Главная страница
Навигация по странице:

  • 4.1 Материальный баланс

  • 4.2 Тепловой баланс процесса коксования

  • 4.3 Технологический расчет реактора

  • 4.4Технологический расчет коксонагревателя

    		•

    Курсовой проект по термоконтактному коксованию. Термоконтактное. Курсовой проект, 56 л., 6 рис., 25 табл., 11 источников нефтяной кокс, реактор, коксонагреватель, тяжелые нефтяные остатки, гудрон


    Скачать 0.58 Mb.
    НазваниеКурсовой проект, 56 л., 6 рис., 25 табл., 11 источников нефтяной кокс, реактор, коксонагреватель, тяжелые нефтяные остатки, гудрон
    АнкорКурсовой проект по термоконтактному коксованию
    Дата02.02.2023
    Размер0.58 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаТермоконтактное.docx
    ТипКурсовой проект
    #917102
    страница3 из 5
    1   2   3   4   5

    4 Технологические расчеты процесса и основных аппаратов

    Исходные данные:

    - производительность установки по сырью равна 1 000 000 т в год;

    - установка работает 330 дней в году;

    - кратность циркуляции коксового теплоносителя равна 8;

    - плотность кипящего слоя – 450 кг/м3.

    Принимаем следующие параметры работы реактора установки термоконтактного коксования:

    - температура в слое 530 °С;

    - абсолютное давление над слоем 0,18 МПа;

    - расход пара на отпарку кокса 0,2% на циркулирующий кокс;

    -кратность циркуляции кокса 7,0;

    - продолжительность пребывания кокса в реакторе 7 мин;

    - скорость движения паров над слоем кокса 0,5 м/с.

    4.1 Материальный баланс
    Расчет материального баланса начинаем с анализа действующих установок. Массовые выходы продуктов установки термоконтактного коксования, принимаем из средних выходов действующих установок. Рассчитываем массовые выходы продуктов для заданной мощности.

    Показатель
    Расход

    %
    т/год
    т/сутки
    кг/час
    кг/сек

    Сырье

    Гудрон
    98,43
    1000000,00
    3030,30
    126262,63
    35,07

    Водяной пар
    1,57
    15950,42
    48,33
    2013,94
    0,56

    Итого
    1000
    1015950,42
    3078,64
    128276,57
    35,63

    Продукты

    Сухой газ

    4,92
    49984,76
    151,47
    6311,21
    1,75

    Жирный газ
    12,8
    130041,65
    394,07
    16419,40
    4,56

    Стабильный бензин
    17,72
    180026,41
    545,53
    22730,61
    6,31

    Легкий газойль
    19,69
    200040,64
    606,18
    25257,66
    7,02

    Тяжелый газойль
    24,6
    249923,80
    757,34
    31556,04
    8,77

    Кокс
    18,7
    189982,73
    575,71
    23987,72
    6,66

    Водяной пар
    1,57
    15950,42
    48,33
    2013,94
    0,56

    Итого
    100
    1015950,42
    3078,64
    128276,57
    35,63
    Таблица 4.1 – Материальный баланс реактора установки термоконтактного коксования


    Рассчитываем количество, полученного сухого газа:

    (4.1)

    .

    Для остальных продуктов расчет проводиться аналогичным образом:

    .

    .






    4.2 Тепловой баланс процесса коксования
    Исходные данные для расчета и результаты однократного испарения для печи представим в виде таблиц 4.2 и 4.3.

    Таблица 4.2 – Исходные данные

    Исходные данные
    Значение

    Температура нагрева остатка, оС
    530,0

    Давление на выходе из печи P1, МПа
    0,18

    Количество водяного пара Gвп, масс. доля
    0,0157

    Количество гудрона, кг/с
    28,52

    Таблица 4.3 – Результаты расчетов однократного испарения [5]

    Наименование параметра
    ОИ
    Единица измерения

    1
    2
    3

    Массовая доля отгона
    0,036
    - 

    Мольная доля отгона
    0,041
    - 

    Давление (на выходе)
    0,18
    МПа

    Температура (на выходе)
    570
    °C

    Критическая температура
    966,3
    K

    Критическое давление
    1,331
    МПа

    Плотность жидкости
    0,947
    г/см3

    Плотность пара
    0,935
    г/см3

    Молекулярная масса сырья
    1196,4
    г/моль 

    Плотность сырья
    1383,1
    г/см3

    Количество водяного пара
    5,3
    моль/моль

    Количество тепла в реакторе.

    Энтальпия рассчитывается, исходя из теплоемкости водяного пара:

    Iт = Cp∙tт, (4.2)
    где Cp – энтальпия водяного пара при tт, равной температуре на входе в камеру, зависимость энтальпии водяного пара от температуры показана на рисунке 4.1 [12];

    Iв.п. = 4 694,83 кДж/ч
    Qв.п = Gв.п.Iв.п; (4.3)
    Qв.п= 2013,94·4 694,83 = 9 455 113,89 кДж/ч

    Количество тепла, вносимое в камеру с углеводородными парами.

