Tính toán thiết kế cho bể chứa LPG

Tính toán thiết kế cho bể chứa LPG, Bể chứa hình cầu, Bể chứa hình trụ, LPG, Với tầm quan trọng của LPG như vậy, các nhà máy đã sản xuất ra hàng nghìn tấn LPG mỗi năm. Vậy với khối lượng lớn như vậy thì tồn chứa vào đâu, tồn chứa như thế nào, và vận chuyển như thế nào thì an toàn về mọi mặt ? Để trả lời cho câu hỏi đó thì nhóm chúng em đã chọn đề tài “Thiết kế bể chứa LPG có sức chứa 2800 tấn”

Lời mở đầu Như biết dầu khí nguồn lượng hóa thạch quan trọng cho nhu cầu Các quốc gia có trữ lượng dầu khí đáng kể, việc khai thác sử dụng chúng đem lại nguồn lợi kinh tế lớn Sự phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp hóa học phát triển ngành dầu khí làm tăng sản lượng sản phẩm công nghệ Đặc biệt ngành dầu khí, LPG sản phẩm nguồn nhiên liệu quan trọng hàng đầu Trên giới, LPG sử dụng rộng rãi nhiều ngành như: giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, chế biến thực phẩm,… trở thành loại nhiên liệu thiếu quốc gia, đặc biệt nước có cơng nghiệp phát triển Đối với Việt Nam có tiềm khí phong phú Nhà máy chế biến khí Dinh Cố (Bà Rịa Vũng Tàu) năm cung cấp 300.000 LPG chứa propan butan Do đặc điểm khí Việt Nam chứa ) nên loại khí sạch, thuận tiện cho chế biến sử dụng, điều cho phép thu sản phẩm LPG đạt chất lượng cao Nếu từ LPG chuyển sang nguyên liệu cho tổng hợp Hữu – Hóa dầu giá trị kinh tế cao nhiều so với việc sử dụng làm nhiên liệu Mặc dù Việt Nam, LPG chủ yếu sử dụng làm nhiên liệu đốt dân dụng tương lai dịng cơng nghệ chuyển hóa LPG thành nguyên liệu cho tổng hợp Hữu – Hóa dầu phát triển mạnh mẽ Với tầm quan trọng LPG vậy, nhà máy sản xuất hàng nghìn LPG năm Vậy với khối lượng lớn tồn chứa vào đâu, tồn chứa nào, vận chuyển an tồn mặt ? Để trả lời cho câu hỏi nhóm chúng em chọn đề tài “Thiết kế bể chứa LPG có sức chứa 2800 tấn” Báo cáo gồm phần I, Giới thiệu LPG II, Tổng quan bể chứa III, Tính tốn thiết kế cho bể chứa LPG IV, Cơng tác an tồn phịng chống cháy nổ bể chứa LPG V, Kết luận I, Giới thiệu LPG 1) Khái niệm LPG - LPG chữ viết tắt “Liquefied Petroleum Gas” có nghĩa khí dầu mỏ hóa lỏng, sản phẩm trung gian khí thiên nhiên dầu thô - LPG gọi khí dầu mỏ hóa lỏng chất khí hóa lỏng nhiệt độ bình thường cách tăng áp suất vừa phải, áp suất bình thường cách sử dụng kỹ thuật làm lạnh để làm giảm nhiệt độ 2) Nguồn gốc - LPG tồn thiên nhiên giếng dầu giếng gas sản suất nhà máy lọc dầu với nguyên liệu ban đầu dịng khí thiên nhiên khai thác từ mỏ dầu qua q trình xử lý dầu thơ - LPG sản suất từ nguồn nguyên liệu khí đồng hành từ q trình chế biến dầu mỏ như: Alkyl hóa, Cracking xúc tác, Polyme hóa, Isomer hóa,… 3) Thành phần - Th ành phần LPG chủ yếu propan () butan () hóa lỏng - Tuy nhiên, có khả xuất Ethane (, Ethylen (, Butadien-1,3 ( khơng đạt tỉ lệ cao 4) Tính chất - Không màu, không mùi, không độc hại, pha thêm chất Etylmecaptan có mùi đặc trưng để dễ phát bị rị rỉ - Nhiệt độ sơi thấp (từ -45 đến -2) nên để LPG tiếp xúc trực tiếp với da bị bỏng lạnh - Tỷ trọng LPG nhẹ nước, nặng không khí khoảng 1,5 đến lần nên LPG bị rị rỉ tích tụ vùng trũng, thấp mặt xung quanh cống, rãnh - Quá trình cháy LPG sinh cacbon dioxide (CO2) nước, phải có đủ khơng khí Nhưng hỗn hợp nhiều khơng khí, khí cháy sinh khí độc cacbon monoxide (CO) - Ở mức độ tập trung cao khơng khí, LPG gây mê làm ngạt làm loảng, hay giảm có mặt oxy 5) Tồn chứa - LPG bảo quản bình chứa chất lỏng có áp suất khơng cao (< 20bar) - Bên bình chứa, LPG có hai trạng thái lỏng: chất lỏng nằm đáy bình - Sự