ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 127
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
,откуда
Получим а = 4,54, b = -1398,24 и функция (3.46) примет вид
. (3.47)Отсюда найдём, что энтальпии
кДж/кг соответствует температура 
К.Перепад температуры в первом реакторе равен
, (3.48)
К.Оптимальное снижение температуры процесса в первом реакторе составляет 40 - 50 К. В данном случае значение перепада температуры близко к оптимальному.
3.2.3.4 Основные размеры реактора
Диаметр реактора рассчитаем так, чтобы перепад давления
в слое катализатора не превышал допустимого значения [ .На современных установках применяют реакторы с радиальным вводом сырья (рисунок 10).
1– корпус; 2 – катализатор; 3 – перфорированный стакан с сеткой; 4 – сетка; 5 – шарики фарфоровые; 6 – штуцер для эжекции газов; 7 – перфорированная труба; 8 – штуцер для ввода сырья; 9 – штуцер для выхода продуктов реакции; 10 – футеровка
Рисунок 10 – Схема к расчету основных размеров реактора
Величина [
принимается:
, (3.49)где 0,5 – доля гидравлического сопротивления слоя в общем гидравлическом сопротивлении реактора;
количество реакторов.
Па.Последующим расчётом принятое значение должно быть подтверждено.
Для расчёта величины
используют формулу
, (3.50)где
– потери напора на 1 м высоты (толщины) слоя катализатора в реакторе, Па/м ; – порозность слоя; 
– скорость фильтрования, м/с; 
– плотность газов, кг/м3; 
– кинематическая вязкость, м2/с; dэ - эквивалентный диаметр частиц катализатора, м.Порозность слоя катализатора при допущении упорядоченного расположения частиц катализатора
, (3.51)где
– объём шара, эквивалентный объёму частиц катализатора цилиндрической формы, м3;
– объём куба, описанного вокруг шара, м3.Цилиндрические частицы алюмоплатинового катализатора риформинга имеют диаметр 2 – 3 мм и высоту 4 – 5 мм. Если принять диаметр цилиндрика равным d = 0,003 м и высоту Н = 0,005 м, то
; (3.52)
м3.Сторона куба, описанного вокруг шара, равна эквивалентному dэ диаметру этого шара:
; (3.53)
м.Таблица 3.19 – Гидравлическое сопротивление промышленных реакторов
| Установка | Гидравлическое сопротивление реакторов, 106 Па |
| Каталитического риформинга | 0,435 |
| Комбинированная установка – секция риформинга | 0,520 |
| Укрупнённая установка – секция риформинга | 0,158 |
Числовое значение порозности при
.
.Скорость радиального фильтрования газовой смеси в наиболее узком сечении у сетки трубы
, (3.54)где
– объём газов, проходящих через свободное сечение реактора; Fс – площадь сетки у трубы (рисунок), м2.
, (3.55)где G – количество газовой смеси в реакторе, кг/ч ; Тср1 – средняя температура в реакторе, К; Z=1 – коэффициент сжимаемости газа, значительно разбавленного водородом; Мср. – средняя молекулярная масса газовой смеси;
– среднее давление в реакторе, Па.
Средняя температура в реакторе
, (3.56)
К.Среднее давление в реакторе
; (3.57)
Па.Тогда
м3/с.Площадь сетки у трубы
, (3.58)где Dc - диаметр сетки у трубы, м; Hc - высота сетки, м.
Примем диаметр реактора Dр1=2,0 м, диаметр сетки Dc = 0,5 м, тогда высота сетки
, (3.59)где
– высота слоя катализатора в реакторе, м. Высота слоя катализатора в стакане
, (3.60)где F – площадь кольцевого сечения между стаканами, м.
Площадь кольцевого сечения между стаканами
; (3.61)
м2.Тогда
;
м,а площадь сетки у трубы
Fc = 3,140,52,39 = 3,75 м2.
Подставив числовые значения величин в формулу для расчёта скорости фильтрации, получим
м/с.Плотность газовой смеси на выходе из реактора
, (3.62)где
– плотность компонентов газовой смеси, кг/м3; 
– содержание компонентов в газовой смеси, масс. доли.Плотность компонентов газовой смеси при средней температуре Тср.1 = 774,88 К в реакторе
, (3.63)
где Мi – средние молекулярные массы компонентов.
Результаты расчёта плотности даны в таблице 3.20.
Таблица 3.20 – Расчёт плотности газовой смеси
| Компонент | Содержание , мольн. доли | Плотность  , кг/м3 |  , кг/м3 |
| Н2 | 0,7880 | 1,0758 | 0,8477 |
| СН4 | 0,0369 | 8,6065 | 0,3176 |
| С2Н6 | 0,0455 | 16,1372 | 0,7349 |
| С3Н8 | 0,0283 | 23,6679 | 0,6692 |
| С4Н10 | 0,0110 | 31,1985 | 0,3435 |
| С5Н12 | 0,0110 | 38,7292 | 0,4264 |
 | 0,0278 | 59,0174 | 1,6423 |
 | 0,0094 | 62,2448 | 0,5850 |
 | 0,0421 | 63,3206 | 2,6636 |
| Сумма | 1,0000 | - | 8,2302 |