Тип реактора и основные размеры

Диаметр реактора рассчитаем так, чтобы перепад давления в слое катализатора не превышал допустимого значения .

На укрупненных установках применяют реакторы с радиальным вводом сырья. Схема к расчету размеров реактора с радиальным вводом дана на нижеследующем рисунке. Аппарат представляет собой сосуд с внутренним перфорированным стаканом 3, куда загружают катализатор 2. Газосырьевая смесь поступает через ввод 8 в кольцевой зазор между футеровкой 10 и стаканом 3, выводится через перфорированную трубу 7.

Величину для реактора примем по данным укрупненной установки:

где 0,5 – доля гидравлического сопротивления слоя в общем гидравлическом сопротивлении реактора.

Последующим расчетом принятое значение должно быть подтверждено.

Для расчета величины воспользуемся формулой:

где - потери напора на 1 м высоты (толщины) слоя катализатора, Па/м; - порозность слоя; - скорость фильтрования, м/с; - плотность газов, кг/м ; - кинематическая вязкость, ; - эквивалентный диаметр частиц катализатора, м.

Порозность слоя катализатора при допущении упорядоченного расположения частиц катализатора равна:

где числитель – объем шара, эквивалентный объему частицы катализатора цилиндрической формы, а знаменатель – объем куба, описанного вокруг шара.

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 равной H=0,005 м, то

Числовое значение порозности при :

Скорость радиального фильтрования газовой смеси в наиболее узком сечении у сетки трубы:

Величину - объем газов, проходящих через свободное сечение реактора, найдем по формуле:

где – количество газовой смеси в реакторе, кг/ч; - средняя температура в реакторе, К; Z=1 – коэффициент сжимаемости газа, значительно разбавленного водородом; - средняя молекулярная масса газовой смеси; - среднее давление в реакторе, Па.

Средняя температура в реакторе равна:

Среднее давление в реакторе примем равным:

Па

Тогда

Площадь сетки у трубы:

где – диаметр сетки у трубы, м; - высота сетки, м.

Примем диаметр реактора м, диаметр сетки =0,5м. Высоту сетки вычислим по формуле:

, где – высота слоя катализатора в реакторе, м.

Величину F найдем следующим образом:

Тогда

площадь сетки у трубы

Подставив числовые значения величин в формулу для скорости фильтрации, получим:

Плотность газовой смеси на выходе из реактора:

где – плотность компонентов газовой смеси, кг/м ; - содержание компонентов в газовой смеси, мол. доли (объемн. доли).

Плотность компонентов газовой смеси при средней температуре 748 К в реакторе:

где – средние молекулярные массы компонентов.

Результаты расчета плотности:

Таблица 4.10.

Дата добавления: 2015-06-04