На головну

Установки з киплячим шаром твердого теплоносія

  1. C) шаром
  2. Cтатіка твердого тіла
  3. III. Опис лабораторної установки
  4. III. Опис лабораторної установки
  5. III. Опис лабораторної установки
  6. III. Опис лабораторної установки
  7. А. Сексуальні установки

Джерелом тепла служать коксові частинки розміром 0,25-1,0 мм. Коксовий теплоносій нагрівають в підігрівачі до 900 ° С. Швидкість руху димових газів в підігрівачі 0,2-0,5 м / с. При піролізі етану на установці з киплячим шаром теплоносія суміш сировини і теплоносія надходить в реактор з температурою 815 ° С. Продукти реакції залишають реактор з температурою 805 ° С. У сировину додають водяну пару - 0,2 кг / кг. Тривалість контакту сировини з теплоносієм 0,1-0,6 с. Кратність циркуляції теплоносія 20-30 кг / кг сировини.

При піролізі прямогонного бензину 45-140 ° С температура дорівнює 820 ° С, тривалість контакту 0,5 с, витрата водяної пари 0,55 кг / кг сировини. Теплота процесу піролізу на 1 кг сировини для н-бутан +1257 кДж, для бензину +1466 +2095 кДж.

Піроліз нафти проводять при 750 ° С і кратності циркуляції теплоносія 10-15 кг / кг. Тривалість реакції не перевищує 1 с. Масова швидкість подачі сировини 0,05-0,1 ч-1, Витрата водяної пари 50-75% мас, на сировину.

У табл. 5.3 наведені умови і виходи продуктів піролізу важких видів сировини в киплячому шарі теплоносія.

Таблиця 5.3

Умови піролізу важких видів сировини і виходи продуктів

 показники  мазут  гудрон  Крекінг-залишок
 бакинський  туймазін-ський  Ромашкін-ський
характеристика сировинигустина умови процесутемпература, оССкорость подачі сировини, ч-1Тривалість контакту, сВиход,% масс.газажідкіх углеводородовкокса (і втрати)Склад газу,% масМ.М.2СН4 С2Н6 С2Н4 С3Н8 С3Н6 С4Н10 С4Н8Вищі углеводоородиОлефіни З24ароматичні вуглеводні  0,95424,012,3 47,339,413,3 1,1311,22,3215,70,388,670,563,224,1227,598,4  0,9870 5,07,8 49,232,818,0 0,529,375,7616,01,547,700,342,515,4626,217,7  0,9734 10,05,25 39,840,619,6 1,279,953,8014,35,60,260,202,202,2218,768,83  0,9960 6,09,6 37,235,527,3 0,845,779,3611,10,526,650,372,110,2919,864,35  1,011 5,08,7 36,237,026,8 1,017,862,3810,061,327,830,211,703,8319,594,29

Методика розрахунку апаратури установок піролізу з рухомим і киплячим шарами твердого теплоносія така ж, як і для безперервного коксування.

VI. Реактори установок ПОЛІМЕРИЗАЦІЇ

B алкілування газоподібних вуглеводнів

Полімеризацію широко застосовують для виробництва полімер-бензину, а також різних легких полімерів: три-, тетра- і пентамер пропілену як вихідної сировини для приготування мийних засобів. Полімеризацію олефінів можна проводити в присутності фосфорної, сірчаної або фтористоводородной кислоти, фтористого бору і хлористого алюмінію. Найбільш поширена фосфорна кислота на твердому носії (кварці, Кизельгур, алюмосилікатах). Глибина перетворення олефінів в присутності каталізаторів (в%): изобутилена 100; н-бутілена 90-100; пропілену 70-90; етилену 20-30. При полімеризації олефінів виділяється тепло - близько 1548 кДж / кг пропілену і близько 712 кДж / кг бутиленов.

Процес проводять в реакторах трубчастого або камерного типу. В реакторах трубчастого типу каталізатор розташовується в трубках діаметром 50-150 мм, між якими для зняття тепла реакції циркулює кипляча вода. В реакторах камерного типу каталізатор розташовується шарами (по 0,6-2,4 м), і температура в них підтримується введенням в реактор охолодженого скрапленого пропану. Різниця температур продуктів на виході і сировини на вході в реактор 8-10 ° С для реакторів трубчастого типу і 50-60 ° С для реакторів камерного типу.

При визначенні розмірів і числа реакторів трубчастого типу розраховують наступні показники.

1. Обсяг (Vк. р., м3) Каталізатора, що в реакторі

 (6.1)

де  - Обсяг сировини в рідкому стані при температурі реакції, м3/ Ч;  - Об'ємна швидкість подачі сировини, ч-1.

2. Обсяг однієї трубки (Vтр, м3), Де розташований каталізатор. Внутрішній діаметр трубки приймається рівним 50,8-127,0 мм.

