Пиролиз нефти. Литературный обзор. 1 Сырьё процесса пиролиза

• Название: Литературный обзор. 1 Сырьё процесса пиролиза
• Анкор: Пиролиз нефти
• Дата: 22.02.2023
• Размер: 7.43 Mb.
• Имя файла: Пиролиз нефти.rtf
• Тип: Реферат; #950540
• страница: 6 из 8

.1 Расход тепла на реакцию пиролиза:

6.2 Расход тепла на подогрев бензина:
от 100⁰С (373 К) до 175⁰С (448 К)

где и - энтальпии бензина при соответствующих температурах
6.3 Расход тепла на испарение бензина:

6.4 Расход тепла на подогрев паробензиновой смеси:
от 175⁰С (448 К) до 507⁰С (780 К)








6.5 Расход тепла на подогрев парогазовой смеси:
от 507⁰С (780 К) до 835⁰С (1108 К)

6.6 Расход тепла на подогрев химически очищенной воды: [10]
для ЗИА от 120⁰С (393 К) до 180⁰С (453 К)

Полезное тепло печи:

Количество радиантного тепла печи:


[6, 8, 9]


. Расчёт радиантной камеры
7.1 КПД печи, расход топлива: [7]

Потери тепла печью в окружающую среду примем равными 7% от рабочей теплоты сгорания топлива , в том числе, в камере радиации 5%, в камере конвекции 2%.

Примем температуру уходящих из печи дымовых газов Тух = 528 К, тогда по графику q-Т [рисунок 2], найдем их энтальпию: qух = 7595 кДж/кг.

Расход топлива:

7.2 Определение температуры дымовых газов, покидающих радиантную камеру
Из уравнения теплового баланса топки:

где - КПД топки, равный 1 - 0,05 = 0,95

Энтальпия уходящих из нее дымовых газов:



По графику зависимости q-Т этой энтальпии соответствует температура Тп = 782 К (509⁰С).
7.3 Поверхность нагрева радиантных труб и размеры камеры радиации
Поверхность нагрева радиантных труб:

где - теплонапряжение радиантных труб, принимаем 80 кВт/м2

Выбираем змеевик:

Он состоит из 10 труб. Первые 4-ре трубы с диаметром D = 65 8 мм объединены в два D = 114 9 мм, и эти две в одну трубу D = 159 9,5 мм. Труб большего диаметра в змеевике четыре.

Длина прямого участка трубы 12,2 м, общая длина 13 м.

Общая длина змеевика 78 м.

Материал всех труб НК-40 (25% Cu, 20% Ni, 0,35-0,45% C). Предельно допустимая температура стенки труб 104⁰С. Трубы изготовлены методом центробежного литья. Поверхность нагрева конвекционных змеевиков 2952 м2, радиантных - 206 м2. [11]

Поверхность нагрева одного змеевика:

Число параллельных потоков сырья в печи (для одной камеры) или число змеевиков:


принимаем n = 1

Шаг размещения труб:

Число труб в одной камере радиации:

Высота радиантной камеры:

Ширина радиантной камеры:

где am - расстояние от излучающих стен до трубного экрана, принимаем am = 1,0

Длина радиантной камеры:

где - расстояние от крайних труб до стен топки, принимаем

Объем камеры радиации:

Теплонапряжение топочного объема печи:

Для обеспечения равномерного обогрева каждой трубы экрана по окружности и по длине, принимаем для проектируемой печи, газовые горелки акустического типа. Устанавливаем 24 горелки типа АГГ-2 по 12 штук в обеих боковых стенах радиантной камеры, в три яруса по 4-ре штуки в каждой.

Характеристика АГГ-2:

Тепловая мощность 160 - 500 кДж/ч

Диапазон расхода топлива 50 - 150 м3/ч

Коэффициент избытка воздуха 1,05 - 1,08

Позволяют использовать газ смешанного состава.
7.4 Кинетический расчёт радиантной части змеевика реактора
Часть рабочей поверхности нагрева, приходящаяся на зону реакции в змеевике:

На зону реакции приходится:


Объем зоны реакции:

Коэффициент увеличения объема газообразной реакционной смеси в результате реакции:

Весовое соотношение водяного пара и углеводородов в сырье z = 0,5

Объем паров бензина, подаваемого в реактор:

где V1 - количество бензина, проходящее через один змеевик в одной камере печи в 1 час

Температура на выходе из зоны реакции 835⁰С

Среднее абсолютное давление в зоне реакции змеевика Р = 3 атм. [6]
7.5 Расчёт времени пребывания парогазовой смеси в зоне реакции [6, 7]

Массовая скорость парогазовой смеси в трубах:

D = 0,159 0,0095 м


Площадь поверхности нагрева трубы:
D = 0,159 0,0095 м








На основании литературных данных перепад давления ΔРр в реакционном змеевике составляет 245*103 - 343*103 Па.

Принимаем ΔРр = 335*103 Па

Давление на выходе из реактора Рк = 160*103 Па

Давление в начале змеевика:

На зону реакции приходится 3 трубы D = 0,159 0,0095 м и 7,3 м от 4-ой трубы D = 0,159 0,0095 м

Плотность парогазовой смеси в начале зоны реакции при н.у.:

где:



При Т = 973 К и Р = 270*103 Па:


Плотность парогазовой смеси в конце реакционной зоны (Т = 1108 К, Р = 160*103 Па):

Линейная скорость парогазовой смеси:

В начале зоны реакции

В конце зоны реакции:

Средняя скорость:

Длина зоны реакции:

Время контакта:


Объем зоны реакции:

Число требуемых труб в зоне реакции змеевика

Объем трубы (D = 0,159 0,0095 м):







Следовательно, на зону реакции приходится 3 трубы D = 0,159 0,0095 м.