Введение.
Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность является одной из ведущих отраслей тяжелой промышленности. В последние годы добыча нефти значительно сократилась.
Перед нефтеперерабатывающей промышленностью поставлена задача повысить эффективность использования нефти , обеспечить дальнейшее улучшение её переработки.
В настоящее время особая роль отведена увеличению глубины переработки нефтяного сырья с помощью различных термических и химических методов , с целью получения из нефти большего количества светлых нефтепродуктов. Широкое применение в нефтепереработки имеет газ. Газ применяется как хладагент , топливо.
Для разделений смеси газов на индивидуальные компоненты применяются следующие процессы : ректификация , компрессия , конденсация , адсорбция.
На газофракционирующих установках (ГФУ) эти процессы комбинируются в различных сочетаниях.
Перспективой процесса является модернизация оборудования , улучшения качества продукций , снижение энергоёмкости.
1. Технологическая часть.
1. Назначение , краткая характеристика проектируемого процесса и обоснование выбора схемы проектируемого процесса.
Установка ГФУ-1 предназначена для разделения газа и стабилизации бензина каталитического кернинга. Установка состоит из блока очистки газов , блока компрессии , блока абсорбции и ректификации.
Блок отчистки предназначен для отчистки жирного газа от сероводорода.
Блок компрессии предназначен для компремирования жирного газа.
Блок абсорбции и ректификации предназначен для извлечения необходимых компонентов из газа , поступающего в абсорбер с последующим разделением его по фракция на блоке ректификации.
Имеется возможность работы установки по полной и упрощенной
(укороченной) схемам.
Для работы установки по полной схеме необходимо ввести в эксплуатацию ПВД (парк высокого давления) , для принятия пропан- пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции с установки ГФУ-1. В настоящие время парк (ПВД) списан.
При работе по упрощенной схеме на установки получаются следующие продукты : бензин , рефлюкс (углеводороды С5 и ниже) , сероводород и сухой газ.
Сырьём установки является жирный газ и нестабильный бензин каталитического кренинга.
2. Характеристика сырья , готовой продукции и вспомогательных материалов.
Таблица 1 - Характеристика сырья , готовой продукции и вспомогательных материалов.
|Наименование сырья|Номер государственного|Показатели |Допустимые |
|, материалов, |или отраслевого |качества |пределы |
|изготовленной |стандарта |обязательных для | |
|продукции | |проверки | |
|Жирный газ с |СТП 010101-401142-99 |Массовая доля |30 |
|установок КК | |углеводородов С5 | |
|(сырьё) | |и ниже , не более| |
| | |% | |
| | |Массовая доля | |
| | |сероводорода , не| |
| | |более % (после |0,2 |
| | |отчистки) | |
| | | | |
| | | | |
|Компонент бензина |СТП 010101-401135-96 |Пределы перегонки| |
|КК (сырьё) | |: | |
| | |Температура | |
| | |начала перегонки | |
| | |, не ниже оС | |
| | |Температура конца| |
| | |перегонки , не | |
| | |выше оС |35 |
| | |2. Октановое | |
| | |число (по | |
| | |исследовательском| |
| | |у методу) не | |
| | |менее | |
| | | |195 |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | |76 |
|Газ сухой | |Состав не | |
|(изготовленная | |нормируется | |
|продукция) | | | |
|Стабильный бензин |СТП 010101*401121-99 |Давление | |
|(компонент) | |насыщенных паров | |
| | |, мм.рт.ст. | |
| | |А) бензин летнего| |
| | |вида , не выше | |
| | |Б) бензин зимнего|700 |
| | |вида , не выше | |
| | |Содержание H2S | |
| | | |900 |
| | |Испытание на |отсутствие |
| | |медной пластинки | |
| | | | |
| | | | |
| | | |выдержи-вае|
| | | |т |
|Рефлюкс ГФУ-1 |СТП 010101-401182-2000|Массовая доля | |
| | |углеводородов С5 | |
| | |и ниже , не более|60 |
|Азот высшего сорта|СТП 010101-407501-99 |Объёмная доля | |
|чистотой 99,98% | |азота , не менее | |
|давления 5,5кгс/см| |% |99,98 |
|(Материалы) | | | |
|Сода каустическая |ГОСТ 2263-79 | | |
3. Применение готовой продукции.
Стабильный бензин используется как базовый компонент автомобильного бензина марок А-76 , АИ-92.
Рефлюкс используется в качестве сырья для производства ЭП 300.
Сухой газ используется в качестве газообразного топлива в цехах объединения.
Сероводород используется для получения элементарной серы в цехе №18.
4. Теоретические основы проектируемого процесса.
Абсорбция и ректификация.
Процесс абсорбция – это погашение компонентов газа жидкостью. Процесс абсорбции газов происходит в абсорбере в результате проникновения
(диффузии) молекул газа в глубину слоя жидкости стабильного бензина.
Удаление сухого газа в абсорбере облегчает последующее разделение газа путем ректификации.
Поглощающая газы жидкость называется абсорбентом. Абсорбент насыщается газом или его компонентами до предела. Этот предел , выраженый в килограммах поглощаемого вещества на килограмм поглотителя называется эффектом абсорбции . Суммарный процесс абсорбции зависит от следующих фактов :
1) Химическая природа вещества (абсорбента) . вещества близкие по химическому строению , обладают наилучшей взаимной растворимостью.
2) Линейная скорость абсорбируемого газа.
3) Температура и давление.
Поглощение газа жидкостью сопровождается выделением некоторого количества тепла. В связи с этим абсорбент в процессе насыщения самопроизвольно насыщается и нагревается.
С повышением температуры растворимость газа в жидкости уменьшается , с повышением давления увеличивается. Следовательно с понижением температуры и повышением давление растворимость газа в жидкости увеличивается.
4) кратность абсорбента (количество абсорбента по отношению к газу) .
