Улучшение качества всесезонного масла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
;
d - средний диаметр частиц, м;
? - плотность газа, кг/м3;
Порозность слоя вычислим по формуле:
Где ?н - насыпная плотность катализатора, равная 650 кг/м3;
?к - кажущаяся плотность катализатора, равная 1220 кг/м3.
Тогда ? = 1 - 650/1220 = 0,467
Средняя линейная скорость потока газа равна:
Где V - объем реакционной массы, включающий объем паров сырья Vс, и объем циркулирующего водородсодержащего газа, т.е.: V = Vс + Vц. Объем сырья рассчитываем по формуле:
Где Gc - расход сырья в реактор, кг/ч;
zc - коэффициент сжимаемости, который находится по графику [35]. При Tпр = 0,913 и Pпр = 0,727 zc = 0,53;
tср - средняя температура в реакторе, єС.
Средняя температура tср может быть найдена как среднее арифметическое меду температурой ввода сырья t0 = 360 єC и температурой на выходе из реактора, равной 385 єС, тогда:
tср = (360 + 385)/2 = 372,5 єС
Тогда объем паров сырья составит:
Объем циркулирующего газа:
Отсюда, средняя линейная скорость потока газов равна:
Динамическую вязкость смеси определяют по ее средней молекулярной массе, равной:
По уравнению Фроста динамическая вязкость смеси: ? = 1,7310-6 кгс/м2.
Средний диаметр частиц катализатора d = 1,5510-3 м. Плотность реакционной смеси в условиях процесса равна:
Таким образом:
Таким образом, потеря напора катализатора не превышает предельно допустимых значений 0,2-0,3 МПа. Поэтому к проектированию может быть принят реактор цилиндрической формы с высотой и диаметром реакционной зоны 1,6 и 6,4 м соответственно.
Среднее время пребывания ? сырья в реакционной зоне составит:
Пересчет на объем катализаторной зоны составит:
Отсюда среднее время пребывания будет равно:
7.6 Расчет реактора на прочность
.6.1 Расчет обечайки, работающей под внутренним давлением
Исходные данные:
1.Материал обечайки: сталь 12ХМ+08Х18Н10Т ГОСТ 10885-75;
2.Внутренний диаметр сосуда: D = 1600 мм;
.Расчетное внутреннее избыточное давление: p = 3,5 МПа;
.Расчетная температура: Tр = 420 єС;
.Допускаемое напряжение при расчетной температуре: [?] = 129 МПа;
.Коэффициент прочности продольного сварного шва: ? = 1.
7.Прибавка для компенсации коррозии: c1 = 6 мм;
.Прибавка для компенсации минусового допуска: c2 = 1,625 мм;
.Прибавка технологическая: c3 = 0,000 мм.
Расчет:
Весь дальнейший расчет будет произведен на сталь марки 12ХМ, поскольку толщиной плакирующего слоя 08Х18Н10Т можно пренебречь.
Расчетная толщина стенки обечайки:
Суммарная прибавка слоя:
c = c1 + c2 + c3 = 6 + 1,625 + 0,000 = 7,625 мм
Исполнительная толщина стенки обечайки:
По стандартному листовому прокату выберем толщину обечайки, равную 30 мм, тогда допускаемое внутреннее избыточное давление:
Условие [p] ? p выполняется, следовательно, исполнительная толщина стенки обечайки может быть принята.
7.6.2 Расчет толщины днища, работающей под внутренним давлением
Рис. 7.1. Днище эллиптическое отбортованное
Исходные данные (в соответствии с ГОСТ 6533-78):
1.Внутренний диаметр днища: Dв = D = 1600 мм;
2.Высота выпуклой части днища: hв = 400 мм;
.Прибавка для компенсации коррозии: с1 = 6 мм;
.Прибавка для компенсации минусового допуска: с2 = 1,875 мм;
.Прибавка технологическая: с3 = 11,25 мм.
Расчет:
Радиус кривизны в вершине днища:
Расчетная толщина стенки днища:
Суммарная прибавка слоя:
с = с1 + с2 + с3 = 6 + 1,875 + 11,12 = 19,125 мм
Исполнительная толщина стенки днища:
В соответствии с требованиями ГОСТ 6533-78 принимаем исполнительную толщину, равную 45 мм. Высота борта h1 при этом равна 80 мм.
Допускаемое избыточное внутренней давление:
Условие [p1] ? p выполняется, следовательно, исполнительная толщина стенки днища может быть принята.
7.6.3 Расчет фланцевой крышки реактора
Расчет эллиптической крышки реактора состоит в определении толщины эллиптической стенки днища и размеров фланца. Расчет толщины эллиптической стенки s1 днища был выполнен в п. 6.5.1.6.2. Таким образом s2 = s1 = 45 мм. Размер фланца выберем в соответствии с ГОСТ 28759.3-90. ГОСТ 28759.3-90 регламентирует использование при температуре от минус 70 С до плюс 540 С, давлении от 0,6 до 6,3 МПа цельных фланцев, приваренных встык. Для обеспечения лучшей герметичности при давлениях от 1,6 до 6,4 МПа рекомендуется использовать фланцы с типом уплотнительной поверхности шип-паз (рис. 7.2). Основные размеры фланца при внутреннем диаметре аппарата 1600 мм и условном давлении 4,0 МПа приведены в табл. 7.6.
7.6.4 Расчет штуцеров реактора
Примем диаметры штуцеров, расположенных на крышке и днище реактора равными и рассчитаем минимальный диаметр отверстия в днище (крышке), который не требует укрепления по формуле:
Рис. 7.2. Фланец, приварной встык с шип-пазом
Таблица 7.6. Размеры фланца (ГОСТ 28759.3-90), мм
DD1D2D3D4aD5a11600191518301708172028,5170525D6D7bHdБолтыPусл, МПаШN1664173212