3.3 Блок теплообмена
Выбор и расчет схемы теплообменников для нагрева нефти.
Схема теплообмена на установке должна обеспечивать подогрев нефти до температуры не менее 245°С. Основой расчета схемы теплообмена является температура теплоносителей и их расход. В таблице 3.1 представлена характеристика теплоносителей, которые получаются на АВТ при переработке желонской нефти. Температура теплоносителей принята на основе литературных и практических данных по установкам АВТ в ОАО "Нафтан". При разработке схемы теплообмена в первую очередь решается вопрос о утилизации теплоты теплоносителей с максимальной температурой (290°С), т.к. они позволяют подогреть нефть до 245°С и выше. Количество потоков нефти, проходящей через теплообменники, определяется производительностью установки и площадью проходного сечения для нефти и теплоносителей. Для АВТ производительностью по желонской нефти 5 млн т/год выбираем теплообменники с диаметром кожуха 800 мм, числом ходов по нефти - 2, площадью свободного (проходного) сечения одного хода по трубам 6910-3 м2. Рассчитаем скорость нефти по трубному пространству:
,
где V−объемный расход нефти, м3/с;
F−площадь проходного сечения одного хода по трубам.
, где G − массовый расход нефти, кг/с:
− плотность нефти при 20С (табл.1.1)
Следовательно:
Следовательно, пускаем нефть через теплообменники двумя потоками. Скорость нефти по трубному пространству теплообменников будет составлять около 0,8 м/с. В первый и во второй поток направляем по 50% нефти. Для эффективного снятия тепла в колоннах К-2 и К-5, а также чтобы иметь возможность использовать орошения в качестве теплоносителей для нагрева нефти, примем их кратности равные - 2, а для ЛВГ - 19.
Таблица 3.1 - Характеристика теплоносителей
Теплоноситель
|
Расход, % масс. на нефть
|
Начальная температура теплоносителя, °С
|
1 Фракция 180-270°С
|
20,30
|
210
|
2 Верхнее циркуляционное орошение К-2 - ВЦО К-2 (кратность 2)
|
40,60
|
230
|
3 Фракция 270-360°С
|
17,73
|
300
|
4 Нижнее циркуляционное орошение К-2 - НЦО К-2 (кратность 2)
|
35,46
|
325
|
5 Лёгкий вакуумный газойль (кратность 19)
|
45,40
|
150
|
6 Фракция 360-430°С
|
9,11
|
270
|
7 ВЦО К-5 (кратность 2)
|
18,22
|
270
|
8 Фракция 430-500°С
|
8,56
|
300
|
9 СЦО К-5 (кратность 2)
|
17,12
|
300
|
10 Фракция 500-560°С
|
8,71
|
330
|
11 НЦО К-5 (кратность 2)
|
17,42
|
330
|
12 Гудрон (>560°C)
|
12,65
|
340
|
Принимаем, что тепло на блоке ЭЛОУ не теряется и нефть поступает в теплообменники после блока ЭЛОУ с температурой 110°С. Расходы теплоносителей в % масс. на нефть берём из материального баланса, представленного в пункте 5. Схема теплообмена была рассчитана по следующим формулам:
∆t н=∆tт*Gт/Gн при t ≤ 200 0С
∆t н=0,78*∆tт*Gт/Gн при t > 200 0С,
Где ∆t н и ∆tт - разность между температурами на входе и на выходе соответственно для нефти и теплоносителя, Gт и Gн - расход в теплообменнике теплоносителя и нефти соответственно, кг/ч или % мас. от общего количества нефти
Теплоту теплоносителей с температурой выше 1000С на выходе из последнего теплообменника можно использовать для нагрева воды и выработки водяного пара. Схемы подогрева нефти до и после ЭЛОУ см. в приложении А, Б соответственно.
Do'stlaringiz bilan baham: |