Увеличение кратности абсорбента способствует снижению эффекта тепловыделения при поглощение газа жидкостью , так как данное количество тепла передается большей массе абсорбента. Однако увеличение кратности абсорбента вызывает увеличение расходов на эксплуатацию.
5) Поверхность соприкосновения.
Поверхность соприкосновения газа с жидкостью называют суммарной поверхностью раздела фаз между жидкостью и газом.
6) Ректификация.
Процесс ректификации (разделение углеводородной смеси на составляющие её компоненты путем многократного испарения легких и многократной конденсации тяжелых компонентов , находящихся в данной смеси) осуществляется в ректификационных колонах тарельчатого типа.
5. Описание технологической схемы процесса.
Нормы технологического режима.
При работе установки по упрощенной схеме исключается из схемы колоны
КЛ28 , КЛ32 , КЛ36 ; ребойлеры АТ31 , АТ35 , АТ39 ; емкости Е38 , Е45 ; холодильники ХК29 (1,2,3) , ХК33 , ХК37 (1,2,3) . Все эти аппараты отсекаются от действующей схемы задвижками с установленными заглушками.
Газовый конденсат и нестабильный бензин поступает из емкости Е17 (1) в насос Н104 (1,2) и далее на выкид насоса Н107 (1,2) . Жирный газ из емкости Е17 (1) направляется в нижнюю часть абсорбера КЛ21(1) , где абсорбируется бензином , подаваемым насосом Н105 (1,2) через холодильник
ХК25 (1) в верхнюю часть абсорбера , через холодильник ХК19 в среднюю часть абсорбера на 11 , 15 , 19 тарелки.
Сухой газ сверха абсорбера Кл21(1) через каплеотбойник Е18 отводится на газовый узел.
Насыщенный абсорбент снизу абсорбера КЛ21 (1) поступает на насос Н107
(1,2)
И вместе с газовым конденсатом из Е17 (1) , подаваемым на выкид Н107 поступает через теплообменник АТ20(3) , АТ20 (4)в стабилизатор КЛ21(2)Из каплиотбоиника Е18 конденсат периодический по мере накопления откачивается вместе с насыщенным абсорбентом насосом Н107(1,2) в стабилизатор Кл21 (2) .
Не стабильный бензин откачивается из емкости Е26 насосом Н105 (1,2) и подается на орошение и в среднюю часть абсорбера Кл21(1) .
В стабилизаторе КЛ21 (2) происходит отделение фракций С5 и ниже , которые в виде паров сверху стабилизатора поступают в конденсаторы – холодильники ХК22(1,2) , ХК33(1,2) , а затем в рефлюкционую емкость Е30.
Нижней продукт стабилизатора КЛ21 (2) (стабильный бензин) из рейбоилера АТ24 проходит трубное пространство теплообменников АТ20 (4) ,
АТ20 (3) , холодильники ХК25 (2,3) ,ХК20 (1,2) поступает в отстойник Е42
, где происходит отчистка бензина от H2S щелочью.
После отстойников бензин отводится в ТСЦ. Рефлюкс стабилизации из емкости Е30перетекает в емкость Е34 (емкость Е30 находится в заполненном состоянии) , откуда насосами Н110(1,2) , Н108 (1,2) подается на орошение стабилизатора КЛ21 (2) , а избыток подается в отстойник Е46 и после отстойника отводится ТСЦ.
Газ с верху емкости Е34 подается на газовый узел.
Таблица 2 –нормы технологического режима.
|Наименование стадий |Еденеца измерения |Допускаемые пределы |
|процесса, аппараты | | |
|показ.режима | | |
|Рефлюксная сырьевая |% шк.Вт.пр. |В пределах 20-80 |
|емкость Е17(1) | | |
|Уровень | | |
|Абсорбер КЛ21(1) | | |
|Температура верха |оС |Не более 46 |
|Давление |Мпа |Не более 1,5 |
| | | |
|Уровень t |%шк.Вт.пр. |В пределах20-80 |
|Газа на входе в А21(1) |оС |Не выше65 |
|Скорость подачи |м3/ч |В пределах 3-10 |
|орошения на верхнюю | | |
|тарелку | | |
|Температура орошения |оС |Не выше 40 |
|Каплеотбойник Е18 | | |
|Давление |Мпа |Не более 11,5 |
|Уровень |%шк.Вт.пр. |В пределах20-80 |
|Стабилизатор КЛ21 (2) | | |
|Температура низа |оС |Не более 190 |
|Температура верха |оС |Не более 105 |
|Давление |МПа |Не более 1,2 |
|Емкость Е30 | | |
|Давление |МПА |Не более 1,2 |
|Уровень |%шк.Вт.пр. |В пределах 20-80 |
|Ребойлер АТ24 | | |
|Температура |оС |Не более 190 |
|Уровень |%шк.Вт.пр. |В пределах 20-80 |
|Отстойник бензина Е42 | | |
|Температура на выходе |оС |Не более 40 |
|Давление |МПа |Не более 0,5 |
|Рефлюксная емкость Е34 | | |
|Давление | | |
|Уровень |Мпа |Не более 1,2 |
| |%шк.Вт.пр. |В пределах 20-80 |
|Пар на блоке разделения| | |
|газа | | |
|Давление |МПа |Не менее 1,0 |
6. Аналитический контроль производства.
