Введение к работе
Актуальность работы В связи с экономической ситуацией, сложившейся в настоящее время, и в условиях свободного рынка при изменяющемся спросе и предложении на химическую продукцию и сырье многие промышленные тепло —и массообмонные установки работают с переменной нагрузкой, п различных диапазонах изменения составов питания. Широко применяемые в настоящее время в колонных аппаратах стандартные тепло— и массообменные тарелки имеют относительно небольшой интервал устойчивой работы, т.к. при малых скоростях пара происходит провал жидкости, а при повышенных — брызгоунос, что. как известно, существенно снижает эффективность проводимых процессов.
В АО «КазаньОргсинтез» планируется повышение производительности установки газоразделения на заводе «Этилен» с 160 до 200 тыс. тонн этилена в год. Установка газоразделения содержит б основных колонн, в том числе колонна охлаждения пирогаза. Для повышения производительности установки необходимы анализ и диагностика колонн с целью выбора варианта реконструкции действующих контактных устройств или замены их на новые.
Работа выполнена на кафедре процессов и аппаратов
химической технологии Казанского государственного
технологического университета в соответствии с ПНИЛ № 03 — 23 «Теоретические методы описания массотеплопереноса в двухфазных системах. оптимальное проектирование и реконструкция аппаратов разделения в промышленной химии» а также госпрограмме "Химия и нефтехимия РТ".
Цель работы.1
1.Исследование процесса охлаждения пирогаза водой в промышленной теплообменной колонне К —201 установки газоразделения с целью анализа работы и возможности повышения производительности.
2.Разработка математической модели процесса охлаждения
пирогаза в барботажном слое ив противоточной насадочиой
колонне. .
З.Технические решения по реконструкции контактных устройств в колонне К—201 завода «Этилен» при повышении производительности на 60%.
1 В работе принимал участие к.т.н., доцент Данилов В.А.
Научная новизна; Разработана математическая моделі» и алгоритмы расчета процесса охлаждения пирогаза водой в промышленной колонне с контактными устройствами барботажного и насодочного типов. Модель построена на основе законов сохранения в двухфазных средах в дифференциальной форме. Уравнения переноса записаны для сплошной фазы, а влияние дисперсной фазы учитывается характерне гиками турбулентного обмена и источниковыми членами. Решение уравнений осуществляется численным методом и дает возможность рассчитать тепловой КПД колонны и выбрать вариант реконструкции.
Практическая значимость; Предложены технические решения по реконструкции теплообменной колонны охлаждения пирогаза, включающие в себя замену тарельчатых контактных устройств >ш насадочпые элементы. Реконструкция дает возможность увеличить производительность установки га зо разделения со 1G0 до 2G0 тыс. тонн этилена и год (при модернизации остальных колонн и ночей).
Апробация , работы: Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Всероссийской конс|м>ренции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии" (г. Ярославль, 1994); на 3~ой Республиканской конференции по интенсификации нефтехимических процессов, (р. Нижнекамск, 1994); и<х 1 научной конференции студентов ВУЗов республики Татарстан. Секция "Физико-математические и химические науки" (Казань, апрель 1995); \ы X Международной кош|>еренции "Математические методы н химии и химической технологии", секция Na 4 (г.Т»ерь,1995); на ' ежегодных отчетных научно — технических конференциях в КГТУ
Публикации; По теме работы опубликовано б печатных работ и тезисов докладов.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключении, списка литературы и приложений, актов и справок о внедрении результатов исследований. Текст диссертации изложен на 102 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 9 таблиц но тексту, список литературы из 130 источников российских и зарубежных авторов.