Введение 4
1 Технология производства получения вторичного сырья из мазута 6
2 Типы и основные характеристики трубчатых печей 10
2.1 Двухскатные (шатровые) двухкамерные печи 13
2.2 Двухкамерные печи с беспламенными панельными горелками 14
2.3 Трубчатые печи с двухрядными центральными экранами радиации. 15
2.4 Многокамерные трубчатые печи типа Р 16
2.5 Узкокамерные печи с верхним отводом дымовых газов типа Г 17
2.6 Цилиндрические печи 19
3 Типы горелочных устройств в печах 22
4 Технологический расчет печи 25
4.1 Расчет процесса горения топлива 25
4.2 Тепловой баланс трубчатой печи 32
4.3 Выбор типа трубчатой печи 37
4.4 Расчет камеры радиации 39
4.5 Расчет диаметра печных труб 44
4.6 Расчет камеры конвекции 45
4.6.1 Участок пучка с гладкими трубами 45
4.6.2 Участок пучка с оребренными трубами 49
4.6.3 Участок с ошипованными трубами 50
5 Характеристика технологии энерго- и ресурсосбережения процесса
получения вторичного сырья из мазута 54
5.1 Продукты, получаемые при переработки мазута 57
Заключение 62
Список используемых источников 64
«Рациональное использование нефти - невосполнимого источника энергии и сырья для производства множества нефтехимических продуктов, смазочных масел, битума, кокса и др. - является важнейшей государственной задачей» [1].
«Показателем уровня развития нефтеперерабатывающей промышленности, принятым в нашей стране еще в 50-60-е годы и широко используемым нефтепереработчиками России, является глубина переработки нефти, представляющая собой процент выхода всех нефтепродуктов на нефть, за вычетом выхода топочного мазута и величины безвозвратных потерь» [1].
«На НПЗ России глубина переработки нефти не превышает 68-70%, против 80-95% в развитых странах Запада» [1].
«Повысить глубину переработки возможно за счет более полного извлечения топливных фракций из нефти при ее первичной перегонке, подбора наиболее благоприятного состава топливных продуктов (бензин, реактивное топливо, дизельное топливо), а самое главное, за счет развития деструктивных процессов переработки нефтяных остатков с получением ценных топливных и нефтехимических продуктов» [1].
«В зависимости от типа нефти из остатка атмосферной перегонки (мазута) выделяют масляные дистилляты, которые направляются затем на маслоблок или вакуумный газойль, являющийся сырьем каталитического крекинга» [2].
«Для снижения температур кипения разделяемых компонентов и предотвращения термического разложения сырья мазут перегоняют в вакууме» [2].
Первичные нефтеперерабатывающие установки являются наиболее важной частью любого нефтеперерабатывающего завода [3].
На предприятии ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» с 01.10.2016г. установка вакуумной трубчатки для перегонки мазута (ВТ-2) входит в состав комплекса технологических установок первичной переработки сернистой нефти (АВТ-1, АВТ-2 и ВТ-2) в производстве моторных топлив.
Особым значением на ВТ-2 обладает трубчатая печь, которая осуществляет нагрев мазута перед вакуумной колонной за счет сгорания топливного газа.
Пути модернизации трубчатых печей весьма разнообразны. Это может быть замена горелочных устройств на более современные с целью уменьшения расхода энергоресурсов, или полная перестройка печи на более современную конструкцию (на большинстве заводов в России до сих пор работают шатровые печи, построенные в 1930-1970 гг.)
Цель работы: модернизация печи нагрева мазута установки ВТ-2 для переработки мазута во вторичные продукты.
Основные задачи:
1. Проанализировать технологию производства получения вторичного сырья из мазута;
2. Рассмотреть основные виды трубчатых печей, их конструкцию и принцип работы;
3. Подобрать печь, удовлетворяющую исходным данным и произвести ее технологический расчет;
4. Предложить модернизацию печи для улучшения эффективности процесса нагрева мазута с целью получения вторичных продуктов.
Произведена модернизация печи нагрева мазута установки ВТ-2 для переработки мазута во вторичные продукты.
Проанализирована технология производства получения вторичного сырья из мазута на установке вакуумной трубчатки ВТ-2 нефтеперерабатывающего завода ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез». Представлена технологическая схема установки, изучены основные этапы процесса, характеристика исходного сырья и получаемых продуктов.
Рассмотрены основные виды трубчатых печей, их конструкции и принципы работы. Произведен сравнительный анализ их основных технических характеристик: самой низкой теплопроизводительностью обладают цилиндрические печи типа ЦС, а самой высокой - узкокамерные горизонтальные печи со свободным факелом горения и многокамерные трубчатые печи типа Р. Наиболее высокие значения теплонапряженности радиантных труб отмечено у шатровых двухкамерных печей.
Проанализированы типы горелочных устройств в печах. Применение комбинированных горелочных устройств на современном производстве является наиболее целесообразным и высокоэффективным.
Произведен технологический расчет печи. Рассчитан процесс горения газообразного топлива в трубчатой печи. Определен элементарный состав продуктов сгорания, суммарная удельная теплота сгорания топлива и удельная энтальпия. Составлен тепловой баланс трубчатой печи. Рассчитаны коэффициенты полезного действия печи и топки, а также расход топливного газа.
По полученным данным по каталогу подобрана подходящая трубчатая печь на комбинированном топливе типа АП-КСГ-38,55. Рассмотрены ее основные технические характеристики и схема конструкции.
Произведен расчет камеры радиации печи. Определена температура образованных газов в процессе сгорания топлива (Т=1140°К), рассчитана теплонапряженность поверхности труб радиации. Рассчитан диаметр печных труб (бвн = 0,152 м).
Произведен расчет камеры конвекции. Определены коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи конвективной камеры для участков с гладкими, оребренными и ошипованными трубами. Произведен сравнительный анализ полученных тепловых характеристик.
В качестве модернизации трубчатой печи для нагрева мазута и его дальнейшую переработку во вторичное сырье предложено заменить участок ореберенных труб на ошипованные. Это позволит повысить площадь теплообмена, увеличить коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, а следовательно и эффективность работы камеры конвекции. Кроме того, использование ошипованных труб снизит потери с дымовыми газами и приведет к экономии используемого топлива.
