Мұнай эмульсиялары

Жылутаратқыштардың  көлемдіңк шығынын (19) формула арқылы анықтаймыз

 

                                                                                                                                   (19)

 

 

 

 

 

           Жылутаратқыштардың  сызықты жылдамдықтарын (20) арқылы анықтаймыз

 

                                                

                                                    (20)

 

        мұндағы  V – жылутаратқыштың көлемдік шығыны,

                        f – құбырлы кеңістік үшін немесе қарастырылатын құбырлы ағын үшін өтеттін қима ауданы, м².

 

 

 

 

 

 

Жылалматырғыштың  құбырлар санын (21) формаламен анықтаймыз

 

                                                   (21)

 

мұндағы  Vсб – сулы будың көлемдік шығыны;

                   − құбыр диаметрі;

                   − сулы будың линейлі жылдамдығы.

 

 

 

Жылуалмастырғыш екіқадамды болғандыұтан, онда  2∙35 =  70 д.

Жылуалмастырғыштың  нақты есептеуін жүргіземіз. Жылутарқыштар ағыны үшін Рейнольдс критерийінің мәнін (22) формуламен анықтаймыз

 

                                                       (22)

 

мұндағы   − жылутаратқыш ағынының жылдамдығы, м/с;

                            d  − диаметр, м;

                            − тұтқырлық, Па ∙ с.

 

Мұнайдың тұтқырлығы .

Шикізат үшін Рейнольдс критерийін (23) формуламен анықтаймыз (23)

 

 

 

Сұйықтықтар қоспасының қозғалу тәртібі – дамыған турбулентті, ол Рейнольдс критерийінің мәні 10000-нан жоғары болғандықтан. Құбыраралық кеңістіктің эквивалентті диаметрін (24) формуламен анықтаймыз

 

 

 

мұндағы   – кожухтың ішкі диаметрі, м;

                  – құбырдың сыртқы диаметрі, м;

                  – құбырлар саны.

 

 

 

Сулы будың  тығыздығы 0,597 тең, [4, с. 516], тұтқырылық 0,278∙10^-3 Па∙с, [4, с. 548]. Сулы бу ағыны үшін Рейнольдс критерийінің мәнін (22) формуламен анықтаймыз

 

 

 

Сулы будың  қозғалу тәртібі – ламинарлы, ол Рейнольдс криетрийі 2300-ден аз болғандықтан.

Мұнайдың жылуөткізгіштігі 0,12 Вт/м К тең.

Прандль критерийінің мәнін (25) формуалмен анықтаймыз

 

 

 

 

 

Сулы будың  жылуөткізгіштігі равна 2,41∙10^-2 Вт/мК тең, [7, с. 810] бойынша. Сулы бу үшін Прандль критерийінің мәнін (25) формуламен анықтаймыз

 

 

 

Сұйықтық  қспасы үшін Рейнольдс критерийнің  мәні 10000 жоғары болғандықтан, ол құбырл кеңістікте кесе қалқасыз қозғалады. Сұйықтық қоспасы үшін Нуссельт критерийінің мәнін (26) формуламен анықтаймыз

 

Nu_қоспа = 1,16(d_экв^. Re) ^0,6. Pr ^0,33                                  (26)

 

Nu_қоспа = 1,16(0,146^. 10456) ^0,6. 42,8 ^0,33 =325,85

 

Сулы бу құбырлы  кеңістікте қозғалады және турбулентті  өтетін тәртіп болады, сондықтан Нуссельт критерийнің мәнін (27) формуламен анықтаймыз

 

Nu_вп = 0,023^. Re ^0,9. Pr ^0,43                                                                   (27)

 

Nu_вп = 0,023^. 2203,48 ^0,9. 23,19 ^0,43

 

Жылуқайтарғыш коэффициентінің мәнін (28) формуламен анықтаймыз

 

 

 

мұндағы  – анықтайтын геометриялық өлшем, м.

 

 

 

 

 

Жылуқайтарғыш коэффициентінің мәнін (29) формуламен анықтаймыз

 

К =                                                   (29)

 

мұндағы δ – болатты қабырға қалыңдығы, ол ағындардың және қайнау қабатын бөледі, м;

                 α₁, α₂ – ағындар ішіндегі жылуқайтарғыш коэффициенттері, Вт/м²К;

                 λ – болат және көбік үшін жылуөткізгіш коэффициентінің мәні.

 

Болатты қабырға  қалыңдығы 2 мм тең, көбік қабаты – 0,5 мм, болат үшін жылуөткізгіш коэффициентінің мәні 17,5 Вт/м^.К тең, көбік үшін – 1,2 Вт/мК [4, c. 529]. Табылған мәндерді (29) формулаға қойып келесі мәнді аламыз

 

К = = 31,25 Вт/м²К.

 

Жылуалмастырғыш беттігінің нақты мәнін (15) формуламен есептейміз

 

 

 

Стандартты  аппаррат таңдаймыз. ГОСТ 14246 – 79 және ГОСТ 14247 – 79-ға сәйкес жүзетін қалпақшасы бар кожухқұбырлы жылуалмастырғышты таңдаймыз. Жылуалмастырғыштың сиппаттамасы: кожухтың диаметрі 1000 мм тең, 2 қадам, құбырлар диаметрі 202 мм тең, құбырлар бойынша бір қадамның қима ауданы 103∙10^-3 м² тең, құбырлар ұзындығы – 9 м тең, жылуалмастырғыштың беттік ауданы 24 м² тең, қалқа ойығында құбырлы кеңістікте өтетін қиманың ауданы – 11,7∙10^-2 м² тең, қалқалар арсында – 19∙10^-2 м² тең. Құбырлар дурыс үшбұрыштардың шындарында орналасқан [6, с. 159, 162 – 163].