giãn nở LPG khoảng 0.25% ta phải ln ln chứa khí LPG khoảng 80-85% thể tích bồn chứa, phần lại bồn dành cho phần giản nở thay đổi nhiệt độ môi trường 6) Ứng dụng - Dân dụng: Các hộ gia đình sử dụng LPG làm nhiên liệu, chất đốt sinh hoạt theo hình thức sử dụng bình ga 12kg (tỷ lệ propan : butan = 30/70 40/60) - Thương mại: Chủ yếu khách sạn, nhà hàng, khu vui chơi giải trí sử dụng bình gas 45kg (tỷ lệ propan : butan = 30/70 40/60) - Tiêu thụ công nghiệp: Các nhà máy sử dụng LPG làm nhiên liệu để phục vụ sản suất nhà máy sản suất gốm, sứ, thủy tinh, gạch men, chế biến thực phẩm, nông sản, thủy sản,… Đây nguồn tiêu thụ LPG quan trọng Việt Nam (LPG có tỷ lệ propan : butan = 50/50) - Giao thông vận tải: Sử dụng LPG thay cho nhiên liệu truyền thống xăng, dầu; “xanh hóa” II, Tổng quan bể chứa 1) Khái niệm bể chứa - Bể chứa cơng trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác tang trữ sản phẩm dầu( xăng, dầu hỏa ), khí hóa lỏng, nước, axit… - Tùy vào cơng năng, thể tích, cấu tạo bể, yêu cầu sử dụng, kinh tế, thi công, người ta chọn loại bể thích hợp 2) Phân loại bể chứa dầu khí a) Phân loại theo hình dáng - Bể chứa hình trụ ( trụ đứng, trụ ngang)  Bể chứa trụ đứng: Thể tích chứa khác nhau, từ 100-20000 m3 ( chứa xăng ), chí cịn tới 50000 m3 ( chứa dầu mazut)…Bể chứa trụ đứng sử dụng mái có cột trống hay khơng có cột trống, có ưu điểm đơn giản chế tạo lắp khép, dung tích chứa lớn Nhưng thường chứa chất lỏng hay khí có áp suất thường khơng cao  Bể chứa trụ ngang: Cũng có ưu điểm bể chứa trụ đứng, đặc biệt chế tạo nhà máy vận chuyển đến cơng trình, khả chịu áp lực cao, thể tích chứa nhỏ ( 50-500 m3) chứa gas, xăng, hóa lỏng … - Bể chứa hình cầu, hình giọt nước  Bể chứa cầu : Dùng để chứa hóa lỏng với áp suất dư Pd=0.25-1.8 MPa, chúng có ưu điểm chịu áp suất cao, giảm tổn thất mát bay hơi, ứng suất theo phương, khó khăn chế tạo  Bể chứa hình giọt nước: Lấy hình dạng hợp lí theo sức căng bề mặt giọt nước, bể chứa dung để chứa xăng có đàn hồi cao Pd= 0.3-0.5 MPa b) Phân loại theo áp suất Do chất lỏng bay khơng gian, mặt thống cảu mặt chất lỏng mái bể, ta chia theo - Bể chứa áp lực thấp: áp lực dư PdD -5.68 loại giá trị âm Vậy độ cao mặt thống (phần bể chứa khơng chứa LPG) l=6.78m Gọi chiều cao LPG bể chứa H; Ta có H đường kính bể chứa trừ độ cao mặt thoáng H = D - l= 23.6 - 6.78 = 16.82 (m) - Tính tốn áp lực lên thành bể Gọi áp suất tính tốn thiết bị Chọn áp suất thiết kế N/ Khối lượng riêng LPG Ta có: Tại diểm có độ cao khác có áp lực thủy tĩnh khác Nên ta chia bể thành phần, tương ứng với điểm A,B,C,D có góc tương ứng Với , h chiều cao mực chất lỏng Điểm Góc Mức chất lỏng (m) Áp lực thủy tĩnh (N/ A 65 0.033 1.8 1.8018 B 90 5.02 1.8 1.8276 C 115 10.01 1.8 1.855 D 180 16.82 1.8 1.892 Ta có cơng thức tính tốn bề dày thân bể Trong - Bù ăn mòn C=1.02mm (N/ Áp suất tổng (N/ - R=11.8m Từ ta tính độ dày thành bình điểm A,B,C,D - Điểm A: ... I, Giới thiệu LPG II, Tổng quan bể chứa III, Tính tốn thiết kế cho bể chứa LPG IV, Cơng tác an tồn phòng chống cháy nổ bể chứa LPG V, Kết luận I, Giới thiệu LPG 1) Khái niệm LPG - LPG chữ viết... thấm làm bê tơng III, Tính tốn thiết kế cho bể chứa LPG Đối với bể chứa LPG có sức chứa 2800 lựa chọn bể chứa hình cầu theo tiêu chuẩn API 650 1) Lựa chọn vật liệu - Đối với bể chứa dầu mỏ sản phẩm... 80% thể tích bể chứa Với khối lượng LPG 2800 Ta tính thể tích bồn chứa Mặt khác, bồn chứa hình cầu nên 11.8 Ta tính đường kính bồn chứa D=23.6m Do thể tích mặt thống khơng chứa LPG chiếm 20%