Расчет высоты и рабочего объема одного реактора

Материальный баланс реактора

Пример технологического расчета процесса замедленного коксования

Целью расчета является:

– обоснование размеров и определение числа реакторов;

– определение общей продолжительности цикла коксования, составление графика работы реакторов;

– составление материального баланса реакторов;

– определение температурного режима работы реакторов;

– определение фактической скорости паров на верху реактора;

– определение размера карбоидных частиц, выносимых с верха реактора;

– определение давления на выходе паров из реактора.

Исходные данные:

- производительность установки по гудрону 300000 т/год при работе установки 330 дней в году (G_с = 37,88 т/ч);

- коэффициент рециркуляции k_p = 0;

- давление на входе сырья в камеру P = 0,303 МПа;

- температура вторичного сырья на входе в коксовые камеры t = 470 °С;

- турбулизатор-водяной пар 3 % масс от сырья;

- атмосферное давление P_o = 0,101 МПа;

- плотность кокса ρ_нсд = 965 кг/м³.

Основные показатели качества продуктов процесса приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Характеристика качества продуктов

Показатель	Бензин	Легкий газойль	Тяжелый газойль	Кубовый газойль
Плотность, г/см³	0,745	0,889	0,913	0,945
Содержание серы, % масс.	0,6	1,7	1,8	1,9
Фракционный состав, ^оС:
Н.к.				-
10%				-
50%
90%
К.к.				-
Иодное число, 1 г I2 /100 г	86,8	45,7	-	-
Углеводородный состав, % масс.:
парафино-нафтеновые	46,5	47,9	46,2	-
ароматические	16,5	25,4	43,4	-
олефиновые	37,8	26,7	-	-
смолы	-	-	10,4	-

Основные размеры реакционной камеры (реактора) приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Размеры камеры с коническим днищем

Наименование	Условное обозначение	Значение
Высота конической части, м	Hк
Высота полного конуса, м	Нпол
Высота слоя кокса, м	Нс
Диаметр нижней цилиндрической части, м	D
Диаметр днища, м	d
Высота верхней части, м	Нв
Диаметр верхней части, м	Dв

Составляется материальный баланс одной работающей реакционной камеры.

Таблица 4.3 – Материальный баланс реактора

Показатель	Gi, кг/ч	XiL, % масс	Mi, кг/кмоль
Взято: остаток водяной пар		4,4	-
Сумма:		104,4
Получено:
газ бензин легкий газойль тяжелый газойль кокс водяной пар Потери		2,5 9,5 55,5 4,4 0,5	- -
Сумма:		104,4

Определяется скорость заполнения камеры коксом по формуле

(4.1)

где ρ_нсд – плотность кокса в камере, кг/м³; G_к – производительность установки по готовому коксу, кг/ч; - скорость заполнения камеры кокса, м³/ч.

Объем цилиндрической части камеры, заполненной коксом H_ц, м³:

(4.2)

V_ц = (3,14 ∙7∙7)/4 = 307,72.

Объем конической части камеры:

(4.3)

где H_пол - высота полного конуса, м; h_уc – высота усеченного конуса, м.

(4.4)

V_к = (3,14/12)(7² ∙7-2² ∙4) = 85,57.

Общий объем камеры:

V = V_ц+ V_к, (4.5)

V = 307,72+ 85,57= 393,3 м³.

Время заполнения камеры коксом вычисляется по формуле

(4.6)

Высота пенного слоя

k_вс = 4,5 + 0,11∙(486 – t), (4.7)

где k_вс – коэффициент вспучивания.

k_вс = 4,5 + 0,11∙(486 – 470) = 6,26.

Скорость роста коксового слоя

(4.8)

Высота пенного слоя

h_пен = U_к∙ k_вс, (4.9)

h_пен = 0,56∙ 6,26 = 3,55 м.

Высота цилиндрической части составит

H_ц = H_с - Н_к+ h_пен, (4.10)

H_ц = 11 – 3 + 4 = 12 м.

Полная высота реакционной камеры

H = Н_в +H_к +H_ц, (4.11)

H = 5 + 3 + 12 = 20 м.

Дата добавления: 2015-06-27