Дипломный проект установки гидрокрекинга вакуумного газойля. I. литературный обзор II. Технологическая часть
 Скачать 1.26 Mb.
|
|
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  70оСТемпература реакционной смеси после реактора  460оСТемпература охлажденной реакционной смеси  200оСПоверхность 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/чЭнтальпия горячего потока при 460 оС:   кДж/кгЭнтальпия горячего потока при 200оС: для бензина  кДж/кгдля дизельного топлива  кДж/кгдля остатка  кДж/кгдля сухого газа при  200 оС   кДж/кгТепловая нагрузка теплообменника по горячему потоку:  кДж/ч или  =22308714,815 ВтТепловая нагрузка теплообменника по холодному потоку: Энтальпия сырья при 70оС кДж/кгЭнтальпия водородсодержащего газа:  (3.26)где А, В, С, Д – коэффициенты, значения табличные [14]. Для водорода:  кДж/кгДля С1:  кДж/кгДля С2:  кДж/кгДля С3:  кДж/кг  кДж/кг кДж/кг так как      кДж/кгТак как энтальпия паров нефтепродукта равна  найдем  кДж/кг.   кДж/кгИз приложения 20 [10] t=210 оС. Выберем схему теплообмена: для прямотока      _________________________   для противотока    _________________________    Поэтому  рассчитывается как среднеарифметическое значение. оСПоверхность теплообмена, при  60Вт/(м2∙К) [15]: м2Необходимая поверхность теплообмена 1690,054 м2. Выбираем стандартный нормализованный теплообменник по справочным данным [15]: Поверхность теплообмена  831м2Диаметр кожуха  1400 ммДиаметр труб  20х2 ммЧисло ходов по трубному пространству  2Длина труб  6000 ммНеобходимое 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 210 оС.- температура на выходе 440 оС. - температура на перевале печей  800 оС.Полезная тепловая нагрузка печи Полезная тепловая нагрузка печи складывается из тепла, затраченного на нагрев и испарение сырья:  (3.27)Тепло, необходимое для нагрева сырья  : (3.28)Тепло, необходимое для испарения сырья   (3.29)где  производительность печи (по сырью), кг/ч;  массовая доля отгона сырья, доли единицы;  энтальпия жидкости при температурах входе и выхода ее из печи, кДж/кг;  энтальпия паров при температуре выхода их из печи, кДж/кг.Энтальпия сырья при t =210 oC: для вакуумного газойля:    кДж/кгдля циркулирующего газа:  кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг Энтальпия смеси:  кДж/кгЭнтальпия сырья при t = 440 oC:  кДж/кгдля циркулирующего газа:  кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг Энтальпия смеси:  кДж/кгТепло, необходимое для нагрева продукта:  кДж/кгили 5116252,711 Вт Энтальпия паров вакуумного газойля при t =440 оС.  кДж/кгЭнтальпия смеси:  кДж/кгТепло, необходимое для испарения смеси:   кДж/кгили 8984122,63 Вт Полезная тепловая нагрузка печи:  кДж/кгили 14100375,341 Вт Теплота сгорания топлива Теплота сгорания топлива- количество тепла, выделяющегося при сгорании 1кг топлива. Для определения низшей теплоты сгорания любого топлива можно использовать формулу Д.И.Менделеева:   (3.30)В качестве топлива взят газ следующего состава: С-85,15%; Н-13,24%; N2-0,05%; S-0,67%; О2-0,89 % кДж/кгОпределим теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1кг газа по формуле:  (3.31) кг/кгДля печей с излучающими стенками коэффициент избытка воздуха  =1,03 1,07. Принимаем =1,05. Тогда действительное количество воздуха:   кг/кгили  м3/кгОпределим количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1кг топлива:  кг/кг кг/кг £ кг/кг £ кг/кгСуммарное количество продуктов сгорания:  кг/кгПроверка:  α кг/кг |