Таблица 3 - Аналитический контроль производства.
|Наименование|Контролируемый |Контролируемы|Методы |Переодичность |
|стадий |продукт |е показатели |испытания |контроля |
|процесса | | | | |
|Место отбора| | | | |
|пробы | | | | |
|1 |2 |3 |4 |5 |
|Сухой газ с |Сухой газ |Массовая доля|МВИ № |1 раз в месяц |
|линии выхода| |компонентов %|397-98 | |
|газа из | | | | |
|каплеотбоини| | | | |
|ка Е18 | | | | |
|Стабильный |Стабильный |Давление |ГОСТ |1 раз в сутки |
|бензин из |бензин |насыщенных |1756-52 | |
|емкости А42 | |паров | | |
| | |- для летнего| | |
| | |вида не более| | |
| | |700 мм.рт.ст.| | |
| | | | | |
| | |-для зимнего | | |
| | |вида не более| | |
| | |900 мм.рт.ст.| | |
| | | | | |
| | | | | |
| | |Испытание на |ГОСТ |1 раз в сутки |
| | |медной |6321-92 | |
| | |пластинке | | |
| | |выдерживает | | |
| | | | | |
| | |Наличее |МВИ № |1 раз в сутки |
| | |сероводорода |866-95 | |
| | |Отсутствие | | |
| | | | | |
| | |Октановое | | |
| | |чило не менее|ГОСТ |1 раз в сутки |
| | |76 |511-82 | |
|Рабочий |Рабочий раствор|Общая |МВИ № |1 раз в неделю|
|раствор |каустической |щелочность |308-94 | |
|каустической|соды |рабочего | | |
|соды из | |раствора в | | |
|емкости Е42 | |пересчете на | | |
| | |NaOH не более| | |
| | |20% | | |
| | | | | |
| | |Массовая доля|МВИ № | |
| | |активной |308-94 |1 раз в неделю|
| | |щелочи не | | |
| | |менее 2% | | |
|Рефлюкс из |Рефлюкс |Массовая доля|МВИ № |1 раз в месяц |
|емкости Е34 | |углеводорода |67-68 | |
| | |С5 не более | | |
| | |60% | | |
| | | | | |
| | |Плотность в | | |
| | |пределах |Гост |1 раз в месяц |
| | |0,699-1,034 |3900-85 | |
| | |г/см3 | | |
7. Автоматизация технологического процесса.
Таблица 4 – Спецификация средств автоматизаций.
|Позиционное |Наименование |Марка |Количество в ШТ |
|обозначение |Приборов | | |
|1-1,3-1,7-1 |Термометр |ТСП-5081 |3 |
| |сопративления | | |
| |Пределы измерения | | |
| |50 0С –200 0С | | |
| |Ру=0,4 | | |
|1-2,3-2,1-3,3-3 |Мост следящего |КСМ-4 |4 |
| |уравновешивания | | |
|2-1,5-1 |Диафрагма камерная |ДКН 10-200 |2 |
| |давления 1мПа | | |
| |установлена на труба| | |
| |провод | | |
|2-3,4-3,5-3,6-2 |Вторичныи |ПВ 10-1Э |4 |
| |самопишущий прибор | | |
| |раход воздуха 420 | | |
| |л/ч | | |
| |Диапазон измерения | | |
| |0,02-0,14 мПа | | |
|4-1 |Уровнемер буйковый |УБП |1 |
| |пневматический . | | |
| |Выходной сигнал | | |
| |1,4+-0,14 кг.с/см2 | | |
| |При изменения уровня| | |
| |выходной сигнал | | |
| |изменяется | | |
|2-2,5-2 |Измерительный |13ДД 11-720 |2 |
| |преобразователь | | |
| |давления | | |
| |пневматический | | |
| |Давления питания | | |
| |1,4+-0,14 кг.с/см2 | | |
| | | | |
|2-4,4-4,6-3 |Регулирующий блок |ПР 331 |3 |
| |системы старт с | | |
| |пропорционально | | |
| |регулирующим законом| | |
| |регулирования | | |
| |Давление питания | | |
| |140КПа | | |
|1-4,3-4,2-5,4-5,|Мембранный |МИМ-ППХ-«ВЗ» |5 |
| |исполнительный | | |
|6-4 |механизм прямого | | |
| |действия | | |
| |Быстродействие 20 | | |
| |сек. | | |
|6-1 |Дифманометр |ДМПК-100А |1 |
| |мембранный | | |
| |пневматический | | |
| |Пределы измерения | | |
| |давления воздуха от | | |
| |0,02 до 0,1 мПа | | |
|4-2 |Показывающий |ЭКМ-19 |1 |
| |сигнализирующий | | |
| |прибор рабочее | | |
| |напряжение 220 В | | |
| |Класс точности 1,5 | | |
|8-2 |Рефрактометр Датчик |Д2РП-Д |1 |
| |взрывозащищенного | | |
| |исполнения и блок | | |
| |питания. | | |
| |Пределы измерения | | |
| |1,2-1,8 | | |
Производственный процесс газофракционирования автоматизирован.
Управление процессом осуществляется со щита КИП. Все вторичные приборы вынесены на щит в операторную. Основные параметры : давление , температура , расход и уровни регулируются автоматический.
8. Охрана труда.
Основная опасность промышленных объектов нефтепереработки представляет аварийная загазованность , пожары и взрывы. Многие из продуктов взрывопожароопасные или токсичные. Ежегодно в мире на нефтеперерабатывающих предприятиях происходит до 1,5 тысяч аварий , 4% которых уносят значительное количество человечиских жизней. Аварийность имеет тенденцию к росту. Совершенствование технологических процессов и оборудования является важным фактором повышения уровня безопасности производства.
Характеристика производственных помещений по взрывоопасности.
Операторная . категория пожарной опасности Д. Класс по ПУЭ – не взрывоопасна.
Насосная . Категория А. Класс по ПУЭ – В –1а.
Территория установки . Категория А . Класс по ПУЭ-В-1г.
Характеристика вредных веществ.
1. Окись углерода (СО). Бесцветный , ядовитый , огневзрывоопасный газ , без вкуса , с очень слабым запахом.
Горит синеватым пламенем. ПДК-20мг/м3. Пределы взрывоопасности 13-75% об. Основные симптомы : потеря сознания , отдышка , удушье.
2. Сероводород – Н2S. Бесцветный газ с запахом тухлых яиц.
Общий характер действия на организм : сильный нервный яд , вызывающий смерть от остановки дыхания , на дыхательные пути действует раздражающе. ПДК – 10 мг/м3. Пределы взрывоопасности 4,3-45,5 % . Индивидуальные защитные средства – фильтрующий противогаз марки «В».
3. Жирный газ. Агрегатное состояние при нормальных условиях – газообразное. Плотность паров по воздуху – 1,98.
4. Бензины . Класс опасности 4. Общий характер деиствия на организм – как наркотик. Крекинг = бензин токсичнее бензинов прямой гонки. При концентраций любого бензина
35000-40000 мг/л опасны для жизни даже при вдыхании 5-10 минут. ПДК-100 мг/м3 . Придел взрываемости 0,87-8,75 % .При работе с бензином применяется противогаз марки «А».
Мероприятия при охране труда. Начальник цеха производит ежедневно проверку в подразделениях цеха , состояние охраны и условия труда организация рабочих мест , исправность оборудования , правильность ведения технологического процесса и операций.
Начальник установки производит ежедневно проверку рабочих мест оборудования , приборов , средств коллективной и индивидуальной безопасности , работоспособность сигнализаций и блокировок.
9. Охрана окружающей среды.
Социальное значение.
В середине нашего столетия резко обострилась проблемы связанные с химическим загрязнением биосфера , нередко приводящие к острым токсично- экологическим ситуациям. Основными источниками загрязнения атмосферы являются резервуары и сами нефтепродукты. Укрепление установок существенно сокращает выбросы вредных веществ в атмосферу.
Отходы и выбросы.
1. Отработанный раствор щелочи. Образуется постоянно. Отработанный раствор щелочи перерабатывается на установки СЩС. Количество 300 т/год.
2. Отработанные масла. Отработанные масла отводятся на установку регенераций масел. Сточные воды с охлаждающих насосов направляются на биологическую отчистку УВК и ОСВ. Место сброса в промышленную канализацию после локальной отчистки.
Мероприятия по охране окружающие среды.
Мероприятия по сокращению выбросов при режиме 1 :
1. Усилить контроль за точным соблюдением технического режима согласно технологическому регламента.
2. Запретить работу оборудования на форсированном режиме.
3. Усилить контроль за работой технологического оборудования , запорной арматуры , приборов КИП и А.
4. Прекратить продувку , пропарку , чистку оборудования и ремонтные работы , связные с повышенным выделение вредных веществ атмосферу.
Выбросы всего по цеху с мероприятиями 130,205 г/сек..
2 Расчетная часть.
1. Расчет основного аппарата - колонна стабилизации.
Назначение : Колона стабилизации предназначена для стабилизации бензина и отделение фракции С5 и ниже.
Цель расчета : Определение основных размеров колонны , материальных потоков и затрат тепла.
Исходные данные :
Производительность по бензину 250 т.т/год , по газу 89 т.т/год число дней n=336.
Рисунок 1 – колона стабилизации.
1. Материальный баланс установки ГФУ-1.
Таблица 5 – Материальный баланс установки ГФУ-1.
|Наименование |Выход в %|Выход продуктов |
|продуктов | | |
| | |т.т/год |т/сут |Кг/ч |Кг/с |
|Взято: | | | | | |
|К-т бензина кк |73,7% |250 |744 |31000 |8,6 |
|Газ жирный кк |26,3% |89 |264 |11000 |3,0 |
|Итого |100% |339 |1008 |42000 |11,6 |
|Получено: | | | | | |
|К-т бензина ст.|75,1 |254,5 |757 |31541 |8,7 |
| |13,2 |44,7 |133 |5541,5 |1,5 |
|Рефлюкс |8,94 |30,3 |90,3 |3762,5 |1,2 |
|Газ сухой |1,9 |6,6 |19,2 |800,5 |0,2 |
|Сероводород | | | | | |
| |0,86 |2,9 |8,5 |354,5 |0,09 |
|Потери | | | | | |
|Итого |100% |339 |1008 |42000 |11,6 |
Таблица 6 – Материальный баланс колонны стабилизации.
|Наименование |Выход в % |Выход продуктов |
|продуктов | | |
| | |Кг/ч |Кг/с |
|Поступило: | | | |
|К-т бензина кк |100% |38250 |10,6 |
|Итого |100% |38250 |10,6 |
|Получено: | | | |
|Рефлюкс |44,7% |17083 |4,7 |
|К-т бензина ст. |56,3% |21167 |5,9 |
|Итого |100% |38250 |10,6 |
2. Расчет температурного режима колонны.
1. Расчет температуры ввода сырья.
Таблица 7 – Расчет температура ввода сырья.
|Продукт |Хi |Мi |tкип|Рi | | |Х0*П |Рi-П |
| |Мас. |Мол. | | | |мольная | | |
| |доля |мас. |ср. | | |доля | | |
| | | |оС | | | | | |
|Бензин | | | | | | | | |
|35-800 |0,2 |80(С6) |57 |7*101 |25 |0,269 |322,8 |-500 |
|80-1300 |0,35 |102(С8) |105 |5*101 |34,3 |0,369 |442,8 |-700 |
|130-1950|0,45 |134(С10)|162 |7*101 |33,5 |0,362 |434,4 |-500 |
|Итого |1,0 | | | | |1,000 | | |
Продолжение таблицы 7.
|е(Рi-П) |е(Рi-П)+П | | |Уi*Mi |
| | | | | |
|-100 |1100 |0,2 |0,35 |28 |
|-140 |1060 |0,4 |0,45 |40,8 |
|-100 |1100 |0,4 |0,35 |53,6 |
| | |1,0 | |Му=122,4 |
Tвхода=160 оС , П=1200 Кпа , е=0,2
2. Определяем температуру верха колонны.
Таблица 8 – Температура верха колонны.
|Компонент |Температура |Уi |Рi , КПа |Кi |Уi /Кi |
| |верха | | | | |
|Рефлюкс | | | | | |
|С3 |100 |0,4 |5*103 |1,6 |0,4 |
|С4 | |0,5 |2*103 |1,6 |0,31 |
|С5 | |0,1 |7*102 |0,5 |0,2 |
|Итого | | | | |0,91 |
3. Определяем температуру низа колонны.
