Плотность газовой смеси на выходе из реактора составит 53,34 кг/м3.

Кинематическую вязкость газовой смеси можно рассчитать по формуле Манна:
(23)
Кинематическая вязкость водорода, метана, этана, пропана, бутана была найдена по справочнику [6].

Кинематическая вязкость ароматических, парафиновых и нафтеновых углеводородов при температуре Т=Тср рассчитывается по формуле:
(24)
где - динамическая вязкость, - плотность углеводородов.

Динамическая вязкость углеводородов при средней температуре в реакторе можно рассчитать из соотношения:

---

(25)
С=1,22*Ткип, где - температура кипения углеводорода, К;

Динамическую вязкость по известной величине молекулярной массы углеводорода можно определить из диаграммы (рисунок 1).


Рисунок 1 - Зависимость динамической вязкости углеводородов паров углеводородов от молекулярной массы при Т = 273 K
Температуру кипения углеводородов определим из диаграммы (рисунок 1)

Расчет динамической и кинематической вязкости углеводородов, а также вязкости смеси газов в реакторе представлен в таблице 11.
Таблица 11- Расчет кинематической вязкости

Компонент	yi, мол. доли	μ273, Па*с, 10-6	Ткип	С	μ621,5, Па*с,10-5	ρi., кг/м3	ν621,5, 10-6	yi/ν621,5 106
Парафины	0,0392	5,04	483	589,2	1,19	269	0,0440	0,889
изо-парафины+ нафтены	0,1843	5,83	396	483,1	1,02	171	0,0594	3,101
Ароматика	0,0425	5,24	465	567,3	1,16	193	0,0603	0,704
Олефины	0,0057	7,75	313	381,8	0,951	60	0,1573	0,036
водород	0,5609					3	500	0,0011
у/в газ	0,1675					9	11,24	0,015
Сумма	1,00	-	-	-	-	-	-	4,75

---

Подставив рассчитанные значения вязкости компонентов в формулу Манна, найдем кинематическую вязкость газовой смеси:



Подставив в формулу для расчета потери напора числовые значения всех найденных величин, получим:





(условие выполняется).
2.4 Высота реактора
Полная высота реактора равна:

В результате конструкторских соображений высота реактора была уменьшена и принята 20 м
.5 Расчёт количества катализатора
Количество катализатора, необходимое для проведения процесса составит:

где ʋо - объёмна скорость подачи сырья ч-1, ρс - плотность сырья кг/м3, Gс - расход сырья кг/ч.

Найдём требуемое количество катализатора:
(26)
где - объём катализатора, м3, - насыпная плотность катализатора, кг/м3 .



Для проведения процесса понадобиться 97500 кг катализатора.

---

2.6 Механическая часть
.6.1 Расчет толщины стенки обечайки

Чтобы выбрать формулу для расчета номинальной толщины стенки обечайки, необходимо предварительно найти величину , где - допускаемое напряжение для выбранной стали, - максимальное давление в аппарате, - коэффициент, учитывающий ослабление обечайки в продольном направлении.

Материал хромомолибденовая сталь 12ХМ, теплоустойчива до температуры 560оС [8].

Значение допускаемого напряжения на растяжение можно рассчитать используя формулу:

где . [8]

Расчётное допустимое напряжение с учётом поправочного коэффициента составит:

Принимая значение φ=1, получаем ,

следовательно, номинальную толщину обечайки рассчитаем по формуле:

Примем толщину обечайки 100 мм. Добавим прибавку на коррозию 5 мм. Общая толщина обечайки составит 105 мм.
.6.2 Выбор крышки и днища

Для данного аппарата подобрать стандартную крышку и днище не возможно, в связи с этим данные детали будем изготавливать из штампованных секторов и центрального эллиптического диска с последующей сваркой их между собой.

---

Рисунок 2 - Конструкция сферического днища
Толщину днищ выбираем в соответствии с толщиной обечайки.
Таблица 12 - Конструктивные параметры крышки и днища аппарата

	Внутренний базовый диаметр	Толщина днища	Высота днища
Единица измерения	Мм	мм	мм
Днище	4000	105	2000

Крышка 4000х105 - 2000 - 12ХМ

Для чистки и обслуживания аппарата необходимо либо съемное днище, либо крышка, т.к. аппарат имеет относительно большие размеры, то чистку аппарата лучше производить сверху. Таким образом, для нашего аппарата делаем съемную крышку и приварное днище.
.6.3 Расчет центральной трубы

Номинальное допускаемое напряжение для стали марки 12ХМ при расчетной температуре 408°С составляет 167,2 МПа.

Допускаемое напряжение определяется по формуле:
,
где η - коэффициент, равный 0,9.



Т.к. отношение

то минимальную толщину стенки трубы, нагруженной внутренним избыточным давлением, рассчитываем по формуле [9]:

где Р - внутреннее избыточное давление (P = 7,34 МПа);dнар - наружный диаметр трубы (D =0,35 м);φ = 1 - коэффициент прочности сварного шва;

Принимаем толщину трубы s = 10 мм.
.6.4 Расчет и подбор штуцеров

Диаметр входного патрубка рассчитываем по следующей формуле:

---

Смотрите также файлы

• Что такое загар Загар.pptx

• Все родители, воспитывающие детей с особенностями психофизического развития.pdf

• Характеристика Владислава Валерьевича.docx

• Икт в рекламе и связях с общественностью.doc

• Комплект задач по теме 5 Денежный рынок. Равновесие на денежном рынке.pdf