Вузол підготовки сировини
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
торі за рахунок тепловтрат . Розрахунок ґрунтується на визначенні коефіцієнта теплопередачі через стінку (kt) і поверхні теплопередачі (St). Кількість тепла,переданого навколишньому середовищу за одиницю часу , становить QT =kt•St•?Tср, (5.1)
де ?Tср- середня різниця температур реакційної суміші (ТСМ) і зовнішньої температури (ТН).
Значення kt розраховують по відомому співвідношенню
Kt=-1 (5.2)
де -а1 і а2-коєфициєнти теплопередачі від потоку реагуючої суміші до стінки реактора й від стінки до зовнішнього середовища ,а ?і і ?і- товщина й коефіцієнт теплопровідності і- шару стінки. Стінка реактора звичайно тришарова :внутрішня футеровка (асбоцемент),метал(сталь) ізовнішня ізоляція (азбест). Товщина шару металу визначається тиском у реакторі й становить 3-7мм, товщина ізоляційного й футеровочного шарів близька до 5 мм. Значення ? для сталі ,асбоцемента й азбесту становлять 162, 2,2 i 0,5 кДж/(м•год•К) відповідно[2], а1 і а2 розраховують по емпіричних формулах;для режиму промислового реактора вони рівні 36,1 i 1,2 кДж/(м2•год•К). Тоді Kt складе:
Kt=) =0.891 кДж/(м2•год•К),
І навіть при максимальної ?Тср=450 К маємо
Qт=(2?RH+4?R2)•0.891•450=2518RH+5036 R2 кДж/год
де R- радіус реактора ,а H-його висота.
При розрахованих нижче розмірах реактора тепловтрати ( Qт) кладе 25.2•103 кДж/год, що значно менше тепловбирання за рахунок реакції. Співвідношення тепловтрат через стінку й тепловбирання за рахунок реакцій не перевищує 0.005 (0.5%).Це означає ,що промисловий реактор ізолюється досить ефективно .
Розрахуємо тепер,наскільки впаде температура в реакторі за рахунок тепловтрат у навколишнє середовище . Позначимо цю величину ?Тт. Якщо Go,сро і срur- масові потік і теплоємність вуглеводнів і циркулюючого газу, а ?-масове співвідношення циркулюючого газу й вуглеводнів ,то маємо:Qт=(Go•cpo+Go• ?•cpur) ?Тт
?Тт=0С
Для величин ,наведених у технологічному розрахунку, маємо ?Тт< 10С,тобто тепловтрати мало міняють температуру в реакторі, і при розрахунках основного процесу можна вважати промисловий реактор адіабатичним.
Розрахунок кількості тепла ,що надходить і йде з реакційною сумішшю,і теплоти реакції
Кількість тепла потоку реагентів (Qп1) розраховують по масі (Gі) і тепломісткості(qi) компонентів потоку на виході при температурі То:
Qп1=? Gі qi=(? Gі срі)То(5.3)
Gі наведені в таблицях 4.1 і 4.2; величина qi і срі визначають як функції критичних параметрів (Тк і рк) і масових часток (Z?1,) компонентів:
qi=f1(Tk1,pk1,Z?1) на основі таблиць і номограм.
Спочатку розраховують(Qn1) для вхідного потоку (приблизно 50•106кДж/год
[2]). Потім,задаючись теплотою реакції на одиницю маси сировини, розраховують тепловіділення за рахунок реакції(Qр).Оскільки тепловтрати через стінку відносно малі, приймаємо :
Qn2= Qn1+ Qр(5.4)
Qр=
Тут Qn2-кількість тепла, виносимо газо-продуктивим потоком. Знаючи Qn2,далі підбором визначають температуру вихідного потоку (Тв), для якої виконується умова : Qn2=(? Gі срі)Тв.
Тв= 0С
Такий метод визначення Твє наближеним не враховуюче одночасне протікання ізомеризації й гідрокрекінгу.
6. Технологічний розрахунок адсорбера блоку підготовки сировини установки ізомеризації
Як було зазначено вміст сірки в сировині для подачі її в реактор повинен бути менш ніж 0,1 ppm [див. розділ 1].
Розрахуємо обємну подачу рідкої сировини:
(6.1)
де GС масова витрата сировини, вона складає 70.5106 кг/рік [див. вихідні дані];
? густина рідкої сировини, вона дорівнює 677 кг/м3 [див. розділ №3];
8000 кількість годин на протязі одного року.
Для розрахунку адсорбера потрібні характеристики адсорбенту АКГ-981, які приведені нижче [9]:
насипна густина ?н: 810 кг/м3;
пористість шару гранул ?=0,38;
питома поверхня f= 370,37 м2/м3.
Наступні характеристику будуть представлятись по мірі розрахунку.
Оскільки проектується адсорбер вхід сировини, в який здійснюється зверху,
можна не хвилюватися про швидкість потоку в апараті, оскільки винесення адсорбенту під дією швидкості винесення неможливе.
Але швидкість повинна бути в розумних межах, оскільки при її збільшенні збільшується гідравлічний опір в квадратній пропорційності.
Тривалість Т повного циклу в адсорбері с нерухомим зернистим шаром адсорбенту (як і в другому адсорбері періодичної дії) складається із часу адсорбції , часу десорбції , на протязі якого через адсорбент будуть продувати регенеруючий агент, і часу охолодження адсорбенту (також в цей час може ввійти час сушки, але в нашому випадку, дану операцію проводити не доводиться) . Величини і визначаються дослідницьким методом, а їх сума складає тривалість допоміжних операцій:
. (6.2)
Таким чином:
(6.3)
Оскільки в нас непереривний процес на установці, тому ми проводимо адсорбцію з декількох адсорберів періодичної дії, в яких поперемінно відбувається адсорбція і допоміжні операція (десорбція і охолодження). Для здійснення описаного вище візьмемо два адсорбера. Для роботи таких установок необхідне виконання наступної умови:
. (6.4)
Умовимось діаметром адсорбера D=1,4 м, і розрахуємо фіктивну швидкість суміші:
(6.5)
де V обємна подача сировини (формула 6.1), м3/с;
S площа перерізу адсорбера, м2.
Площа перерізу S:
,
Отже,
W0= м/с
Відомо, що час який затрачується на десорбцію 1 м3 адсорбенту, при фіктивній швидкості 0,08 ?/p>