Таблица 9 – температура низа колонны.
|Компонент |Температура |Хi |Рi |Кi |Кi *Хi |
| |верха | | | | |
|Бензин ст. | | | | | |
|40-1000 (С6) | |0,2 |2*103 |1,6 |0,3 |
|100-1500 (С8)|190 |0,3 |5*102 |0,4 |0,1 |
| | |0,5 |2*102 |1,2 |0,5 |
|150-1950 | | | | | |
|(С10) | | | | | |
|Итого | | | | |0,9 |
1. Определяем флегмовое число. Rопт=3 (Рудин М.Г. с.248)
2. Определение теплового баланса колоны. Учитывая всё тепло входящее в колону и выходящее из неё.
(1)
1. Тепло вводимое в колону сырьём нагретым до температуры.
кДж/ч
(2) где Gc – количество сырья
Jt – энтальпия сырья
(3)
(4) где М0 – средняя молекулярная масса сырья
кДж/кг (5)
(6)
(7)
(8)
2. Тепло вводимое в колону с горячей струе или с водяным паром
. Обозначим Qвп , Qг.с..
(9)
Qг.с. рассчитывают по пункту 4.7. как итог расчета теплового баланса.
3. Тепло выносимое из колоны с паром ректификата (дистиллята) при tв .
кДж/ч
(10)
D=17083 – количество дистиллята по материальному балансу колонны.
=542,08 кДж/кг
кДж/ч
4. Тепло выводимое из колоны с жидким остатком.
кДж/кг
(11)
кДж/кг
кДж/кг
кДж/ч
5. Тепло выдаваемое из колонны с острым орошением
кДж/ч
(12) где L – количество флегмы стекающее с тарелок с верхней части колоны , определяется по формуле
кг/ч
(13) где Rопт – флегмовое число
D – количество дистиллята
L=3*17083=51249 кг/ч
кДж/кг
=700С
кДж/кг
кДж/ч
4.6. кДж/ч (14)
кДж/ч
7. Представляем полученные данные в равенство
получаем
(15) где 1,02/1,03 – это коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду , который составляет 2(3 % от
кДж/ч
8. Рассчитываем количество горячей струи.
кг/ч
(16) где tГ.С. – принимаем на 40-50 0С выше температуры куба колонны tГ.С.=2300С
кДж/кг
кг/ч
5. Определение внутренних материальных потоков.
5.1. Количество паров верхней концентрационной части колоны.
(17)
кг/ч
5.2. Количество паров в отгонной части колонны.
(18) где (R – теплота испарения остатка.
кг/ч
6. Диаметр колонны определяется в зависимости от максимального расхода паров и допустимой скорости движения паров в свободном сечении колонны.
6.1. Рассчитываем объем паров проходящих в течении 1 –го часа верхней части колонны.
м3/ч
м3/ч
6.2. Линейная допустимая скорость паров в колонне.
Ud=0,2 м/с
6.3. Диаметр колонны в метрах определяем по формуле
м
(20)
м
6.4. Примем диаметр равный
D=1,8 м
7. Число тарелок =30
8. Высота тарелок h=0,610 м
(21) где h1 – высота верхнего днища
м h2 – высота тарельчатой части колонны.
м (22) h3 – высота от нижней части тарелки до уровня жидкости h3=1 м h4 – высота кубовой части колонны.
(23) где м3
(24)
м h5 - опорная обечайка h5=4 м
H=h1+h2+h3+h4+h5=0,9+17.6+1+2.6+4=26.1 м
Колонна стабилизации КЛ 21 (2) имеет температуру верха 1000С , низа
1900С . Массовая доля отгона сырья на входе в колонну =0,2.
Диаметр колоны равен 1,8 м . Высота колонны 26,1 м , что соответствует размерам колонны на установке ГФУ-1 цеха №10.
2. Расчет аппарата – холодильник.
Назначение : Холодильник предназначен для охлаждения нефтепродукта .
Цель расчета : определить основные размеры.
Исходные данные :
Gб=21167 кг/ч t1=1400C t2=400C t3=200C t4=400C
Рисунок 2 – Холодильник.
1. Тепловая нагрузка.
(26)
кДж/кг
кДж/кг
2. Средняя разность температур
0С
(27)
0С
3. Примем коэффициент теплопередачи
К=175 Вт/м2с (Адельсон С.В. с.160)
4. Поверхность теплообмена
м2
(28)
м2
5. Расход воды.
кг/ч
(29)
кг/ч
Вывод : Принимаем кожухотрубчатый холодильник с плавающей головкой по
ГОСТ 14246-79 . Диаметр кожуха 1400мм , диаметр труб 20 мм , число ходов по трубам 4 , поверхность теплообмена 1040 м2 , длина труб 9000 мм.
3. Расчет аппарата - отстойник .
Название аппарата: отстойник предназначен для отстаивания рефлюкса от газа (С1-С2)
Цель расчета: определить основные размеры аппарата.
Исходные данные: температура 400С , давление 1,2 Мпа
Поступает 68332 кг/ч
С3 – 606 кг/ч – газ
С2 – 200 кг/ч – газ
С4 – 16240 кг/ч – газ
С4 – 14500 кг/ч – жидкость (=578 кг/м3
С5 – 36786 кг/ч – жидкость (=626 кг/м3
Скорость газа в свободном сечении аппарата (=0,15 м/с
Рисунок 3 – Отстойник Е 34.
1. Объем газа С3 .
М3/ч
(30)
м3/ч
2. Секундный объем газа С3 .
м3/с
(31)
м3/с
3. Объем газа С2 .
м3/ч
4. Секундный объем газа С2 .
м3/с
5. Объем газа С4 .
м3/ч
6. Секундный объем газа С4 .
м3/с
7. Секундный объем жидкости С4 .