3. Загальна кількість трубок N

 (6.2)

4. Число реакторів, виходячи з того, що в одному реакторі розташовано близько 200 трубок.

5. Число (n) Трубок, розташованих по діаметру реактора

 (6.3)

де N1 - Число трубок в одному реакторі.

6. Діаметр (D, М) реактора

 (6.4)

де b - Відстань між центрами трубок, рівне 150-170 мм.

7. Висоту реактора визначають, виходячи з довжини трубки і відстаней від трубних решіток до верхнього і нижнього днищ. Відстань від трубної решітки до днища приймають рівним 0,5 D.

8. Перевіряють, чи достатня поверхню теплообміну для зняття теплоти реакції окропу. При температурі води на 10-15 ° С нижче температури реакції загальний коефіцієнт теплопередачі в реакторі складає 419 - 838 кДж / (м2 ? год ? К).

Для реакторів камерного типу визначають наступні показники.

1. Обсяг каталізатора в реакторі (Vк. р, м3).

2. Приймають діаметр реактора (D, М), висоту шару каталізатора (h, М) і відстань між шарами (а, М).

3. Число шарів (п ')

 (6.5)

де F - Перетин реактора, м2.

4. Висоту реактора (Н, М)

 (6.6)

де hД - Висота днища, м (hД = 1 / 2D для напівсферичних днищ; hД = 1 / 4D для напівеліптичних днищ).

Приклад 6.1.На установці полімеризації в присутності ортофосфорної кислоти переробляють V = 400000 м3/ Добу вуглеводневого газу. Скласти матеріальний баланс установки і визначити склад відпрацьованого газу, якщо відомо: склад сировини (в% мас.): З3Н6 13,6; З3Н8 33,4; З4Н8 23,0; З4Н10 30,0; глибина перетворення бутиленов 100%, пропілену 90%.

Рішення.Підраховують середню молекулярну масу сировини

Визначають щільність сировини при нормальних умовах

 кг / м3

Знаходять масу сировини, що переробляється

 т / добу

Визначають вихід полімербензіна

 т / добу.

Результати підрахунків зводять в таблицю:

 сировина  % Мас.  т / добу.  продукт  % Мас.  т / добу.
прихід витрата
 Пропан-пропіленова фракція  100,0  ПолімербензінОтработанний газ  35,264,8
 Разом ............  100,0  Разом ............  100,0

До складу відпрацьованого газу входять весь бутан, пропан і частина пропілену (13,6 ? 0,1 = 1,4% на сировину). Результати підрахунку зводять в таблицю:

 вуглеводень  % Мас. на сировину  % Мас. на відпрацьовані-танний газ
 ПропіленПропанБутан  1,433,430,0  2,251,646,2
 Разом ............  64,8  100,0
 параметри  варіант
 V м3/ Сут. ? 105  3,2  3,4  3,6  3,8  4,2  4,4  4,6  4,8
С3Н6 % Мас.  12,5  13,5  14,5  15,5  16,5
С3Н8 % Мас.  29,5  30,5  31,5  32,5  33,5
С4Н8 % Мас.  29,5  24,5
С4Н10 % Мас.  28,5  29,5  31,5  29,5  27,5  30,5  19,5  27,5

Приклад 6.2.На установці полімеризації бутан-бутиленовой фракції в присутності ортофосфорної кислоти на Кизельгур переробляють G = 400 т / добу сировини. Визначити діаметр і число реакторів трубчастого типу, якщо відомо: масова швидкість подачі сировини  = 0,8 год-1; насипна щільність каталізатора  = 1,0 т / м3; діаметр трубок 102 х 8 мм, довжина їх 6 м; відстань між центрами трубок b = 170 мм.

Рішення. Визначають кількість каталізатора, що в реакторах

 кг

Знаходять об'єм реакційного простору

м3

Підраховують обсяг однієї трубки

м3

Визначають необхідну кількість трубок за рівнянням (6.7)

Приймають три реактора з числом трубок в кожному

Визначають число трубок по діаметру реактора за рівнянням (6.8)

Підраховують діаметр реактора за рівнянням (6.9)

v

 параметри  варіант
 G т / добу
 w ч-1  0,8  0,81  0,82  0,83  0,84  0,85  0,86  0,87  0,88  0,89
r нас  0,96  0,97  0,98  0,99  1,0  1,01  1,02  1,03  1,04  1,05

Приклад 6.3. На установці полімеризації в присутності ортофосфорної кислоти переробляють G = 400 т / добу пропан-пропіленової фракції. Визначити розміри реактора камерного типу, якщо відомо: висота одного шару каталізатора в реакторі h = 1,1 м, а відстань між сусідніми шарами а = 0,6 м; масова швидкість подачі сировини w = 1,0 ч-1; насипна щільність каталізатора  = 10 т / м3.

Рішення.Визначають масу каталізатора, що в реакторі

 кг




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 | Розрахунок печі трубчастої установки піролізу |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати