Proiect la procese de transfer de căldură

Introducere

Procesle de prelucrare din rafinăriile de petrol au particularitatea să lucreze cu materii prime şi produse petroliere.Diversitatea proceselor din rafinării necesită operarea la temperaturi şi presiuni specifice.Aceasta implică o introducere unor utilajele de transfer de căldură: cuptoare tubulare, schimbătoare de căldură etc.

Schimbătoarele de căldură sunt aparate în care se realizează procese de transfer de căldură între două fluide.

Clasificarea schimbătoarelor de căldură după procesului principal de transfer de căldură se deosebesc numeroase clase de aparate care sunt : preîncălzitoare, răcitoare, condensatoare, răcitoare-condensatoare, refierbătoare, vaporizatoare, cristalizatoare , recuperatoare, regeneratoare etc.

Refierbătoarele sunt aparate de schimb de căldură cu fascicul tubular prin care se realizează aport de căldură la baza unor coloane de fracţionare.Aportul de căldură duce la vaporizarea parţială a lichiduluila baza coloanei, dar cum acest lichid este obişnuit un amestes, şi la o uşoară creştere a temperaturii. Căldura necesară se obţine prin condensare de abur, prin răcirea unei fracţiuni petroliere calde etc.

Refierbătoarele tip schimbător de căldură sunt de multe tipuri constructive şi funcţionale : refierbător termosifon vertical cu recirculare, refierbător termosifon orizontal fără recirculare, refierbător interior orizontal.

În cadrul proiectului vor prezenta refierbător cu spaţiu de vapori. Refierbător cu spaţiu de vapori este cel de tip refierbător termosifon orizontal fără recirculare şi se caracterizează prin faptul că separarea fazelor se face în refierbător şi nu în coloană. Mantaua refierbătorului conţine în partea inferioară un fascicul de tuburi, care ocupă o înălţimea mai mică decât diametrul mantalei.Tuburi sunt susţinute obişnuit prin plăci suport în formă de sfert de cerc.

Placa deversoare,care etanşează pe manta şi care are o înălţime ce depăşeşte cu ~5cm înălţimea fasciculului, delimitează camera lichidului care se evacuează din refierbător,prin intermediul unui regulator de nivel. Diferenţa între cele două nivele de lichid din refierbător se fixează la aproximativ 10...15 cm.

Refierbătoarele cu spaţiu de vapor sunt constructiv mai complicate şi nu lucrează cu presiuni prea ridicate.

Vaporizarea parţială lichidului se realizează în mantaua refierbătorului. Debitul de lichid care alimentează refierbătorul este singură dată prin refierbător. Circulaţia prin refierbător se realizează prin termosifonare şi numai în caz excepţional, la lichid foarte vâscoase se introduce o pompă care împinge lichidul din baza coloanei în refierbător.

Nivelui de lichid fixat de deversor trebuie să se afle cu 20...30 cm deasupra părţii inferioare a coloanei. Nivelui de lichid din coloană se autoreglează, astfel încât se se asigure echilibrul diferenţelor de presiune.

Descrierea aparaturii

Refierbător cu spaţiu de vapori este de fapt un schimbător de căldură de tip fascicul tubular în manta. Fluxul rece (n-Octan) care vine din baza coloanei de distilare intră în manta ,fluxul cald (motorină) se introduce în fascicul tubular cezând căldură. Flux rece primită căldură , se încălzeşte, se vaporizează parţial. Vapor V rezultat se reintroduce in coloană de distilare pentru fracţionare, iar lichid B iese ca produs de bază. Pentru a controla nivelul lichidului în manta folosim un regulator de nivel (LC) .

Datele de proiectare

Tip de flux Variantă 12

Fracţiune rece

n-Octan Debit masic de bază coloană,mB, t/h 30

Fracţie de vaporizat,e 0,6

Căldură latentă,Lv, kJ/kg 295

Presiunea în baza coloanei, bar 5

Temperatură în baza coloanei, C 196

Fracţiune caldă

Produse petroliere Densitate

0,850

Factor de caraterizare 11

Temperatură la intrare, tC1, C 280

Temperatură de ieşire, tC2, C 220