м3/с (32)
8. Секундный объем жидкости С5 .
м3/с
9. Общий объем смеси .
м3/с (33)
м3/с
10. Сечение аппарата.
м2
(34)
м2
11. Диаметр аппарата.
м
(35)
м
Вывод : принимаем аппарат диаметром D=1 м.
3 Экономическая часть.
Цель расчета : Рассчитать технико – экономические показатели установки
ГФУ-1.
3.1 Обоснование годовой производственной мощности.
(36) где М – мощность технологической установки
П – производительность оборудования
Тэфф – эффективный фонд
М=777*336=261234 т
Выход целевого продукта
Мцел=М*Квых
(37)
Мцел=261234*0,751=196186 т
Тр=Тк-Тэфф=365-336=29 дней.
3.2 Расчет производственной программы.
Производственная программа установки рассчитывается на основе производственной мощности установки и исходных данных об отборе основной и попутной продукций.
Таблица 10 – Производственная программа.
|Вид сырья , продукций |% отбора |Годовой объем |
| | |тонн |
|Взято: | | |
|К-т бензин кк |66,8 |174582 |
|Газ жирный кк |33,2 |86652 |
|Всего |100 % |261234 |
|Получено : | | |
|Калькулируемая продукция | | |
|К-т бензин ст. |75,1 % |196186 |
|Итого : |75,1 % |196186 |
|Не калькулируемая продукция | | |
|Рефлюкс |13,2 |34482 |
|Сероводород |1,9 |4963 |
|Газ сухой |8,94 |23354 |
|Итого : |24,04 |62799 |
|Потери |0,86 |2249 |
|Всего |100 % |261234 |
3.3 Организация производства.
Расчет планового баланса рабочего времени одного рабочего.
Для определения численности рабочих необходимо рассчитать количество дней и часов работы , подлежащий отработке в год одним рабочим эффективный фонд рабочего времени.
Расчет планового баланса рабочего времени ведется с учетом средней продолжительности отпуска , невыходов по болезни , невыходов в связи с выполнением государственных и общественных обязанностей , внутрисменных потерь времени , режимов работы установки. Для непрерывного производства наиболее распространен четырех бригадный , трехсменный график работы (8 часов) , а также пяти бригадный , трехсменный график работы (8/6 часов).
Расчет планового баланса рабочего времени одного рабочего ведется по форме таблицы.
Таблица 11 – Плановый баланс рабочего времени одного рабочего.
|Показатели |Периодичность |Непрерывное произв. |
| |производства |при 5-ти бригадном |
| |при 7 часовом |граф. |
|1 |2 |3 |
|1.Календарные дни Тк |365 |365 |
|2.Нерабочие дни всего |117 |73 |
|2.1. Выходные Твых |104 |73 |
|2.2.Праздничные Тпр |13 |- |
|3.Максимальный возможный | | |
|фонд рабочего времени Тмакс| | |
|дни |248 |292 |
|3.1.Обычные дни |193 |- |
|3.2.Праздничные дни и | | |
|предвыходные |55 |- |
|1 |2 |3 |
|4.Максимально возможный | | |
|фонд рабочего времени Тмв |193*7+55*6=1681 |1752 |
|5.Планируемые дни не выхода| | |
|на работу всего | | |
|в том числе |38 |38 |
|5.1.Отпуска очередные и | | |
|дополнительные , дни |29 |29 |
|5.2.Болезни |7 |7 |
|5.3.Выполнение гос.обязон. |1 |1 |
|5.4.Ученические отпуска |1 |1 |
|6.Планируемы эффективный | | |
|фонд рабочего времени | | |
|7.Средняя продолжительность|210 |254 |
|рабочего дня , час | | |
|8.Планируемый эффективный | | |
|фонд рабочего времени Тэфф |6,7 |6 |
|, час | | |
|9.Коэффицент использования | | |
|рабочего времени , Ки |1407 |1524 |
| | | |
| | | |
| |0,8 |0,86 |
3.4 Расчет численности производственных рабочих.
Таблица 12 – Расчет численности производственных рабочих.
|Наименование |Гр. |Прод. |Тар. |Кол-во рабочих |
|профессий |Смености |Смены |Разряд. | |
|рабочих | | | | |
| | | | |1 |2 |3 |4 |
| | | | |см |см |см |см |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |
|1.Старший оп. | | |6 |1 |1 |1 |1 |
|2.Оператор | | |5 |1 |1 |1 |1 |
|3.Оператор |5-ти |6 часов|4 |2 |2 |2 |2 |
|4.Машинист |бригадный | |5 |1 |1 |1 |1 |
|5.Машинист | | |4 |2 |2 |2 |2 |
|Всего | | | |7 |7 |7 |7 |
Продолжение таблицы 12.
| |Число |Явочное число|Коэфф. |Списочное |Часовая |
| |рабочих на | |Использования |число |тарифная |
| |подмену | |рабочего | |ставка |
| | | |времени | | |
| |9 |10 |11 |12 |13 |
|1 |- |5 | |5 |21,030 |
|2 |1 |5 | |6 |18,593 |
|3 |1 |10 |1,14 |11 |16,444 |
|4 |1 |5 | |6 |18,593 |
|5 |1 |10 | |11 |16,444 |
|Всего |4 |35 | |39 | |
3.5 Расчет годового фонда оплаты труда.
1. Определяем тарифный фонд заработной платы.
руб
(38) где Счас – часовая тарифная ставка
Тэфф – эффективный фонд рабочего времени
Чсп – списочная численность рабочих
(39)
руб
2. Определяем премию.
(40) где ПР – сумма премий , руб
П – установленный размер премии по действующему положению премирования на предприятии.
руб.
3. Определяем доплату за ночное время.
На долю ночных часов приходится 1/3 часть отработанного времени. За каждый ночной час доплачивается 40 % тарифной ставки.
