплообменниках нагрев одного и охлаждение другого потока позволяет сократить расход подводимого извне (сократить расход топлива, греющего водяного пара и т.д.) охлаждающего агента.

К этой группе относятся теплообменники для нагрева нефти на нефтеперерабатывающих установках, осуществляемого за счет использования тепла отходящих с установки дистиллятов, остатка, а также промежуточного циркуляционного орошения. Сюда относятся также котлы-утилизаторы, где получают водяной пар за счет использования тепла нефтепродуктов, дымовых газов или катализатора на установках каталитического крекинга. К этой группе относятся и регенераторы холода.

2) Нагреватели, испарители, кипятильники, в которых нагрев или нагрев и частичное испарение осуществляется за счет использования высокотемпературных потоков нефтепродуктов и специальных теплоносителей (водяной пар, растворы неорганических элементов и т.д.).

В таких аппаратах нагрев или испарение одной среды является целевым процессом, тогда как охлаждение горячего потока является побочным и обуславливается необходимостью нагрева исходного холодного потока.

Примером аппаратов этой группы могут служить нагреватели сырья, использующие тепло водяного пара, кипятильники, при которых в низ ректификационной колонны подводится тепло, необходимое для ректификации.

3) Холодильники и конденсаторы, предназначенные для охлаждения жидкого потока или конденсации и охлаждения паров с использованием специального охлаждающего агента (вода, воздух, испаряющийся аммиак, пропан и др.). Охлаждение и конденсация в этих аппаратах являются целевыми процессами, а нагрев охлаждающего агента - побочным. К таким аппаратам относятся холодильники и конденсаторы любой химической и нефтехимической установки, предназначенные для охлаждения и конденсации получаемых продуктов.

При регенерации тепла того или иного продукта его окончательное охлаждение до температуры, требуемой для безопасного транспорта и хранения, обычно завершается в холодильниках.