Пример расчета материального баланса установки АВТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По выполнению курсового проекта по МДК 02.04 Курсовой проект по химии и технологии нефти и газа

для специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа

(базовая подготовка)

Омск-2016

Рассмотрено на заседании ПЦК

технологических дисциплин

Протокол № 11 от 12.04.2016.

Председатель ПЦК

_______________С.В.Светикова

Автор: Светикова С.В. - преподаватель высшей категории

Соавтор:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………… … … ……………..4

1 Общие положения по курсовому проекту……………………………………..4

2 Состав и объем курсового проекта……………………………………………..6

3 Содержание частей и разрядов пояснительной записки курсового проекта……………………………………………………………………………..7

4 Оформление пояснительной записки………………………………………… 32

Приложение 1………………………………………….………………………….35

Приложение 2……………………………………..…………………………… 37

Приложение 3…………………………………………………………………… 38

Приложение 4…………………………………………………………………… 40

Приложение 5…………………………………………………………………… 41

Приложение 6…………………………………………………………………… 42

Литература………………………………………………………………………...44

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по предназначены для оказания помощи студентам при выполнении курсового проектирования по специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа и успешного освоения профессиональных компетенций.

В методических указаниях дается примерное содержание курсового проекта для студентов данной специальности, которое в зависимости от конкретной тематики может изменяться как по характеру рассматриваемых вопросов, так и по глубине их проработки. В указаниях содержатся примеры по выполнению отдельных частей и разделов проекта, а так же приведены основные положения по курсовому проектированию в той мере, которая необходима для углубления профессиональных знаний и умений.

Курсовое проектирование является одним из этапов подготовки студента к самостоятельному решению вопросов, выбора рациональной схемы производства нефтеперерабатывающей промышленности, эффективного аппаратурного оформления.

Студент, выполняя курсовой проект, приобретает навыки пользования технической и справочной литературой.

По усмотрению преподавателя и по производственной необходимости, студент может выполнять курсовую работу исследовательского характера.

Курсовой проект содержит основные части: технологическую, расчетную, экономическую, графическую. Аудиторная нагрузка студентов очной формы обучения по курсовому проекту составляет 60 часов.

Методические указания завершаются списком рекомендуемой литературы и нормативно-технической документации.

В приложении приведена форма задания на курсовое проектирование, форма титульного листа и рецензии.

1.Курсовое проектирование

Общие положения по курсовому проекту

Курсовое проектирование имеет целью закрепление и систематизирование знаний, умений и навыков студентов по профессиональному циклу, развитие направлений самостоятельной работы и решение вопросов производственно- технического характера.

Курсовые проекты по своему объёму и тематике должны соответствовать программе профессионального модуля ПМ 02., содержать разработки технологической установки или части установки данного процесса.

Задание на курсовое проектирование составляется преподавателем – руководителем курсового проектирования и утверждается соответствующей предметно-цикловой комиссией (Приложение I).

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Объём пояснительной записки – 35-60 страниц.

Графическая часть выполняется на двух листах чертёжной бумаги формата А1. Все чертежи должны выполняться по нормам и правилам единой системы конструкторской документации.

Руководство курсовым проектированием осуществляет преподаватель соответствующего профессионального модуля. Перед началом курсового проектирования на вводном занятии руководитель разъясняет задачи и значение курсового проектирования, сообщает содержание пояснительной записки, требования, предъявляемые к графической части проекта, примерное распределение времени на выполнение отдельных частей задания, рекомендует техническую и справочную литературу.

Работа студентов по курсовому проектированию проводится в урочное время в объеме 60 часов, и внеаудиторное в объеме 26 часов.

Во время проведения аудиторных занятий преподаватель беседует с каждым студентом, выдает рекомендации и замечания по проекту, проверяет правильность проведения расчета.

Законченные курсовые проекты в установленный срок студент предоставляет руководителю курсового проектирования, который проверяет чертежи и расчётно-пояснительную записку, подписывает их и дает рецензию.

Защита курсовых проектов проводится в назначенное руководителем время за счет времени, отведенного на выполнение проекта.

Студент допускается к сдаче квалификационного экзамена по ПМ 02, условии успешной защиты проекта (не ниже, чем на оценку «3»).

2.Состав и объём курсового проектирования

В пояснительную записку курсового проекта вводят следующие части и разделы:

Введение …………………………………………………………………………... 1-2

Технологическая часть

1.1 Назначение и краткая характеристика проектируемого

процесса, выбор схемы…………………………………………………………….2-4

1.2 Теоретические основы процесса…………………………………………….. 10-16

1.3 Описание технологической схемы процесса.