    Теплосодержание паров определяют по формуле:

    = (210 + 0,457∙t+ 0,000584∙ t 2)∙(4,013 – ρ420) – 309, (4.14)
    = (210 + 0,457∙530+ 0,000584∙ 530 2)∙(4,013 – 0,935) – 309 = 1499,70 кДж/ч
    Qy = GyIy; (4.4)
    Количество углеводородного пара:
    Gy = Gc·e, (4.5)
    где е ‒ массовая доля отгона;
    Gy = 126 262,63 ·0,036= 4 545,5 кг/ч,
    Количество тепла вносимое углеводородными парами:
    Qy = 1499,70· 4545,5 = 6 816 837,90 кДж/ч


    Рисунок 4.1 – Зависимость энтальпии водяного пара от температуры

    Количество тепла, вносимое в камеру с жидкой фазой.

    Теплосодержание жидкой фазы при 150 и 570оС определяют по формуле:

    (4.6)
    где ρ420 – плотность гудрона при 20 оС, г/см3;

    t – температура гудрона, оС.



    Количества тепла, вносимой жидкой фазы:

    Qж = GжIж. (4.7)
    Количество жидкой фазы:
    Gж = Gc·(1 - e); (4.8)
    Gж =126 262,63·(1 - 0,036)= 121 717,17 кг/ч,
    Qж = 1405,6 ·121 717,17 = 171 085 666,37 кДж/ч.
    Общее количество тепла, вводимое в реакционную камеру, равно:

    Qвход = Qт + Qy + Qж. (4.9)
    Qвход=9 455 113,89 +6 816 837,90 +171 085 666,37 = 187 357 618,16 кДж/ч.
    Результаты расчетов сведем в таблицу 4.4.

    Таблица 4.4 – Тепловой баланс камеры коксования


    Количество тепла, МДж/ч
    Значение

    Кол-во тепла, вносимое в камеру водяным паром
    QT
    9 455 113,89

    Кол-во тепла, вносимое углеводородными парами
    Qy
    6 816 837,90

    Кол-во тепла, вносимое жидкой фазой
    Qx
    171 085 666,37

    Общее количество тепла:
    Qвх
    187 357 618,16


    4.3 Технологический расчет реактора
    Сечение реактора F, м2, определяется по формуле:

    (4.10)

    где Vп – объемная скорость паров, проходящих через реактор, м3/с;

    u – допустимая линейная скорость движения паров в реакторе, м/с.

    м2.

    Диаметр реактора D, м, можно определить по следующей формуле:

    (4.11)


    Масса циркулирующего кокса Gц.к, кг/ч, находится по кратности циркуляции коксового теплоносител:
    Gц.к.=Gс·n, (4.12)
    где Gс – производительность установки по сырью, кг/ч;

    n – кратность циркуляции коксового теплоносителя.

    Масса циркулирующего кокса будет равна:

    Gц.к.= 126 262,63·7=883 838,38 кг/ч.

    Массу кокса, находящегося в реакторе, Gк, кг, определяют по формуле:
    (4.13)
    где τ – продолжительность пребывания кокса в реакторе, мин.

    Объем кипящего коксового слоя в реакторе Vк.с , м3:
    Vк.с.= , (4.14)
    где ρ – плотность кипящего слоя, кг/м3.

    Объем кипящего коксового слоя в реакторе по формуле (4.14) будет равен:

    Высота кипящего слоя hк.с, м, определяется по формуле:

    hк.с.= ; (4.15)


    Высота реактора Н, м, определяется по формуле:
    Н=hк.с.+hо.з., (4.16)
    где hо.з. – высота отстойной зоны, м.
    Н = 25+ 4,5 = 25,4≈ 29,5 м.
    4.4Технологический расчет коксонагревателя
    Параметры работы коксанагревателя следующие:

    - температура в слое 670 °С;

    -абсолютное давление над слоем 0,18 МПа;

    - длительность пребывания теплоносителя в коксонагревателе 12 мин.;

    - скорость дымовых газов 1,1 м/с.

    Объем дымовых газов, проходящих через коксонагреватель:

    Vд.г.=Vг· , (4.17)

    где Vг – объем газов, поступающих в коксонагреватель, м3/с;

    Т – температура в коксонагревателе, К;

    То – начальная температура, К;

    Р – давление в коксонагревателе, МПа;

    Ро – начальное давление, МПа.

    Объем дымовых газов будет равен:
    Vд.г.= 28,97· = 51,32 м3/с.
    Сечение и диаметр коксонагревателя:



    Масса коксового теплоносителя, находящегося единовременно в коксонагревателе:


    Объем кипящего слоя определяется по формуле (6):

    Высота кипящего слоя находится по уравнению:

    Высота коксонагревателя определяется по формуле . Принимается высота отстойной зоны равной 4,7 м. Тогда общая высота коксонагревателя будет равна:
    Н=6,4 +4,7 ≈ 11м.
    1   2   3   4   5

    написать администратору сайта