расчет основных аппаратов УЗК

Для дальнейших расчетов нам потребовались плотности паровой и жидкой фазы, поэтому нашли состав паровой фазы по уравнению:где Pi − ДНП фракции, Па; П – общее давление в системе, Па; xi′– мольная доля в жидкой фазе.В таблице 8 представлены полученные значения Gi/Mi для расчёта G’иyiMi для расчёта молекулярной массы паров.Таблица 8 Значения Gi/Mi для расчёта G’иyiMi для расчёта молекулярной массы паровКомпонентGiMiGi/MiyiyiMiГаз644024268,330,3458,28Бензин11040108102,220,13214,256Легкий газойль29900220135,910,17538,5Тяжелый газойль2438034071,710,09231,28Рециркулят2000046043,480,05625,76Водяной пар280018155,560,23,6∑777,211,00014363,42В таблицу 9 свели все полученные данные при подчеты доли отгона сырья.Таблица 9Расчёт доли отгона сырья на входе в реакционную камеру при температуре 477,5 ºCКомпонентGi,кг/чМitiρ, кг/м3Gi/ Мi,моль/чxFixFiMiЛегкой газойль51133,3220280890232,420,0224,84Тяжелый газойль41666,6340400950122,550,0299,86Рециркулят12500,0460500100027,170,11552,9Остаток96579,15405501045178,850,423228,42Водяной пар8035,6518--446,430,4117,398∑201895,8---1007,4-303,418Таблица9 (продолжение)КомпонентPtKpt1-e’(1-Kpt)x’iMix’ixiGxi,кг/чGyi,кг/чЛегкой газойль307,54,640,00471,0340,001892,04240,33Тяжелый газойль5,71,4251,2380,0237,820,014583,33958,33Рециркулят1,00,250,520,221101,660,1782225,002762,50Остаток0,40,10,4960,853460,620,80777939,3382381,97Водяной пар-------8035,6∑--571,134-80839,7194378,73где Gi - массовый расход по i-компоненту, кг/ч, Мi - молярная масса компонента;ti- средняя температура выкипания фракции, °С; ρ - плотность фракции, кг/м3; Gi/Мi - мольный расход по i-компоненту, моль/ч, xFi - мольная доля компонента в сырье; xFiMi - массовая доля компонента в сырье.Pt - давление компонента при температуре 500 °С; Kpt- константа равновесия при температуре 500 °С;xi- мольная доля компонента в паровой фазе; xi- мольная доля компонента в жидкой фазе; Mixi- массовая доля компонента в паровой фазе; Gxi, - массовый расход по i-компоненту в жидкой фазе, кг/ч; Gyi- массовый расход по i-компоненту в паровой фазе, кг/ч.Принимаем долю отгона сырья на входе в реакционную камеру e=0,60 (соотношение паровой и жидкой фазы) и проверяем правильность принятого значения. Результаты расчёта сводим в таблицу 10.Проводим пересчёт мольной доли в массовую:е =1-(0,02·220 + 0,04·355 + 0,94·540)(1-0,60)/303,413 = 0,31.Количество жидкой фазы Gx=201895,8·(1-0,31)= 139308,1 кг/ч.Плотность жидкой фазы равна: ρx=139308,1/(92,04/890+583,33/950+2225,0/1000+77939,33/1045)=1797,1 кг/м3Составляем тепловой баланс камеры, чтобы найти температуру паров на выходе из неё.Найдем вносимое потоками тепло, перемножая расход соответствующих потоков с учетом коэффициента рециркуляции на их удельную энтальпию, просуммируем строки баланса. Мы получим общее количество энергии, вносимое в реактор.Температура ввода сырья в камеру t°С = 495 °С; теплоемкость сырья СС = 2,09 кДж/кг; тепловой эффект реакции отрицательный QР = -130 кДж/кг.Таблица 10Тепловой балансНаименованиеt, °Сi, кДж/кгG, кг/сQ, кВтПриход Сырье, Q4951034,5531,8932658,55Расход Парообразные продукты, Q2465,4 1389,92 20,71 10602,28Тепловой эффект реакции, Q3-13031,894145,7Кокс, Q44756255,623336,875Потери, Q5---720,0Итого: 13853,69 кВтt- температура, °С;i- энтальпия, кДж/кг;G - массовый расход, кг/с;Q- количество тепла в единицу времени, кВт.