Нормы технологического режима………………………………………………...8-10

1.4 Качество сырья готовой продукции, вспомогательных материалов ……….3-5

1.5 Охрана труда…………………………………………………………………... 2-3

1.6 Охрана окружающей среды………………………………………………….. 2-4

2.Расчетная часть ………………………………………………………………. 12- 24

2.1 Материального баланса процесса

2.2 Материальные балансы аппаратов

2.3 Тепловой баланс аппарата

2.4 Расчет основных конструктивных размеров аппарата

3. Экономическая часть………………………………………………………….. 5-10

ЛИТЕРАТУРА

3. Содержание частей и разделов пояснительной записки курсового проекта.

Введение

Значение продукции проектируемого процесса в народном хозяйстве, состояние и перспективы развития промышленности основного органического и нефтехимического синтеза, производства полимеров и каучуков.

Технологическая часть

1.1 Назначение и краткая характеристика проектируемого процесса, выбор схемы

В этом разделе излагается назначение проектируемого процесса и его характеристика, существующие варианты процесса и основание выбора варианта проектируемого процесса.

1.2 Теоретические основы процесса

Этот раздел включает в себя описание теоретических основ проектируемого процесса (химизм, температура, давление, катализаторы и другие параметры). Особое внимание следует уделять при проектировании каталитических процессов механизму действия катализаторов.

1.3Описание технологической схемы процесса. Нормы технологического режима

В этом разделе дается описание аппаратурно-технологической схемы проектируемого процесса в строгом соответствии с аппаратурно-технической схемой, отображенной в графической части проекта. Здесь же приводятся нормы технологического режима в виде таблицы (см. табл. 1)

Таблица 1 - НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА

Наименование аппаратов и показателей режима	Единицы измерения	Допустимые пределы
Отбензинивающая колонна КI Температура: Верха Низа Давление	^оС ^оС МПа	130-150 230-240 0,45-0,5

1.4 Качество сырья, готовой продукции, вспомогательных материалов.

Этот раздел содержит характеристику сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов, применяемых в проектируемом процессе, в соответствии с техническими условиями, ГОСТ и стандартами предприятия. Основные показатели сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов помещаются в таблицу. Заполнение таблицы по следующей форме (см. таблицу 2)

Таблица 2- КАЧЕСТВО СЫРЬЯ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Наименова-ние продукта	ГОСТ, ТУ, СТП	Показатель по ГОСТ, ТУ, СТП	Допусти-мые пределы
Нефть обессоленная	СТП010619-214-77	Содержание хлористых солей, мг/л, не более	3,0
Топливо дизельное «Зимнее»	ГОСТ305-73	1. Цетановое число, не менее. 2. Фракционный состав: 50% перегоняется при температуре, С, не выше 96% перегоняется при темп., С, не выше 3. Температура застывания, С, не выше	45 250 340 -35

1.5 Охрана труда

В данном разделе отражаются следующие вопросы:

Социальное значение охраны труда, характеристика вредных веществ, применяемых в технологическом процессе, класс производства по ПЭУ, категория пожарной опасности по СНИП, предельно-допускаемые концентрации в соответствии с ГОСТ, основные меры пожарной безопасности, индивидуальные средства защиты.

1.6 Охрана окружающей среды

В этом разделе дается характеристика влияния применяемых веществ на окружающую среду: указывается ширина санитарной зоны, проводятся мероприятия по уменьшению выбросов в атмосферу, использование новых средств герметизации, способы очистки и утилизации отходов.

Расчетная часть

2.1. Материальный баланс процесса

Определение потребности в сырье, основных и вспомогательных материалов, количество отходов, потерь.

Таблица 3- МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

(наименование процесса)

*Наименование продукта*	*Выход % масс на сырье*	*Выход продуктов*
*Наименование продукта*	*Выход % масс на сырье*	тыс.т/год	т/сут	кг/ч
Поступило: --------- ---------
Итого:
Получено: -------- -------- -------- -------- и т. д. Потери
Итого:

Пример расчета материального баланса установки АВТ

Исходные данные:

- производительность по сырью – 5800 тыс.т/год;

- количество рабочих дней – 340;

- технологические потери – 0,5.

Материальный баланс составлен на основе потенциального содержания фракций в нефти. Количество входящих материальных потоков должно быть равно количеству выходящих материальных потоков. По кривой истинных температур кипения определяем фактическую разгонку нефти.

