В качестве вспомогательного оборудования выбираем кожухотрубный теплообменник, предназначенный для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. В качестве теплоносителя используются продукты реакции выходящие из реактора с температурой 300°С.
Найдем тепло необходимое для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. Разность температур:
(4.28)
где F - мольный поток вещества, берем из материального баланса;
с - теплоемкость веществ при средней температуре смеси
соксида углерода = 30,22 Дж/моль∙К [7, с. 75]
сметан - 46,60 Дж/моль∙К [7, с. 83] сазот=29,96 Дж/моль∙К [7, с. 72]
соксида углерода (IV)= 44,97Дж/моль∙К [7, с. 75]
сводорода=29,08 Дж/моль∙К [7, с. 72]
скарбинола=74,01 Дж/моль∙К [7, с. 85]
своды=35,37 Дж/моль∙К [1, с. 78]
Q= ( 2,198∙30,22 + 3,008∙46,80 + 1,389∙29,96 + 1,078∙0,935 + 1,307∙44,97 + 11,632∙
•29,08 + 0,124 ∙74,01 + 0,08∙35,37) ∙70∙103/3600
Q= 12,81-103Вт
[II, с. 149] (4.29)
К - коэффициент теплоотдачи
(4.30) α1 - коэффициент теплоотдачи нагреваемой смеси α1=500Вт/м2∙К;
α2 - коэффициент теплоотдачи охлаждаемой смеси α2=600Вт/м2∙К.
Сумма технических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнения органических паров:
(4.31)
= 17,5 [10, с. 505] - коэффициент теплопроводности нержавеющей стали
= =11600 [11, с. 531]
Рис. 4.4. Схема тепловых потоков в теплообменнике
В соответствии с таблицей 2.3. [10, с. 51] поверхность, близкую к необходимой, может иметь теплообменник dтруб 25X2 с длиной труб 1,5м;
Dкожуха-159мм, поверхность теплообмена F=1,5m2. Запас поверхности теплообмена для выбранного теплообменника:
4.3.2. Аппарат воздушного охлаждения
Циркуляционный газ в аппаратах воздушного охлаждения охлаждается с
температуры 1200С до 400С, воздух нагревается с 150С до 700С.
1200С 40 0С
700С 150С
Следовательно
Ориентировочно значение коэффициента теплопередачи К от газа к жидкости при
вынужденном движении принимаем 50 Вт / (м2·К)
Определяем ориентировочное значение площади поверхности теплообмена
[15] (5.39)
где Q – количество передаваемой теплоты, Вт;
К – коэффициент теплопередачи, Вт / (м2·К);
- средняя разность температур холодного и горячего теплоносителей, 0С.
Определяем расход тепла, передаваемого от циркуляционного газа к воздуху
где - массовый расход циркуляционного газа, кг/с;
- теплоёмкость циркуляционного газа, кДж/(кг·К);
- начальная и конечная температуры циркуляционного газа, 0С
Q= 141,730·2,416·(120-40)=27393,57 кВт
Тогда м2
Так как циркуляционный газ перед аппаратами воздушного охлаждения делится на
два потока, то поверхность теплообмена соответственно будет равна 7305 м2.
По ГОСТ 14246-79 выбираем аппарат воздушного охлаждения зигзагообразного
типа с диаметром труб 25Х2 мм, длиной труб 6000 мм, числом ходов 1 и площадью
поверхности теплообмена 1875 м2.
4.3.3. Расчёт и подбор ёмкостей
Расход конденсата (карбинола – сырца) после сепаратора составляет 15000 кг/с по таблице.
Требуемый объём ёмкости определяется по формуле
(5.40)
где - расход конденсата, кг/с;
- время заполнения ёмкости, ч; =0,5ч
- плотность карбинола – сырца, кг/м3
= 831 кг/м3 [20]
- коэффициент заполнения, принимаем = 0,8 в соответствии с требованиями Госгортехнадзора;
м3
По ГОСТ 9317-84 выбираем ёмкость горизонтальную цилиндрическую с двумя эллиптическими отбортированными днищами, сварную [18].
Основные размеры сборника:
- вместимость 12,5 м3;
- внутренний диаметр 2000 мм;
- длина цилиндрической части 3200 мм;
- общая длина аппарата 4280 мм.
4.3.4. Подбор насосно – компрессорного оборудования
Для компримирования свежего синтез – газа выбираем центробежный, четырёхступенчатый компрессор марки К-160-131-1 с приводом от электродвигателя типа СТДП-6300-2УХЛ4:
- объёмная подача 70812 м3/ч;
- избыточное давление всаса 0,69 МПа;
- избыточное давление нагнетания 4,41 МПа;
- масса 72 т.
Для циркуляции газа выбираем центробежный одноступенчатый компрессор марки К-270-14-7 с приводом от электродвигателя типа СТМН-400-В:
- объёмная подача 600000 м3/ч;
- избыточное давление всаса 4,8 МПа;
- избыточное давление нагнетания 5,3 МПа;
- масса 46,2 т.
5. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1. Основные исходные данные
Производство карбинола является производством с непрерывным технологическим процессом при трехсменном режиме работы. Нагрузка по сменам равномерная.
Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование должно применяться во взрывозащищенном исполнении [12].
По степени надежности и бесперебойности электроснабжения основное оборудование относится к первой категории, гак как перерыв в электроснабжении этого оборудования может привести к опасности для жизни людей и значительному материальному ущербу, связанному с повреждением оборудования и длительному расстройству сложного технологического процесса.
Часть электрооборудования входит в особую группу по надежности электроснабжения. Это маслонасосы компрессоров, электроприводы задвижек, аварийное освещение. Это оборудование необходимо для безаварийной остановки производства в случае выхода из строя как основного, так и резервного источников питания.
Проектом предусмотрено рабочее, ремонтное и аварийное освещение. По надежности электроснабжения осветительные установки относятся к первой категории.
5.2. Определение потребителей электроэнергии и их мощности
Основными потребителями электроэнергии являются компрессоры, насосы и вентиляторы.
Единичная мощность потребителей определялась по каталогам и справочникам, согласно которым выбиралось технологическое оборудование [12]
Перечень основного оборудования с указанием его особенностей приведен в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Наименование исполнительного механизма или приемника электроэнергии
Кол ичес тво
Единичная мощность, кВт
Характер пуска
Регулиро вание скорости
Режим работы
1
2
4
5
6
1 .Циркуляционный центробежный компрессор (нагнетатель) ЭГПАЧ-5,5 1,25
3
4000
Под нагрузкой
Не
регулируется
Продолжительный
Основные данные оборудования
1
2
3
4
5
6
2. Центробежный компрессор природного газа 22 ЦКО-42/8-38М1
3
2000
Под нагрузкой
Не
регулируется
Продолжительный
3. Центробежный компрессор углекислого газа СА-425/6
1
1600
Под нагрузкой
Не
регулируется
Продолжительный
4. Центробежный компрессор конвертированного газа К-160-131-1
3
6300
Под нагрузкой
Не
регулируется
Продолжительный
5. Центробежный компрессор азота
1
1000
Под
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
