Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 206
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
м3/с
Находим общий объем катализатора в реакторе:
м3
Подсчитываем сечение и диаметр реактора по уравнениям:
м2
м
По стандартному ряду принимаем Д=1,8 м [13].
Общая высота катализаторного слоя в реакторе:
м
Высота цилиндрической части реактора:
м
Общая высота реактора:
м
В результате расчетов были определены основные размеры и тип реактора:
- Тип реактора политропический
- Диаметр реактора 1,8 м
- Общая высота реактора 21 м
- Высота катализаторного слоя 14,39 м
- Высота цилиндрической части 19,19 м
- Количество слоев катализатора 3 слоя
3.3. Расчет вспомогательных аппаратов
3.3.1.Расчет теплообменного аппарата
Сырье в реактор поступает через теплообменник и печь. Для определения температуры смеси, поступающей в печь необходимо рассчитать теплообменник.
Исходные данные для расчета:
Температура поступающего сырья 70оС
Температура реакционной смеси после реактора 460оС
Температура охлажденной реакционной смеси 200оС
Поверхность теплообмена аппарата определяют из уравнения теплопередачи:
τ (3.24)
Откуда
где поверхность теплообмена, м2; коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙К); средняя логарифмическая разность температур.
Тепловую нагрузку аппарата определяют, составляя тепловой баланс.
(3.25)
где тепловая нагрузка аппарата, кДж/час; массы горячего и холодного теплоносителя, кг/с или кг/час; энтальпия горячего теплоносителя при температуре входа и выхода из аппарата, кДж/кг; КПД теплообменника, практически он равен 0,95-0,97;
энтальпия холодного теплоносителя при температурах входа и выхода из аппарата, кДж/кг.
Горячий теплоноситель – реакционная смесь из реактора:
кг/ч
Энтальпия горячего потока при 460 оС:
кДж/кг
Энтальпия горячего потока при 200оС:
для бензина
кДж/кг
для дизельного топлива
кДж/кг
для остатка
кДж/кг
для сухого газа при 200 оС
кДж/кг
Тепловая нагрузка теплообменника по горячему потоку:
кДж/ч
или
=22308714,815 Вт
Тепловая нагрузка теплообменника по холодному потоку:
Энтальпия сырья при 70оС
кДж/кг
Энтальпия водородсодержащего газа:
(3.26)
где А, В, С, Д – коэффициенты, значения табличные [14].
Для водорода:
кДж/кг
Для С1:
кДж/кг
Для С2:
кДж/кг
Для С3:
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
так как
кДж/кг
Так как энтальпия паров нефтепродукта равна найдем кДж/кг.
кДж/кг
Из приложения 20 [10] t=210 оС.
Выберем схему теплообмена:
для прямотока
_________________________
для противотока
_________________________
Поэтому рассчитывается как среднеарифметическое значение.
оС
Поверхность теплообмена, при 60Вт/(м2∙К) [15]:
м2
Необходимая поверхность теплообмена 1690,054 м2.
Выбираем стандартный нормализованный теплообменник по справочным данным [15]:
Поверхность теплообмена 831м2
Диаметр кожуха 1400 мм
Диаметр труб 20х2 мм
Число ходов по трубному пространству 2
Длина труб 6000 мм
Необходимое количество теплообменников:
Принимаем 2 теплообменника с поверхностью 831м2.
3.3.2. Расчет трубчатой печи
Основные показатели работы трубчатой печи: полезная тепловая нагрузка печи, теплонапряженность поверхности нагрева, производительность по сырью, коэффициент полезного действия, температура газов на перевале, в топке, на выходе из печи и др.
Исходные данные для расчета:
- производительность печи по сырью 92434 кг/ч
- плотность вакуумного газойля 0,9102
- плотность циркулирующего газа 0,146 кг/м3
- доля отгона 0,6
- температура на входе
Находим общий объем катализатора в реакторе:
м3
Подсчитываем сечение и диаметр реактора по уравнениям:
м2
м
По стандартному ряду принимаем Д=1,8 м [13].
Общая высота катализаторного слоя в реакторе:
м
Высота цилиндрической части реактора:
м
Общая высота реактора:
м
В результате расчетов были определены основные размеры и тип реактора:
- Тип реактора политропический
- Диаметр реактора 1,8 м
- Общая высота реактора 21 м
- Высота катализаторного слоя 14,39 м
- Высота цилиндрической части 19,19 м
- Количество слоев катализатора 3 слоя
3.3. Расчет вспомогательных аппаратов
3.3.1.Расчет теплообменного аппарата
Сырье в реактор поступает через теплообменник и печь. Для определения температуры смеси, поступающей в печь необходимо рассчитать теплообменник.
Исходные данные для расчета:
Температура поступающего сырья 70оС
Температура реакционной смеси после реактора 460оС
Температура охлажденной реакционной смеси 200оС
Поверхность теплообмена аппарата определяют из уравнения теплопередачи:
τ (3.24)
Откуда
где поверхность теплообмена, м2; коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙К); средняя логарифмическая разность температур.
Тепловую нагрузку аппарата определяют, составляя тепловой баланс.
(3.25)
где тепловая нагрузка аппарата, кДж/час; массы горячего и холодного теплоносителя, кг/с или кг/час; энтальпия горячего теплоносителя при температуре входа и выхода из аппарата, кДж/кг; КПД теплообменника, практически он равен 0,95-0,97;
энтальпия холодного теплоносителя при температурах входа и выхода из аппарата, кДж/кг.
Горячий теплоноситель – реакционная смесь из реактора:
кг/ч
Энтальпия горячего потока при 460 оС:
кДж/кг
Энтальпия горячего потока при 200оС:
для бензина
кДж/кг
для дизельного топлива
кДж/кг
для остатка
кДж/кг
для сухого газа при 200 оС
кДж/кг
Тепловая нагрузка теплообменника по горячему потоку:
кДж/ч
или
=22308714,815 Вт
Тепловая нагрузка теплообменника по холодному потоку:
Энтальпия сырья при 70оС
кДж/кг
Энтальпия водородсодержащего газа:
(3.26)
где А, В, С, Д – коэффициенты, значения табличные [14].
Для водорода:
кДж/кг
Для С1:
кДж/кг
Для С2:
кДж/кг
Для С3:
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
так как
кДж/кг
Так как энтальпия паров нефтепродукта равна найдем кДж/кг.
кДж/кг
Из приложения 20 [10] t=210 оС.
Выберем схему теплообмена:
для прямотока
_________________________
для противотока
_________________________
Поэтому рассчитывается как среднеарифметическое значение.
оС
Поверхность теплообмена, при 60Вт/(м2∙К) [15]:
м2
Необходимая поверхность теплообмена 1690,054 м2.
Выбираем стандартный нормализованный теплообменник по справочным данным [15]:
Поверхность теплообмена 831м2
Диаметр кожуха 1400 мм
Диаметр труб 20х2 мм
Число ходов по трубному пространству 2
Длина труб 6000 мм
Необходимое количество теплообменников:
Принимаем 2 теплообменника с поверхностью 831м2.
3.3.2. Расчет трубчатой печи
Основные показатели работы трубчатой печи: полезная тепловая нагрузка печи, теплонапряженность поверхности нагрева, производительность по сырью, коэффициент полезного действия, температура газов на перевале, в топке, на выходе из печи и др.
Исходные данные для расчета:
- производительность печи по сырью 92434 кг/ч
- плотность вакуумного газойля 0,9102
- плотность циркулирующего газа 0,146 кг/м3
- доля отгона 0,6
- температура на входе