Таблица 4 - Фактическая разгонка нефти

№ фракции	Температура выкипания при 760 мм.рт.ст., ˚С	Выход (на нефть), %
№ фракции	Температура выкипания при 760 мм.рт.ст., ˚С	отдельных	суммарный
1	до 28 (газ до С4)	4,0	4,0	-
2	28 – 51	2,4	6,4	-
3	51 – 62	2,5	8,9	0,6462
4	62 – 82	3,5	12,0	0,7220
5	120 – 142	2,4	14,4	0,7399
6	142 – 158	2,3	16,7	0,7548
7	158 – 172	2,4	19,1	0,7711
8	172 – 180	2,4	21,5	0,7849
9	180 – 207	3,0	24,5	0,7922
10	207 – 232	3,0	27,5	0,8160
11	232 – 240	3,0	30,5	0,8275
12	240 – 262	2,7	33,2	0,8417
13	262 – 284	2,7	35,9	0,8514
14	284 – 293	2,8	38,7	0,8545
15	293 – 300	2,8	41,5	0,8585
16	300 – 332	2,8	44,3	0,8706
17	332 – 354	2,8	47,1	0,8821
18	354 – 350	2,9	50,0	0,8904
19	350 – 380	25,0	75,0	0,8959
20	Остаток	25,0	100,0	0,9680

G1 - нефть обессоленная; G2 - углеводородный газ; G3 - фракция н.к. – 85ºС, лёгкий бензин; G4 - нефть отбензиненная; G5 - фракция 85 – 120ºС, бензин; G6 - фракция 120 – 180ºС, тяжёлый бензин; G7 - фракция 180 – 240ºС, керосин; G8 - фракция 240 – 300ºС, дизельное топливо зимнее; G9 - фракция 300 – 350ºС, дизельное топливо летнее; G10 - мазут; G11 - фракция 350 – 450ºС; G12 - фракция 450 – 500ºС; G13 - нефтяной остаток, гудрон.

Рисунок 2.1 - Материально потоковый граф установки АВТ

В результате реконструкции атмосферной колонны улучшится массообмен и содержание дизельной фракции в мазуте уменьшится на 2%.

Таблица 5 - Материальный баланс установки АВТ

Наименование продукта	Выход, % масс.	Выход продукта
Наименование продукта	Выход, % масс.	тыс.т./год	т./сутки	кг/ч
Поступило: 1. Нефть обессоленная	100	5800	17058,82	710784,17
Итого:	100	5800	17058,82	710784,17
Получено: 1. Уг. газ 2.Фракция НК 85 ⁰С 3. фр 85-120 ⁰С 4. фр 120-180ºС 5. фр 180-240ºС 6. фр 240-300ºС 7. фр 300-350ºС 8. фр 350-470 ºС 9. фр 470-500 ºС 10.Остаток (гудрон) 11. Потери	2,6 6,0 3,0 10,0 8,0 12,0 10,0 21,0 2,0 24,9 0,5	150,8 348 174 580 464 696 580 1218 116 1444,2 29	443,53 1023,53 511,76 1705,88 1364,70 2047,06 1705,88 3582,35 341,18 4247,65 85,30	18480,42 42647,08 21323,33 71078,33 56862,50 85294,16 71078,33 149264,60 14215,83 176985,42 3554,17
Итого:	100	5800	17058,82	710784,17

Определяем суточную загрузку установки по сырью, т/сут.:

, (2.1)

где G_год– годовая загрузка установки по сырью, тыс. т/год;

Ч_р.д. – количество рабочих дней установки в году Ч_р.д. = 340 дней.

= 17058,82 т/сут.

Определяем часовую загрузку установки по сырью, кг/ч:

, (2.2)

где - суточную загрузку установки по сырью, т/сут.;

24 – количество часов в сутках.

710784,17 кг/ч

2.2. Материальный баланс аппарата

Расчет производительности аппарата, количество входящих и уходящих продуктов из аппарата. Материальный баланс составляется на основании общего материального баланса процесса и сводится в таблицу. Таблица составляется по следующей форме (см. табл. 6).

Таблица 6- МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС атмосферной КОЛОННЫ

*Наименование продукта*	*Выход % масс на сырье*	*Выход продуктов*
*Наименование продукта*	*Выход % масс на сырье*	тыс.т/год	т/сут	кг/ч
Поступило: 1.Отбензиненная нефть	94,9
Итого:	100
Получено: 1. Бензин 85-120°С 2. фр 120-180ºС 2 фр 180-240ºС 3 фр 240-300ºС 4 фр 300-350ºС 5. Мазут	6,0 13,0 9,0 11,0 6,0 49,9
Итого:	94,9