Повышение эффективности блока гидроочистки установки

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………. …….3
1. Литературный обзор теплообменного оборудования………………..6
1.1 Теплообменники с неподвижными трубными решетками (тип Н)...8
1.2 Аппараты с температурным компенсатором на кожухе (тип К)….10
1.3 Теплообменник с U-образными трубами (тип У)………………….11
1.4 Теплообменные аппараты с плавающей головкой (тип П)………..13
1.5 Теплообменники с плавающей головкой и компенсатором……….14
1.6 Теплообменные аппараты типа «труба в трубе»…………………....15
1.7 Аппараты воздушного охлаждения (АВО)………………………...16
2. Заключение……………………….…………………………………....19
3. Список литературы…………………………………………………….20
...

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………. …….3
1. Литературный обзор теплообменного оборудования………………..6
1.1 Теплообменники с неподвижными трубными решетками (тип Н)...8
1.2 Аппараты с температурным компенсатором на кожухе (тип К)….10
1.3 Теплообменник с U-образными трубами (тип У)………………….11
1.4 Теплообменные аппараты с плавающей головкой (тип П)………..13
1.5 Теплообменники с плавающей головкой и компенсатором……….14
1.6 Теплообменные аппараты типа «труба в трубе»…………………....15
1.7 Аппараты воздушного охлаждения (АВО)………………………...16
2. Заключение……………………….…………………………………....19
3. Список литературы…………………………………………………….20

Установка изомеризации входит в состав комплекса изомеризации и предназначена для переработки пентан-гексановой фракции в высокооктановый компонент товарного бензина по технологии низкотемпературной изомеризации «Изомалк-2».