Dноч=1/3*Фтар*0,4=1/3*1051422,8*0,4=126170,73 руб. (41)
4. Определить доплату за верчение часы.
На долю вечерних часов приходится также 1/3 отработанного времени. За каждый вечерний час доплачивается 20 % тарифной ставки.
Dвеч=1/3*Фтар*0,2 руб
(42)
Dвеч=1/3*1051422,8*0,2=63085,3 руб
5. Определить доплату за праздничные часы.
Праздничные часы оплачиваются в двойном размере.
Dпр=Счас*Тпр* Тсм* Псм*Чяв руб.
(43)
Где Тпр – число праздничных дней , в году.
Тсм – продолжительность смены , в часах.
Псм – количество смен.
Чяв – явочное число рабочих в смену.
Dпр=17,69*13*6*4*35=193174,8 руб.
6. Определяем доплату за переработанные часы (только по четырехбригадному графику).
Определяем фонд основной заработной платы.
Фосн=Фтар+ПР+Dноч+Dвеч+Dпр=
(44)
=1051422,8+525711,4+126170,73+63085,3+1931174,8=3697565 руб.
7. Определяем оплату дней отпуска.
Эта оплата производится из расчета среднемесячной зарплаты за год и рассчитывается по формуле.
руб.
(45) где Тэфф – эффективный фонд рабочего времени , дни
Тот – продолжительность отпуска дни.
руб.
8. Определяем оплату дней выполнения государственных и общественных обязанностей.
руб.
(46) где Тго – планируемые затраты рабочего времени на выполнение государственных и общественных обязанностей , дней.
руб.
9. Определяем фонд дополнительной заработной платы.
Фдоп = Оот+Ого руб.
(47)
Фдоп =422162,9+14557,3=436720,2 руб.
10. Определяем доплату по районному коэффициенту.
Dрк=(Фосн+Фдоп)*0,15 руб.
(48)
Где 0,15 – доплата по районному коэффициенту (для Урала и
Башкортостана).
Dрк=(3697565+436720,2)*0,15=620142,7 руб.
11. Определяем годовой фонд заработной платы.
Фг=Фосн+Фдоп+Dрк=
(49)
=3697565+436720,2+620142,7=4754427,9 руб.
12. Определяем среднемесячную заработную плату одного рабочего.
руб.
(50) где 12 – число месяцев в году
Чсп – списочная численность рабочих.
руб.
13. В калькуляцию себестоимости продукции включается отчисления в фонд социального страхования , который для предприятия отрасли составляет 35,6
% от годового фонда заработной платы.
руб. (51)
3.6 Расчет годового фонда заработной платы.
Фонд заработной платы ИТР и служащих рассчитывается на основе должностных окладов и доплат за вредные условия труда.
Таблица 13 – численность ИТР.
|Наименование должности |Численность ИТР |Месячный должностной |
| | |оклад |
|Начальник установки | | |
|Механик установки |1 |6910 |
| | | |
| |1 |6410 |
1. Определяем годовой фонд заработной платы ИТР.
Фгн=Од*1,1*11 руб.
(52)
Где Од – месячный должностной оклад , руб.
1,1 – коэффициент , учитывающий вредные условия труда .
11 – число рабочих месяцев в году , мес.
Фгн=6910*1,1*11=83611 руб.
Фгм=6410*1,1*11=77561 руб.
2. Определяем сумму премии.
руб.
(53) где 60 – премия , в %
руб.
руб.
3. Определяем дополнительную заработную плату .
руб.
(54) где 25,4 – среднее количество рабочих дней в месяц , дни.
Dот – число дней отпуска.
руб.
руб.
4. Определяем доплату по районному коэффициенту.
Dрк=(Фг+ПР+Фдоп)*0,15 руб.
(55)
Dрк.н=(83611+50166,6+11970)*0,15=21862 руб.
Dрк.м=(77561+46536,6+11103)*0,15=20280 руб.
5. Определяем годовой фонд заработной платы с учетом районного коэффициента.
Фгрк=Фг+ПР+Фдоп+Dрк руб.
(56)
Фгрк=83611+50166,6+11970+21862=167609 руб.
Фгрк.м=77561+46536,6+11103+20280=155480 руб.
6. Определить отчисления в фонд социального страхования.
руб. (57)
руб.
3.7 Расчет себестоимости продукции.
Себестоимость продукции – важнейший показатель деятельности предприятия.
Расчет себестоимости еденицы продукции производится путем составления калькуляции себестоимости .
Основой для состовления калькуляции себестоимости служит:
1) Производственная программа цеха;
2) Нормы расхода материала , сырья , топлива , энергии;
3) Стоимость основных фондов ;
4) Годовые нормы амортизации;
5) Данные расчета фонда заработной платы;
6) Нормы расходов на ремонты;
7) Данные по цеховым и общезаводским расходам;
8) Плановые и отчетные калькуляции себестоимости продукции.
Таблица 14 – Затраты на вспомогательные материалы , топливо и энергоресурсы.
|Наименование |Ед. |Цена |Расход |Наимен. |Произ. |Кол-во|Сумма |
|ресурсов |изм. |За ед.|норм. |Продук. |Прогр. | | |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |
|1.Вспомогатель| | | | | | | |
|ные материалы.| | | | | | | |
| |т |18914,6|0,00008|Газ жид.|86652 |7,7 |145642 |
|МЭА |т |2 | | |86652 |171,9 |497306 |
|Сода кауст. | |2893 |0,001 |Газ жид.| | | |
|Итого по плану| | | | | | | |
|Топливо | | | | | | | |
|Энергоресурсы | | | | | | | |
|1.Газ |Гкал |202,14 |1,15 |Газ жид.|86652 |100410|2029687|
|2.Вода |Т*м3 |299,82 |0,1 | |86652 | |7 |
|3.Эл.энергия |Т*кВт/|580,29 |0,3 |Газ жид.|86652 |9252 |2773934|
|4.Сжат.воздух |ч |137,42 |0,02 | |86652 |27874 | |
|5.Азот |Т/м3 |1875,37|0,02 |Газ жид.|86652 |1950 |1617500|
| |Т/м3 | | | | |2570 |3 |
| | | | |Газ жид.| | |267969 |
| | | | | | | |4819700|
| | | | |Газ жид.| | | |
|Итого | | | | | | | |
1. Определяем затраты на сырьё и основные материалы.