Расшифровка теплового баланса:Определение тепла внесенного в камеру сырьем:Q1 = Gi,где С - теплоемкость сырья, 2,09 кДж/кг; t - температура сырья, °Сi = Сt.Определение тепла унесенного парообразными продуктами коксования:Q2 = G2Ct,где С - теплоемкость продуктов коксования; t - температура парообразных продуктов коксования, °СТепло, затраченное на реакцию:Q3 = QP G.Тепло, унесенное коксом:Q4 =G4 СКt, где СК - теплоемкость кокса, 1,25 кДж/кг.Потери тепла составляют 1,7 % от прихода с сырьем.Температура парообразных продуктов коксования на выходе из коксовой камеры определяется из теплового баланса:=433,8°СТемпература парообразных продуктов на выходе из камеры должна быть ниже температуры сырья на входе на 30-60 °С, следовательно расчет выполнен верно.Результаты определения расхода тепла из коксовой камеры сводим в таблице 11. Как видно, расход тепла при 477,5 ºC равен общему количеству тепла, выводимому в реакционную камеру. Поэтому считаем принятую температуру правильной.Таблица 11Расход тепла из коксовой камеры при 477,5°СКомпоненткг/чкДж/кг10-6кДж/чГаз20833,3159833,29Бензин30291,6153546,5Лёгкий газойль51133,3145074,1Тяжелый газойль41666,6141959,1Рециркулят12500,0139017,4Кокс45454,272533,0Водяной пар8035,65346927,9∑≈ 291,3ЗАКЛЮЧЕНИЕПодводя итоги данного курсового проекта, можно сказать, что процессы коксования и их модернизация являются неотъемлемой частью развития нефтеперерабатывающей промышленности во всем мире. Это действенный метод, способный увеличить количество получаемых жидких нефтепродуктов. В данной работе был проведен технологический расчет реакторного блока процесса замедленного коксования производительностью 1500 тыс. т/ год на сырье. Были определены основные размеры реактора: высота цилиндрической части–31,27 метров, полная высота реакционной камеры – 39,27 м.На основании материального баланса, составленного в ходе работы, было получено, что выход газа – 10,9%, стабильного бензина – 11,0%, легкого газойля – 30%, тяжелого газойля – 23%, кокса – 25%. Таким образом, выход жидких дистиллятов составляет 64% массовых на исходное сырье.ПРИЛОЖЕНИЕ АРисунок 2 – Технологическая схема установки замедленного коксования в необогреваемых печах1,6,12-15 – насосы; 2,3 – трубчатые печи; 4 – приемник;5,5 – камеры замедленного коксования;7 – четырехходовые краны;8,19,21 – аппараты воздушного охлаждения;9 – ректификационная колонна;10,11 – отпарные колонны; 16 – водяной холодильник; 17 – водогазоотделитель; 18,20 – теплообменники.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.О. Ф. Глаголева, Т. П. Клокова, О. И. Корбка. Коксование нефтяных остатков. Принципы технологических расчетов аппаратов установки замедленного коксования (с применением программы Exel) //Кафедра технологии переработки нефти Российского Государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина. – М., 2010. – 69 с.2.В. М. Капустин, А. А. Гуреев. Технологии переработки нефти. Ч. 2. Деструктивные процессы. –М.: КолосС, 2013.-334 с.3.З. В. Дриацкая, М. А. Мчхиян, Н. М. Жмыхова, С. Н. Павлова. Нефти СССР (справочник), т.1.Нефти северных районов Европейской части СССР и Урала. – М: «Химия»,1971.-504 с.5.Евдокимова В.Г., Александрова К.В., Хасанова Р.Г. Технологические расчеты химических реакторов переработки углеводородного сырья : Ч. 1. Термические процессы. – Уфа: Издательство Уфимского государственного нефтяного технического университета, 2011.-64 с.