Проект реактора для процесса гидропарафинизации

1. Чертёж общего вида реактора гидродепарафинизации диаметром 4000 А1:

• Объёмная скорость подачи газосырьевой смеси – 240 м³/ч;
• Кратность циркуляции газа 458 м³ на м³ сырья;
• Катализатор типа HYDEX-G с содержанием Ni – 1,8-2,3 % масс. Насыпная плотность 650 кг/м³;
• Температура на входе в реактор – 405 ^оС;
• Давление в реакторе – 8,2 Мпа;
• Мощность установки – 3600 т/сут;
• Плотность сырья – 0,77 кг/м³;
• Скорость в свободном сечении – переменная;

Технические требования:

• При изготовлении, испытании и поставке аппарата выполнены требования:
• Ростехнадзора;
• ГОСТ 12.2.003-74 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности»;
• ОСТ 26-291-79 «Сосуды и аппараты сварные. Технические требования».
• Аппарат испытать на прочность и плотность гидравлически в горизонтальном положении – под давлением 3 Мпа, в вертикальном – под наливом;
• Сварные соединения должны соответствовать требованиям ОСТ 26-01-82-77 «Сварка в химическом машиностроении»;
• Сварные швы в объёме 100% контролировать рентгено-просвечиванием;
• Неуказанный вылет штуцеров – 150 мм.

Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 34 страницах. В пояснительной записке рассмотрена разработка реактора с исходными данными:

Рассмотрено разнообразие методов по улучшению низкотемпературных свойств дизельного топлива.

Представлены общие сведения процесса получения дизельных фракций, бензина и углеводородного газа.

Рассмотрена технологическая схема процесса:

• Сырье поступает на прием насосов, которыми подается в деаэратор;
• Водородсодержащий газ поступает в сепаратор, где отделяется от унесенной жидкости;
• После деаэрации сырье смешивается с бензином, проходит фильтры и поступает на прием сырьевых насосов;
• Сырьевая смесь смешивается с циркуляционным водородсодержащим газом;
• Газосырьевая смесь поступает в межтрубное пространство теплообменника, затем в реакторы гидроочистки и гидродепарафинизации;
• В реакторах на катализаторе происходит гидрирование соединений;
• Газопродуктовая смесь отдает тепло на нагрев смеси в трубном пространстве и поступает в сепаратор, где происходит ее разделение на парогазовую смесь и нестабильный гидрогенизат;
• Нестабильный гидрогенизат смешивается с бензином, нагревается теплом парогазовой смеси и направляется на стабилизацию;
• Циркуляционный газ из сепаратора возвращается на прием компрессора;
• Свежий водородсодержащий газ поступает на установку, проходит очистку от хлора, смешивается с водородом и через сепаратор и фильтры поступает на прием дожимных компрессоров. Оттуда направляется на прием циркуляционного компрессора, а избыток - на установки гидроочистки.

Представлена расчётная часть:

Рассмотрен материальный баланс реактора, где над катализатором протекают следующие реакции:

• Гидрокрекинг парафиновых и изо-парафиновых углеводородов;
• Изомеризация;
• Гидрирование ароматических углеводородов до нафтенов;
• Насыщение непредельных углеводородов;
• Гидрирование нафтенов.

На основе данных составлены следующие таблицы:

• Количество атомов углерода в компонентах сырья;
• Число компонентов циркулирующего газа;
• Групповой состав сырья и продуктов реакций;
• Баланс по ВСГ;
• Материальный баланс.

Произведён тепловой расчет реактора:

Рассмотрены основные размеры реактора:

Рассчитан диаметр реактора – 4 м, сетки – 0,35 м:

Из полученных данных видно, что перепад давления в слое катализатора не превышает допустимого значения.

Рассчитана высота реактора – 20,4 м, но в результате конструкторских соображений была уменьшена и принята 20 м.

Произведён расчёт количества катализатора – 150 м³, либо 97 500 кг.

  Рассмотрен механический расчет:

Выполнен расчет толщины стенки обечайки - 100 мм, добавлена прибавка на коррозию 5 мм, получена общая толщина обечайки - 105 мм.

Рассмотрен выбор крышки и днища:

• Толщина днища выбрана в соответствии с толщиной обечайки;
• Крышка 4000х105 - 2000 – 12ХМ;
• Подобрана съемная крышка и приварное днище.

Произведен расчет центральной трубы – 10 мм с допускаемым напряжением – 150,5 Мпа.

Выполнен расчет и подбор штуцеров:

Штуцеры изготовлены из двухслойной стали с приваренными фланцами - тип 1, материал сталь 12ХМ.

Рассмотрен расчет укреплений, где внутренние диаметры обоих штуцеров меньше допустимого диаметра, что означает, что отверстия для них в крышке укреплять не надо.

Произведён выбор опоры: тип II исполнения Б на нагрузку
25,0 МН на одну шт - Опора-лапа ОВ-II-Б-100000 ОН 26-01-69-68.

Общее количество опор - 22 шт. с нагрузкой на одну опору 24,6МН. При использовании подкладного листа шириной в 600 мм расстояние между опорами составит 81 мм, поэтому будет использован цельный металлический подкладной лист по всей длине реактора.

Выполнен расчет толщины тепловой изоляции, где общая толщина с запасом равна 0,02 м.

Рассмотрена автоматизация реактора гидродепарафинизации:

• Контроль и регулирование технологических параметров процесса гидродепарафинизации смеси атмосферного газойля с бензином висбрекинга на цеолитовым катализаторе;
• Для контроля температуры сырья перед реактором установлен термопреобразователь, датчики измерения давления, многозонные термопары с унифицированным выходным сигналом.

Спецификация –  присутствует на чертеже

Программа: Компас 3D v