Зс=Ц*Q=Цк-т бензина*Qк-т бензина + Цжг* Qжг руб.
(58)
Где Ц – оптовая ценна за единицу , руб.
Q – количество переработочного сырья.
Зс=2,7*174582+86652*1,3=584019 тыс.руб.=584019000 руб.
2. Определяем фонд оплаты труда производственного персонала установки и ИТР . Для расчета этой статьи данные берутся из расчета.
Фгод=Раб+ИТР=4754427,9+323089=5077516,9 руб. (59)
3. Определяем отчисления на социальное страхование.
ОсоцРаб+ИТР=169257,6+115018=284275,6 руб. (60)
4. Определяем расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.
4.1. Годовые амортизационные отчисления.
руб.
(61) где Фср.год – среднегодовая стоимость основных производственных фондов
, руб.
На – норма амортизационных отчислений , %.
На =12 %
руб.
4.2. Определяем величину ремонтного фонда.
руб.
(62) где Нрем – норма на провидение ремонтных работ , %.
Нрем=6%
руб.
руб.
5. Определяем затраты на внутризаводскую перекачку.
Зпер=Спер*Q руб.
(63)
Где Спер- себестоимость перекачки 1 тонны сырья (берется по данным предприятия).
Q – количество сырья , перерабатываемого на установке.
Спер=10*261234=2612340 руб.
Зпер=2612340*261234=68243202 руб.
6. Определяем цеховые расходы.
Зцех=7840200 руб. (по данным предприятия)
(64)
7. Определяем общие комбинатовские расходы.
Зобщ=38819200 руб. (по данным предприятия)
(65)
8. Определяем стоимость побочной продукции.
Споб=Ц*Впоб руб.
(66)
Где Ц – ценна за еденицу побочной продукции , руб (берутся по данным предприятия).
Впоб – объем производства того или иного вида побочной продукции.
Споб.р=1951,2*34482=67281278 руб.
Споб.гс=1300,80*23354=30378883 руб.
Споб.сер=216,80*4963=1075978,4 руб.
(Споб=67281278+30378883+1075978,4=98736139 руб.
Определяется производственная себестоимость продукций.
9. Всего выпуска.
Спр=Зс+Звсп+Зт+Зэн+Фг+Осоц.стр+Зсоб+Зцех+Зобщ+Зпер-Споб руб. (67)
Спр=584019000+642948+0+44333483+5077516,9+284275,6+
+6314999,8+7840200+38819200+68243202-98736139=
=656738786 руб.
10. Единицы продукции.
руб/т
(68)
руб/т
11. Определяем внепроизводственные расходы.
Внепроизводственные расходы составляют 1-3 % от производственной себестоимости.
Звнепр=0,01*Спр руб.
(69)
Звнепр=0,01*656738786=6567387,8 руб.
12. Определяем полную себестоимость продукции.
12.1. Всего выпуска.
Сполн=Спр+Звнепр руб.
(70)
Сполн=656738786+6567387,8=663306173,8 руб.
12.2. Единицы продукции.
руб.
(71)
руб.
Таблица 15 – Калькуляции себестоимости продукции.
|Наимен. |Кол-во |Цена |Сумма |Наимен. |Кол-во |Себистоимость |
|статьи |В тонн.|Руб. |Руб. |Продук. |В тонн.| |
| | | | | | |Руб. |Всего |
|Сырьё и | | | | | | | |
|основ. | | | | | | | |
|Матер. | | | | | | | |
| | | | | | | | |
|1.К-т | | | | | | | |
|бензин | | | | | | | |
|кК |174582 |2796,19|488164,4|А.Кальк.| | | |
| | | | | | | | |
|2.Газ | | | | | | | |
|жирный | | | |1.К-т |196186 |3347 |656738786 |
|кК |86652 | | |бензина | | | |
| | |1300,80|112716,9|ст. | | | |
|Итого |261234 | | | |196186 |3347 |656738786 |
| | | | |Итого | | | |
| | |4096,99|600881,3| | | | |
|Отходы | | | |В. | | | |
|(потери)| | | |Некальк.| | | |
|безвозв.|2249 | | | | | | |
| | | | |1Серо-во|4963 |216,80 |1075978,4 |
| | | | |дород | | | |
|Итого | | | |2 Газ |23354 |1300,80|30378883 |
|отходов | | | |сухой | | | |
| | | | |3 Реф- |34482 | |67281278 |
|Итого по| | | |люкс | |1951,2 | |
|ст.1 за | | | | |62799 | |98736139 |
|вычетом | | | |Итого | |- | |
|отходов |258985 | | | | | | |
| | | | | | | | |
|Затраты | | | | | | | |
| | | | | | | | |
|по | | | | | | | |
|обработ.| | | | | | | |
|Всего | | | |Всего |258985 | | |
Таблица 16 – Расшифровка затрат.
|Наименование статьи |На весь выпуск |На единицу |
| |сумма , руб. |продукции , руб. |
|Сырьё и основной материал | | |
|Компонент бенз. кк | | |
|Газ жирный кК |488164,4 |2,48 |
|Итого по ст.1 |12716,9 |0,57 |
|2.Вспом. материалы |600881,3 |3,06 |
|МЭА | | |
|Сода каустическая |145642 |0,742 |
|Итого по ст. 2 |497306 |2,534 |
|Топливо технолог. |642948 |3,277 |
|Энерг. Затраты |- |- |
|Пар | | |
|Вода |20296877 |103,4 |
|Электроэнергия |273934 |1,39 |
|Сжатый в