Proiectarea unui Rezervor Orizontal

I. MEMORIUL DE CALCUL

1. Prezentarea constructiv-functionala a principalelor tipuri de separatoare (degazoare, aparate pentru decantare si sedimentare etc)

1.1. GENERALITĂŢI

Recipientele sub presiune sunt vase închise în care se află fluide la o presiune mai mare decât presiunea atmosferică sau sub vid, la diferite temperaturi. în recipientele utilizate în industria chimică au loc operaţii fizice (amestecare, încălzire etc), sau reacţii chimice. Recipientele pot fi fixe sau transportabile (butelii, cisterne auto sau pe calea ferată). Proiec¬tarea, construcţia, repararea şi exploatarea recipientelor sub presiune sînt supuse prescripţiilor, instrucţiunilor şi controlului I.S.C.I.R. (Inspectoratul de stat pentru cazane şi instalaţii de ridicat).

Recipientele pot fi clasificate, în funcţie de grosimea peretelui» în două mari categorii: cu perete subţire, la care β= De/Di<1,2 şi cu perete gros, pentru care β= De/Di >1,2, unde De este diametrul exterior al recipientului, iar Dt diametrul interior al recipientului. Clasificarea lor se mai poate face şi în funcţie de parametrii de lucru, presiune şi temperatură.

În industria chimică se întâlneşte o mare varietate de tipuri construc¬tive de recipiente sub presiune. Ele se pot clasifica după mai multe cri¬terii, şi anume: după forma corpului recipientului (cilindrice, sferice), după forma capacelor sau a fundurilor recipientelor (eliptice, sferice, conice), după modul de rezemare (lateral sau pe fund), după modul de încălzire (cu manta sau serpentină) etc. în figura 1.1 sînt prezentate câteva tipuri constructive de recipiente sub presiune. Tot din categoria recipientelor mai fac parte: coloanele de distilare, de rectificare, de absorbţie, aparatele aferente acestora scrubere, turnuri, precum şi aparatele tubulare, schimbătoarele de căldură.

Fig. 1.1. Tipuri constructive de recipiente:

a - recipient cilindric vertical cu capac plan, fund bombat şi rezemare laterală; b - rezemare pe fund; c - cu cămaşă de încălzire şi rezemare laterală; d - cu cămaşă de încălzire demontabilă şi rezemare pe fund; e - cu capac plan şi fund conic, rezemare laterală; f - cu cămaşă de încălzire nedemontabilă şi rezemare pe fund; g - cu capac bombat şi fund plan; h - cu cămaşă de încălzire; i - cu fund şi capac bombat, rezemare laterală; j - cu cămaşă de încălzire; fc - recipient orizontal; l - recipient sferic.

Utilajul ce urmează a fi proiectat se încadrează in categoria aparatelor cilindrice de tip vertical, ce permit realizarea proceselor de transfer de substanţă sau de masă ce au loc în instalaţiile utilizate în industria petrochimică.

Pentru a asigura un timp mare de contact intre fazele aflate in trecere prin instalaţi în procesele de transfer de substanţă este necesar ca lungimea acesteia sa fie cât mai mare.

Din punct de vedere constructiv, aparatele cilindrice de tip vertical sunt compuse din următoarele elemente:

- corp cilindric, realizat din tronsoane asamblate prin sudură, care se sprijină pe un suport;

- echipamentul interior, necesar realizării transferului de substanţă;

- amenajările exterioare, care servesc la crearea condiţiilor de funcţionare a utilajului.

Din punct de vedere al soluţiei adoptate în vederea asigurării unei suprafeţe maxime de contact între faze se folosesc:

- coloane cu umplutura - coloane umplute cu corpuri de umplere, peste care curge lichidul supus prelucrării, caracterizate prin faptul ca, concentraţia celor doua fa; variază continuu de-a lungul înălţimii coloanei;

- coloane cu talere - coloane compartimentate pe înălţime cu ajutorul unor talere ce asigura o suprafaţa mare de contact intre faze. Prin barbotarea fazei gazoase ce urca de la baza coloanei către vârf cu faza lichida, se asigura astfel transferul de substanţa;

Recipientele sub presiune se pot clasifica după mai multe criterii. Astfel:

a) După grosimea pereţilor pot fi:

- recipiente cu pereţi subţiri - la care raportul dintre diametrul exterior şi diametrul interior este mai mic de 1,2;

- recipiente cu pereţi groşi - la care raportul dintre diametrul exterior si diametru! interior este mai mare de 1,2;

b) După poziţia in spaţiu:

- recipiente cu axa orizontala;

- recipiente cu axa verticala.

c) După locul de amplasare:

- recipiente supraterane - pot fi montate la sol sau supraînălţat pe fundaţie sau construcţie metalică;

- recipiente îngropate.

d) După forma geometrică:

- recipiente cilindrice având acelaşi diametru;

- recipiente cilindrice având diametre diferite;

- recipiente sferice;

- recipiente în formă de picătură

e) După destinaţie:

- recipiente sub presiune, de uz general;

- recipiente de proces.

f) După posibilităţile de transport:

- recipiente gabaritice - ale căror dimensiuni de gabarit se înscriu în limitele gabaritelor de transport pe căi rutiere sau feroviare;

- recipiente agabaritice - la care, datorita dimensiunilor de gabarit prea mari, transportul către locul de montaj se face pe tronsoane.

g) După mobilitate:

- recipiente stabile (fixe);

- recipiente transportabile (butelii, cisterne auto sau de cale ferată);

h) După modul de asamblare:

- recipiente sub presiune, demontabile - la care elementele componente sunt asamblate cu ajutorul unor îmbinări demontabile;

- recipiente sub presiune, nedemontabile - asamblate prin sudură şi prevăzute cu guri de vizitare sau control.

În general un recipient sub presiune se compune din patru părţi principale şi anume:

- recipientul propriu-zis, constituit din: manta, capace, racord de încărcare, racord de golire, gură de vizitare, racord pentru sistemul de siguranţă, sistemul de susţinere, racorduri pentru indicatoare de nivel

- echipamentul obligatoriu, constituit din: supapa de siguranţă, manometru, indicator de nivel, placă de timbru

- echipamentul interior, impus de scopurile tehnologice şi care este întâlnit mai ales la aparatura de proces

- construcţii de deservire, necesare pentru crearea condiţiilor optime de

exploatare şi întreţinere a recipientului. Se compune din: podeţe, scări, dispozitive de ridicare.

Din punct de vedere constructiv, recipientele sub presiune sunt executate numai din îmbinări sudate cap la cap , admiţându-se şi suduri de colţ pentru sudarea flanşelor, fundurilor plane sau a racordurilor la elementele cilindrice sau sferice, la sudarea tablelor prin suprapunere, dar cu următoarele condiţii:

- grosimea elementelor sudate sa fie cel mult 10 mm în cazul îmbinărilor longitudinale, respectiv 16 mm în cazul îmbinărilor circulare;

- elementele respective sa nu fie supuse flăcărilor;

- sudarea sa fie executată pe ambele părţi.