). В таких аппаратах нагрев или испарение одной среды является целевым процессом, тогда как охлаждение горячего потока является побочным и обусловливается необходимостью нагрева исходного холодного потока.Холодильники и конденсаторы, предназначенные для охлаждения потока или конденсации паров с использованием специального охлаждающего агента (вода, воздух, испаряющийся аммиак, пропан и др.). Охлаждение и конденсация в этих аппаратах являются целевыми процессами, а нагрев охлаждающего агента побочным. К таким аппаратам относятся холодильники и конденсаторы любой нефтегазоперерабатывающей установки, предназначенные для охлаждения и конденсации получаемых продуктов.При регенерации тепла того или иного продукта его окончательное охлаждение до температуры, требуемой длябезопасного транспорта и хранения, обычно завершается в холодильниках.Кристаллизаторы, предназначенные для охлаждения соответствующих жидких потоков до температур, обеспечивающих образование кристаллов некоторых составляющих смесь веществ. В зависимости от температурного режима кристаллизации в этих аппаратах в качестве охлаждающего агента используются вода или специальные хладагенты в виде охлажденных рассолов, испаряющихся аммиака, пропана и др.Поверхностные теплообменные аппараты классифицируются в зависимости от их конструкции [3].Стальные кожухотрубчатые теплообменные аппараты изготавливают следующих типов: Н - с неподвижными трубными решетками; К - с температурным компенсатором на кожухе; П - с плавающей головкой; У - с U-образными трубами; ПК - с плавающей головкой и компенсатором на ней.Теплообменники с неподвижными трубными решетками (тип Н). Рис. 1.1 Теплообменник с неподвижными трубными решеткамиСхема теплообменника с неподвижными трубными решетками приведена на рис. 1.1. В кожухе 1 размещен трубный пучок, теплообменные трубы 2 которого развальцованы в трубных решетках 3. Трубная решетка жестко соединена с кожухом. C торцов кожух аппарата закрыт распределительными камерами 4 и 5. Кожух и камеры соединены фланцами.Для подвода и отвода рабочих сред (теплоносителей) аппарат снабжен штуцерами. Один из теплоносителей в этих аппаратах движется по трубам, другой - в межтрубном пространстве, ограниченном кожухом и наружной поверхностью труб.Особенностью аппаратов типа Н является то, что трубы жестко соединены с трубными решетками, а решетки приварены к кожуху. В связи с этим исключена возможность взаимных перемещений труб и кожуха; поэтому аппараты этого типа называют еще теплообменниками жесткой конструкции.Трубы в кожухотрубчатых теплообменниках стараются разместить так, чтобы зазор между внутренней стенкой кожуха и поверхностью, огибающей пучок труб, был минимальным; в противном случае значительная часть теплоносителя может миновать основную поверхность теплообмена. Для уменьшения количества теплоносителя, проходящего между трубным пучком и кожухом, в этом пространстве устанавливают специальные заполнители, например приваренные к кожуху продольные полосы или глухие трубы, которые не проходят через трубные решетки и могут быть расположены непосредственно у внутренней поверхности кожуха.В кожухотрубчатых теплообменниках для достижения больших коэффициентов теплоотдачи необходимы достаточно высокие скорости теплоносителей: для газов 8-30 м/с, для жидкостей не менее 1,5 м/с. Скорость теплоносителей обеспечивают при проектировании соответствующим подбором площади сечения трубного и межтрубного пространства.Теплообменники типа Н отличаются простым устройством и сравнительно дешевы.Имеют два крупных недостатка:1. Наружная поверхность труб не может быть очищена от загрязнений механическим способом, а теплоносители в некоторых случаях могут содержать примеси, способные оседать на поверхности труб в виде накипи, отложений и др. Слой таких отложений имеет малый коэффициент теплопроводности и способен. Весьма существенно ухудшить теплопередачу в аппарате.2. Область применения теплообменных аппаратов типа Н ограничена возникновением в кожухе и трубах аппарата так называемых температурных напряжений. Это явление объясняется тем, что кожух и трубы теплообменника при его работе претерпевают разные температурные деформации, так как температура кожуха близка к температуре теплоносителя, циркулирующего в межтрубном пространстве, а температура труб - к температуре теплоносителя с большим коэффициентом теплоотдачи. Разность температурных удлинений возрастает, если кожух и трубки изготовлены из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. Возникающие при этом напряжения в сумме с напряжениями от давления среды в аппарате могут вызвать устойчивые деформации, и даже разрушение конструкций.По указанной причине теплообменники типа Н используют при небольшой разности температур (менее 50 °С) кожуха и труб, при этом возможна так называемая самокомпенсация конструкции. Однако многие аппараты типа Н, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, рекомендованы для работы при еще меньшей разности температур (менее 30 °С). Для исключения значительных температурных напряжений при выпуске аппаратов типа H сначала направляют теплообменную среду в межтрубное пространство, для выравнивания температур кожуха и труб, а затем вводят среду в трубы.Если расчетная разность температур кожуха и труб превышает указанную, используют теплообменные аппараты с частичной (тип К или ПK) или полной (тип U или П) компенсацией температурных напряжений.Аппараты с температурным компенсатором на кожухе (тип К).В этих аппаратах для частичной компенсации температурных деформаций используют специальные гибкие элементы (расширители и компенсаторы); расположенные на кожухе.Вертикальный кoжухотрубчатый теплообменник типа К (рис. 1.2) отличается от теплообменника типа H наличием вваренного между двумя Рис. 1.2 Теплообменник с компенсатором на кожухечастями кожуха 1 линзового компенсатора 2 и обтекателя 3. Обтекатель уменьшает гидравлическое сопротивление межтрубного пространства такого аппарата; обтекатель приваривают к кожуху со стороны входа теплоносителя в межтрубное пространство.Наиболее часто в аппаратах типа К используют одно- и многоэлементные линзовые компенcaторы, изготовляемые обкаткой из коротких цилиндрических обечаек. Компенсирующая способность линзового компенсатора примерно пропорциональна числу линзовых элементов в нем, однако применять компенсаторы с числом линз более четырех не рекомендуется, так как резко снижается сопротивление кожуха изгибу. Для увеличения компенсирующей способности линзового компенсатора он может быть при сборке кожуха предварительно сжат (если предназначен для работы на растяжение) или растянут (при работе на сжатие).Область использования стальных аппаратов типа К ограничена избыточным давлением 2,5 МПа.Теплообменник с U-образными трубами (тип U).В кожухотрубчатых аппаратах этой конструкции обеспечивается свободное удлинение труб, что исключает возможность возникновения температурных напряжений.Такие аппараты (рис. 1.3) состоят из кожуха 2 и трубного пучка, имеющего одну трубную решетку 3 и U-образные трубы 1. Трубная решетка вместе с распределительной камерой 4 крепится к кожуху аппарата на фланце.Для обеспечения раздельного ввода и вывода циркулирующего по трубам теплоносителя в распределительной камере предусмотрена перегородка 5.Рис. 1.3 Теплообменник с U-образными трубами Теплообменники типа U являются двухходовыми по трубному пространству и одна- или двухходовыми по межтрубному пространству. В аппаратах типа U обеспечивается свободное температурное удлинение труб: каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппаратах не должна превышать 100 °С. В противном случае могут возникнуть опасные температурные напряжения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей.Преимущество конструкции аппарата типа U - возможность периодического извлечения трубного пучка для очистки наружной Поверхности труб или полной замены пучка. Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки.Поскольку механическая очистка внутренней поверхности труб в аппаратах типа U практически невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующую отложений, которые требуют механической очистки.Один из наиболее распространенных дефектов кожухотрубчатого теплообменника типа U - нарушение герметичности узла соединения труб с трубной решеткой из-за весьма значительных изгибающих напряжений, возникающих от массы труб и протекающей в них среды. В связи с этим теплообменные аппараты типа U диаметром от 800 мм и более для удобства монтажа и уменьшения изгибающих напряжений в трубном пучке снабжают роликовыми опорами.К недостаткам теплообменных аппаратов типа U следует отнести:1. Относительно плохое заполнение кожуха трубами из-за ограничений, обусловленных изгибом труб.2. Невозможность замены труб (за исключением крайних труб) при выходе их из строя, а также сложность размещения труб, особенно при большом их числе.Из-за указанных недостатков теплообменные. аппараты этого типа не нашли широкого применения [4].Теплообменные аппараты с плавающей головкой (тип П).В теплообменниках с плавающей головкой теплообменные трубы закреплены в двух трубных решетках, одна из которых неподвижно связана с корпусом, а другая имеет возможность свободного осевого перемещения; последнее исключает возможность температурных деформаций кожуха и труб.Рис. 1.4 Теплообменный аппарат с плавающей головкойГоризонтальный двухходовой конденсатор типа П (рис. 1.4) состоит из кожуха 10 и трубного пучка. Левая трубная решетка 1 соединена фланцевым соединением с кожухом и распределительной камерой 2, снабженной перегородкой 4. Камера закрыта плоской крышкой 3. Правая, подвижная, трубная решетка установлена внутри кожуха свободно и образует вместе с присоединенной к ней крышкой 8 «плавающую головку». Со стороны плавающей головки аппарат закрыт крышкой 7. При нагревании и удлинении трубок плавающая головка перемещается внутри кожуха.Для обеспечения свободного перемещения трубного пучка внутри кожуха в аппаратах диаметром 800 мм и более трубный пучок снабжают опорной платформой 6.