На головну

Діаметр труб розраховують за формулою

  1. Вплив швидкості різання, діаметра плями і потужності випромінювання на глибину якісного розрізу
  2. Вибір оптимального діаметра магістрального газопроводу
  3. Обчислюються робочі позначки за формулою
  4. Гідравлічний розрахунок трубопроводів і РВД. Розрахунок діаметрів трубопроводів і РВД
  5. Діаметр колони.
  6. Діаметр сопла елеватора визначається за формулою

 (5.17)

де  - Знаходять з рівності

звідки

При розрахунку за спрощеним методом змійовик радіантної частини печі умовно ділять на дві зони - зону перегріву і зону реакції. Умовно приймають, що температура в зоні реакції постійна і дорівнює заданій температурі. Визначають кількість тепла (Qпідлога, КДж / год), переданого через поверхню труб радіантної секції

 (5.18)

де  - Тепло реакції;  - Тепло перегріву водяної пари;  - Тепло перегріву парів сировини.

Потім розраховують поверхню радіантних труб, виходячи з повної теплового навантаження (Qпідлога) І середньої теплової напруженості поверхні радіантних труб [qcp, КДж / (м2 ? год)] і ділять цю поверхню пропорційно тепловим навантаженням між зонами реакції і перегріву. Відповідність числа труб в зоні реакції, отриманого в результаті теплового розрахунку тривалості реакції, перевіряють кінетичним розрахунком обсягу реакційної зони. Обсяг цієї зони (  , м3) Визначають орієнтовно за формулою

 (5.19)

де  - Обсяг (при нормальних умовах) парів сировини, що подається в реактор, м3/ Ч; К - Коефіцієнт збільшення обсягу газоподібної реакційної суміші в результаті реакції; z - Масове відношення добавки водяної пари до сировини; Mб - Маса 1 кмоль бензину (сировини), кг / кмоль; Мв - Маса води, кг / кмоль; t - Температура реакції;  - Тривалість контакту в зоні реакції за умовами режиму, с; Р1 - Атмосферний тиск, Па; П - Середнє абсолютне тиск у зоні реакції, Па.

коефіцієнт К збільшення обсягу газоподібної суміші визначають за формулою

 (5.20)

де и  - Щільності відповідно парів вихідного бензину і суміші парів бензину і газів піролізу на виході з реактора (в кг / м3), Рівні

 (5.21)

де X' - Глибина перетворення в кінці реакційного змійовика; и  - Щільність відповідно газоподібних продуктів і парів рідких продуктів, кг / м3; можна прийняти = .

Більш точно обсяги зон реакції і підігріву, необхідні для здійснення необхідної глибини перетворення, розраховують по кінетичного рівняння Фроста - Дінцеса

 (5.22)

або після інтегрування

 (5.23)

де X - Середня глибина перетворення бензину в реакційному змійовику; k - Константа швидкості реакції, з-1;  - Коефіцієнт самоторможения реакції.

При піролізі бензину в інтервалі 700-800 ° С коефіцієнт самоторможения  набуває таких значень:

 температура, оЗ ..........
 коефіцієнт  ..........  1,26  1,57  1,72  1,78  1,81

В інтервалі 700-800 ° С енергія активації розкладання бензину первинної перегонки становить 160 ? 103 Дж / моль, тому

 (5.24)

Для розрахунку глибини перетворення приймають значення приросту глибини перетворення в реакційному змійовику і потім останнім перевіряють за рівнянням

 (5.25)

де  - Приріст глибини перетворення бензину в реакційному змійовику частки одиниці; W - швидкість реакції;  - Обсяг зони реакції, м3- Gc - Маса бензину (сировини), що надходить в зону реакції.

Швидкість реакції (W) Визначають за формулою

 (5.26)

де  - Обсяг реакційної суміші, що проходить через реактор в одиницю часу (в робочих умовах).

При відомої теплової напруженості труб змійовика максимальна температура стінки труби (  , ° С) може бути визначена за формулою

 (5.27)

де  - Температура реакційної суміші в зоні реакції для жорсткого етилену режиму (860 ° С);  - Коефіцієнт нерівномірності обігріву труб (по колу стінки); а - Коефіцієнт тепловіддачі від стінки труб до потоку, що становить в умовах піролізу 1948-2618 кДж / (м2 ? год ? К);  - Товщина стінки труби (0,009 м);  - Коефіцієнт теплопровідності стінки, що дорівнює 75 кДж / (м2 ? год ? К). Для дворядного екрану (з кроком труб, рівним двом діаметрам)  = 0,55; для однорядного екрану двухсветного опромінення  = 0,84.

Приклад 5.11.Визначити тривалість перебування сировини і продуктів піролізу в радіантних трубах печі, якщо відомо: сировиною служить низькооктановий бензин (фракція 40-160 ° С); температура на виході з печі t1 = 750 ° С; продуктивність установки по сировині з = 15000 кг / год; виходи продуктів (в% мас.): газу до С4 w1 = 59,0; бензину з к. к. 200 ° С w2 = 30,0; фракції вище 200 ° С w3 = 10,0; коксу wк = 1,0; молекулярна маса газу М = 29,6; в труби печі подають водяної пари wn = 50% мас, на сировину; тиск на вході в радіантні секцію Рн = 0,2 МПа, на виході Рк = 0,15 МПа; число радіантних труб N = 22; довжина однієї труби l = 8 м.

Рішення. Визначають число потоків в радіантної секції (при цьому приймають масову швидкість подачі сировини u = 120 кг / (м2 ? с); внутрішній діаметр труб 140 мм

f - Внутрішній перетин однієї труби, м2.

Визначають молекулярну масу сировини, бензину і фракції 200-260 ° С за формулою Войнова

де , ,  - Молекулярна маса сировини, бензину і фракції 200 - 260 ° С.

Знаходять обсяги сировини і водяної пари на вході ( ) І на виході ( ) З радіантної секції за формулою Клапейрона

Підраховують середню щільність парів, в радіантних трубах

де G - маса парів, кг; и  - Щільності парів на вході і виході з радіантних труб, кг / м3;  - Середня щільність парів, кг / м3.

Визначають тривалість перебування парів в трубах

де L - Довжина всіх труб; d - Зовнішній діаметр труб; l - Довжина однієї труби; N - Число радіантних труб; и - Масова швидкість подачі сировини.

 параметри  варіант
t1 0С
 G кг / год ? 103  13,5  14,5  15,5  16,5  17,5
w1 %
w2 %
w3 %
wк %
 М кг / кмоль  30,2  30,0  29,8  29,6  29,4  29,2  28,8  28,6  28,4
wn %
Рн МПа  0,25  0,25  0,24  0,24  0,23  0,23  0,22  0,22  0,21  0,2
Рк МПа  0,18  0,18  0,17  0,17  0,17  0,16  0,16  0,16  0,15  0,15
N
l м

 




ТЕМПЕРАТУРНИЙ РЕЖИМ | Продовження таблиці | Матеріальний І ТЕПЛОВОЇ БАЛАНСИ | Загальна кількість тепла, що вводиться в колону, складе | Визначення швидкості реакції | Розрахунок реакційного змійовика печі термічного крекінгу | Розрахунок реакційної камери | Визначення виходу продуктів коксування | У рухомому шарі гранульованого коксового теплоносія | У киплячому шарі коксового теплоносія |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати