Реконструкция конвектора и адсорбера газа в целях повышения производительности до 1300 м3/ч

Нефтегазовое дело - Содержание

Введение

1. Аналитический обзор
2. Технологическая часть
   1. Обоснование выбранного метода производства и оборудования
   2. Описание технологической схемы производства
   3. Характеристика сырья и готового продукта
   4. Материальный баланс
   5. Тепловой баланс
   6. Технологический расчёт
   7. Гидравлический расчёт
3. Описание конструкции и принципа работы аппарата
4. Выбор основных конструкционных материалов
5. Расчёты на прочность, жёсткость и устойчивость
6. Технология изготовления аппарата
7. Ремонт и монтаж
8. Контроль и автоматизация производства
9. Охрана труда и техника безопасности
10. Промышленная экология
11. Гражданская оборона
12. Технико-экономические расчёты

Выводы и рекомендации
Список литературы

Нефтегазовое дело - Описание

Дипломная работа посвящена реконструкции оборудования станции защитной атмосферы для производства листового стекла, с целью увеличения выпуска азотоводородной смеси с 1200 до 1300 м³/ч. Практическая значимость заключается в повышении производительности, снижении эксплуатационных затрат и адаптации к международным стандартам. Работа решает задачи модернизации технологического процесса, обеспечивая высокое качество стекла и экономическую эффективность производства.

Основная часть

Выпускная научная работа представляет собой комплексный анализ и проектирование модернизированной системы производства защитной атмосферы, используемой для предотвращения окисления расплавленного олова в процессе формирования листового стекла. Основная цель — разработка стандартных аппаратов (конвертора и адсорбера), отвечающих требованиям высокой производительности, надёжности и соответствия современным стандартам. Для достижения этой цели автор подробно рассматривает технологические, конструкторские и экономические аспекты, опираясь на расчёты и нормативные документы.

Аналитический обзор и выбор метода

В аналитическом разделе выпускник выявил, что наиболее эффективным методом получения водорода для защитной атмосферы является высокотемпературная конверсия природного газа с использованием газообразных окислителей, таких как кислород воздуха. Стоит отметить, что данный метод вытеснил устаревшие технологии, такие как железопаровый способ, благодаря экономичности и высокому выходу продукта. Рассмотрены реакции конверсии метана с водяным паром, углекислым газом и кислородом, с акцентом на их термодинамические характеристики. Например, реакция CH₄ + ½O₂ = CO + 2H₂ протекает автотермично, что снижает энергозатраты. Этот раздел подчёркивает обоснованность выбора метода, основанного на доступности сырья и минимизации отходов.

Технологическая часть

Технологический раздел детализирует процесс производства защитной атмосферы, включающий неполное сжигание природного газа, конверсию оксида углерода, охлаждение газовой смеси и адсорбционную очистку. Процесс начинается с подготовки газо-воздушной смеси, которая сжигается в камере с зернистым огнеупором при температуре 1400–1800°C. Продукты горения охлаждаются до 600–800°C, насыщаются водяным паром и направляются в конвертор, где оксид углерода превращается в диоксид углерода и водород по реакции CO + H₂O = CO₂ + H₂. Далее газовая смесь охлаждается до 10°C с выделением конденсата, а затем очищается от влаги и диоксида углерода на цеолите NaX в адсорберах. Таким образом, процесс оптимизирован для получения азотоводородной смеси с содержанием водорода 8% и минимальными примесями. Материальный баланс, рассчитанный с использованием системы линейных уравнений, подтверждает выход защитной атмосферы в требуемом объёме.

Конструкторский раздел

Конструкторский раздел предлагает проектирование конвертора и адсорбера. Дипломник предлагает замену нестандартных аппаратов на серийные, что снижает затраты на изготовление и ремонт. Конвертор рассчитан на низкотемпературную каталитическую конверсию оксида углерода с использованием катализатора НТК-4, обеспечивая стабильный тепловой режим. Адсорбер, работающий в циклическом режиме (адсорбция, регенерация, выравнивание давления), оснащён цеолитом NaX и системой вакуум-продувочной регенерации. Расчёты на прочность, жёсткость и устойчивость выполнены в соответствии с ГОСТ, учитывая нагрузки от внутреннего давления и опор. Например, толщина стенок аппаратов определена с учётом допускаемой прочности материалов, таких как корундовый огнеупор и жаропрочная сталь. Конструкция включает фланцевые соединения, тепловую изоляцию и технологические штуцеры, размеры которых рассчитаны гидравлически. Чертежи аппаратов содержат схемы сборки, деталировку и спецификации, выполненные согласно стандартам химического машиностроения. По крайней мере, эти меры обеспечивают надёжность и удобство эксплуатации оборудования.

Технико-экономические расчёты

Экономический анализ демонстрирует эффективность модернизации. Сметная стоимость нового оборудования составляет 633017 грн, что на 80170,92 грн больше текущего. Однако увеличение производительности на 5,77% (с 10176 до 10763,172 тыс. м³/год) и снижение себестоимости на 1,472% (с 1813,47 до 1790,15 грн/1000 м³) обеспечивают годовой экономический эффект в 250997,17 грн. Расчёты амортизации выполнены по прямолинейному методу, а индексы изменения затрат подтверждают стабильность материальных и энергетических расходов. В значительной мере это подчёркивает целесообразность внедрения проекта.

Автоматизация, безопасность и экология

Раздел автоматизации описывает систему стабилизации расхода и давления защитной атмосферы, включающую компрессоры и регуляторы. Меры по охране труда и технике безопасности соответствуют требованиям Госнадзорохрантруда, а экологические аспекты учитывают минимизацию выбросов за счёт эффективной очистки газов. Раздел гражданской обороны предусматривает защиту персонала в чрезвычайных ситуациях.

Нефтегазовое дело - Чертежи

1. Пояснительная записка
2. Чертежи:
   • Адсорбер для очистки газа ВО(2 листа А1)
   • Конвертор для очистки газа ВО(2 листа А1)
   • Корпус адсорб ВО
   • Корпус конвертора ВО А1
   • Деталировочные чертежи
   • Спецификации
   • Технологическая схема гидрокрекинга
   • Электрическая схема автоматизации производства защитной атмосферы