Дипломный проект - Расчет узла очистки пиролизного газа завода Этилен ОАО «НижнекамскНефтехим»

Основное оборудование узла – насадочная абсорбционная колонна, два конденсатора, сепаратор и насосы.
Из системы циркуляции на узел поступает пиролизный газ и через штуцер подается в нижнюю часть абсорбционной колонны поз. E-DA-203. Абсорбционная насадочная колонна состоит из корпуса-куба диаметром 800мм, корпуса-дистиллята диаметром 700мм, опоры и кран-укосины, температура среды вверху колонны 110°С, давление 2,15МПа. Высота колонны составляет 14730мм (6560мм – верхняя часть, 6600мм – кубовая часть и 1150мм - опора). В верхнюю часть колонны насосом через штуцер подается абсорбент, в качестве какового применяется 30%-й водный раствор карбоната натрия. Карбонат натрия поступает на распределительную тарелку, с которой смачивает верхний слой насадки. В качестве насадки используется нерегулярная насадка в виде колец «Хай-Пак» слоем высотой 5500мм. Далее абсорбент поступает на перераспределительную тарелку, вынесенную на опорных столиках, к которым она крепится болтами. Болты также используются для регулировки горизонтальности тарелок. После перераспределительной тарелки абсорбент смачивает нижний слой насадки «Хай-Пак» высотой 5000мм. Карбонат натрия абсорбирует из пиролизного газа СО2 (двуокись углерода) частично превращаясь в бикарбонат натрия и уходя из куба колонны через штуцер. Далее куб, обогащенный бикарбонатом натрия, направляется в соседний цех на переработку.
Пиролизный газ при прохождении через два слоя смоченной абсорбентом насадки очищается от двуокиси углерода и уходит из верхней части колонны в виде парожидкостной смеси очищенного пиролизного газа и карбоната натрия. Далее парожидкостная смесь поступает в конденсатор поз. E-EA-205. В конденсаторе происходит конденсация паров и мелких капель, унесенных пиролизным газом из колонны. После конденсатора пиролизный газ поступает в нижнюю часть сепаратора поз. E-FB-201, где окончательно очищается от карбоната натрия путем промывки обессоленной водой на трех ситчатых тарелках. Из сепаратора пиролизный газ возвращается в систему циркуляции пиролизного газа. Это позволяет поддерживать концентрацию двуокиси углерода (СО2) в системе циркуляции пиролизного газа не выше 3,2%.

Содержание:
Введение
Завод Этилена. История завода
1. Назначение и описание проектируемого узла
1.1. Назначение узла
1.2. Описание технологической схемы
1.3. Технические характеристики
1.4. Недостатки и рекомендации по их устранению
1.5. Выбор конструктивных материалов
2. Технологический расчёт колонны
2.1. Исходные данные
2.2. Материальный баланс
2.2.1. Массовый расход потоков
2.2.2. Унос абсорбента газами
2.2.3. Состав по зонам газового потока
2.2.4. Состав по зонам жидкого потока
2.3. Диаметр аппарата
2.3.1. Фиктивная скорость газа
2.3.2. Рабочая скорость газа
2.3.3. Диаметр аппарата
2.4. Высота аппарата
2.4.1. Общее число единиц переноса
2.4.2. Высота насадки
2.4.3. Высота аппарата
2.5. Гидравлическое сопротивление
2.5.1. Гидравлическое сопротивление сухой насадки
2.5.2. Гидравлическое сопротивление
2.6. Диаметр штуцеров
3. Механический расчет колонны
3.1. Выбор конструкционного материала
3.2. Расчет на прочность корпуса
3.2.1. Толщина обечайки
3.2.2. Толщина днища
3.3. Расчет укрепления отверстия
3.3.1. Диаметр отверстия, не требующий укрепления
3.3.2. Подбор размеров штуцера
3.3.3. Подбор размеров укрепляющего кольца
3.3.4. Условие крепления
3.4. Расчет фланцевого соединения
3.4.1. Выбор конструкций
3.4.2. Выбор основных размеров
3.4.3. Коэффициент жесткости
3.4.4. Болтовая нагрузка
3.4.5. Условие прочности шпилек
3.4.6. Условие прочности фланца
3.5. Расчет на ветровую нагрузку
3.5.1. Исходные данные
3.5.2. Эскиз к расчету
3.5.3. Период собственных колебаний
3.5.4. Сила давления ветра
3.5.5. Ветровой момент
3.5.6. Размеры опорного кольца
3.5.7. Расчет сварного шва
3.5.8. Проверка устойчивости цилиндрической формы
3.6. Расчет на прочность опорной решетки
3.6.1. Изгибающий момент
3.6.2. Расчет на прочность
4. Технологический расчет насоса
4.1. Исходные данные
4.2. Производительность
4.3. Напор
4.3.1. Диаметр трубопровода
4.3.2. Скорость потока
4.3.3. Потери на линии нагнетания
4.3.4. Потери на линии всасывания
4.3.5. Напор
4.4. Мощность
4.4.1. Полезная мощность
4.4.2. Мощность двигателя
4.5. Расчет на кавитацию
4.6. Выбор насосного агрегата
5. Механический расчет насоса
5.1. Исходные данные
5.2. Расчет корпуса
5.3. Расчет вала на изгиб
5.4. Эпюра изгибающих моментов
5.5. Крутящий момент
5.6. Эквивалентный момент
5.7. Определение минимального диаметра вала
5.8. Расчет критической скорости вращения вала
6. Экономическое обоснование
6.1. Расчет капиталовложения
6.2. Расчет численности и фонда заработной платы рабочих
6.3. Калькуляция себестоимости продукции
6.4. Экономический момент
6.5. Технико-экономические показатели
Заключение
Список использованной литературы

Заключение:
В данном курсовом проекте приведены технологические и механические расчёты колонны и насоса, а также представлено технико-экономическое обоснование.
Прочностные параметры элементов колонны и насоса отвечают выполнению требуемых условий эксплуатации.
Разработаны сборочные единицы колонны и насоса, рабочие чертежи деталей колонны и насоса.
В результате модернизации узла отмывки углекислого газа удается снизить себестоимость продукции. Это дает экономический эффект в размере 749068 рублей в год. Экономия получается за счет отказа от обессоленной воды (стоимость обессоленной воды) и остановки насоса поз E-GA-209 (экономия электроэнергии). Затраты на модернизацию окупаются в течение 2-х лет.