Штуцерлердің  диаметрінің мәнін анықтаймыз. Қоспа ағынының жылдамдығын 2 м/с деп аламыз, су будың – 20 м/с [1, c. 26]. Штуцерлердің диаметрінің мәнін (30) формуламен анықтаймыз

 

                                                 D =                                                       (30)

 

D_қоспа =

 

D_вп. =

 

Сулы будың  конденсаты үшін штуцерлер диаметрін  анықтау үшін оның көлемдік жылдамдығын (16) формула арқылы анықтаймыз

 

 

 

Конденсаттың  жылдамдық сызығын 2 м/с деп аламыз. Штуцерлер диаметрін (30) формуламен анықтаймыз

                                D_{конденсат} =

 

Табылған  штуцерлердің диаметрінің мәнін, [5, с. 175] сәйкес, ГОСТ бойынша: D_вп = 200 мм, D_қоспа =  80 мм, D_{конденсата} = 125 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

 

Мұнайды терең  тұзсыздандыру коррозияны төмендетеді  және апппаратурадағы шөгінділерді кемітеді, қондырғылардағы жөндеу аралық жүрісті арттырады, каталиткалық процестерге  арналған шикізат, сондай-ақ тауарлық өнімдер – отындар, битум және электродты кокс сапасын жақсартады.

Құрамында еріген тұздары бар су жер қабатынан  шығарылған мұнайда өлшемі 1,6-250 мкм  дейінгі ұсақ тамшылар түрінде болады. Тұзды су тамшылары мұнай құрамында  болатын мұнай қышқылдары, асфальтенді-шайырлы  заттар, парафиндердің микрокрис-талдары, механикалық бөгде қоспалар сияқтыны бетте табиғи эмульгаторлар түрінде  сорбциялайды. Бұл тамшылардың қосылуын және іріленуін қиындата түседі. Қазіргі  уақытта мұнайды өңдеуге дайындау екі сатыда өтеді: суатта және тікелей  МӨЗ.

Осы курстық  жобада тұзсыздандырудың және құрғатудың негізгі параметрлері қарастырылған  болатын. Жұмыс барысында оптмалды температура, қысым, мұнайы тұзсыздандыруға  жіберетін деэмульгаторлар саны, түрі және т.б. анықталған болатын.

ЭЛТҚ-АҚ қондырғысының жүйесі бойынша екі рет буландыру принципі іске асырылған. Бұл жүйе бойынша, шикі мұнай сорап арқылы, жылуалмастырғыштардан, электродегидраторлардың шоғырынан өтіп, бензинсіздендіру колоннасына түседі. Колоннаның жоғарғы жағынан шығатын өнім – жеңіл бензин фракциясын ауамен және сумен суытатын тоңазытқыштарда суытылады да, рефлюкс ыдысына түседі, одан бензиннің бір бөлігі сорап арқылы ағын есебінде беріледі де, ал негізгі балансты мөлшері өзінің қысымымен ыдысқа түседі. Колоннаның астынан шығатын өнім жартылай бензинсізденген мұнай –сораппен алынып құбырлы пешке жіберіледі. 360 ºС дейін қыздырылған мұнайдың екі ағымының біреуі колоннаға қосымша ректификациялауға қажетті жылу беру мақсатында беріледі де, ал екінші ағымы атмосфера колоннасына жіберіледі.

Жобалағанда қажетті ЭЛТҚ негізгі параметрлері: температура; қысым; эмульгатор типі мен шығыны; электрмен тұзсыздандыру сатыларының саны; шаятын су шығыны және оны сатылар арасына бөлу; электрдегидратор конструкциясы және өлшемі.

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

 

 

1. Багатуров С. А. Основы теории и расчета перегонки и ректификации: учебное пособие для студентов вузов / С. А. Багатуров. – Изд. 3 – е, перераб. − М. : Химия, 1974. – 440 с.
2. Поникаров И. И. Машины и аппараты химических производст : Учебник для вузов / И. И. Поникаров, О. А. Перелыгин, В. Н. Доронин,           М. Г. Гайнуллин. – М. : Машиностроение, 1989. – 368 с.
3. Плановский А. Н. Процессы и аппараты химической технологии : учебник для техникумов / А. Н. Плановский, В. М. Рамм, С. З. Каган. – М. : Госхимиздат, 1962. – 846 с.
4. Доманский И. В. Машины и аппараты химических производст: примеры и задачи : учебное пособие для студентов вузов / И. В. Доманский,   В. П. Исаков, Г. М. Островский ; под общ. ред. В. Н. Соколова. – Ленинград : Машиностроение, 1982. – 384 с.
5. Борисов Г. С. Основные процессы и аппараты химической технологии : Пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков,                                 Ю. И. Дытнерский ; под редакцией Ю. И. Дытнерского. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М. : Химия, 1991. – 496 с.
6. Павлов К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии : учебное пособие для вузов / К. Ф. Павлов,                   П. Г. Романков, А. А. Носков ; под  ред. П. Г. Романкова.  – Изд. 10-е, перераб. и доп. – Ленинград : Химия, 1987. – 576 с.
7. Лащинский А.  А. Конструирование сварных химических аппаратов : справочник / А.  А.  Лащинский. – Ленинград : Машиностроение,  1981. – 379 с.
8. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии : учебник для техникумов / И. Л. Иоффе. – Ленинград : Химия, 1991. – 352 с.