Химия и технология нефти и газа. Установка Л-35-11-1000 производительность 1млн т/год

center">     

Вывод: на основе произведенных  расчетов принимаем диаметр реактора, равный 4,5 м, высоту реактора, равной 14,0 м.

 

2.3 Расчет теплообменного  аппарата 

Таблица 12 – Исходные данные

Теплоносители	Температура, К				Расход, кг/с
Реакционная смесь	780	373			33,07
Газосырьевая смесь			318	?	33,07

Реакционная смесь состоит  из газопродуктовой смеси и циркулирующего водородсодержащего газа.                                                                           

Газосырьевая смесь состоит  из бензиновой фракции, водородсодержащего газа и циркулирующего водородсодержащего газа.

 

2.3.1 Тепловая нагрузка  аппарата по газопродуктовой  смеси

Тепловую нагрузку аппарата по газопродуктовой смеси определяем по формуле

                                        ₍₂₇₎

где Q - тепловая нагрузка аппарата, кВт;

     - тепло газопродуктовой смеси на входе в теплообменник, кВт;

     - тепло газопродуктовой смеси на выходе из теплообменника, кВт.

2.3.2 Тепло, вносимое реакционной  смесью в теплообменник

                                 ₍₂₈₎

где - тепло газопродуктовой смеси при t₁, кВт;

   - тепло газа при , кВт;

         - тепло циркулирующего водородсодержащего газа   при , кВт.

Тепло с газопродуктовой  смесью

                                         ₍₂₉₎

По таблице энтальпий  находим энтальпию газопродуктовой  смеси при температуре 780К и плотности 0,77, которая составляет 1607,63 кДж/кг.

Тепло, приходящее с газом, рассчитаем в таблице 13.

Таблица 13 - Тепло газов на входе в теплообменник

Компоненты
Этан С2Н6 Пропан С3Н8 Изобутан   С4Н10 Нормальный бутан С4Н10	0,03 0,56 0,20 0,21	0,14 2,70 0,97 1,02	1993,97 1877,12 1793,32 1793,32	271,60 5068,22 1739,52 1829,19
Итого:	1,000	4,83	-	8908,53

Тепло циркулирующего водородсодержащего газа (цВСГ) и водородсодержащего газа (ВСГ) на входе в теплообменник рассчитаем в таблице 14.

 

 

 

Таблица 14 - Тепло цВСГ и ВСГ на входе в теплообменник

Компоненты
Водород Н2	0,2941	4,01	5250,07	21052,66
Метан СН4	0,1938	2,64	2136,9	5641,42
Этан С2Н6	0,2595	3,54	1993,97	7058,55
Пропан С3Н8	0,1522	2,08	1877,12	3904,41
Бутан С4Н10	0,1004	1,37	1793,32	2456,85
Итого:	1,000	13,64	-	40113,89

Находим тепло газопродуктовой  смеси на входе в теплообменник

2.3.3  Тепло, выносимое  реакционной смесью из теплообменника

                                 ₍₃₀₎

где - тепло газопродуктовой смеси при t₂, кВт;

     - тепло газа при t₂, кВт;

     - тепло цВСГ при t₂, кВт.

Тепло с газопродуктовой  смесью вычисляем по формуле

                                              ₍₃₁₎

По таблице энтальпий  находим энтальпию газопродуктовой  смеси при температуре 743К и  плотности 0,77, которая составляет 973,22 кДж/кг.

Тепло газа рассчитаем в таблице 15.

Таблица 15 - Тепло газов на выходе из теплообменника

Компоненты
Этан С2Н6	0,03	0,14	900,85	126,12
Пропан С3Н8	0,56	2,70	829,62	2239,97
Изобутан С4Н10	0,20	0,97	796,1	722,22
Нормальный бутан С4Н10	0,21	1,02	796,1	812,02
Итого:	1,000	4,83	-	3900,33

Тепло циркулирующего водородсодержащего газа (цВСГ) и водородсодержащего газа (ВСГ) на выходе из теплообменника рассчитаем в таблице 16.

Таблица 16 - Тепло цВСГ и ВСГ на выходе из теплообменника

Компоненты
Водород Н2 Метан СН4 Этан С2Н6 Пропан С3Н8 Бутан С4Н10	0,2941 0,1938 0,2595 0,1522 0,1004	4,01 2,64 3,54 2,08 1,37	4964,1 984,65 900,85 829,62 796,1	4968,14 2599,48 3189,01 1725,61 1090,66
Итого:	1,000	13,64	-	13572,87

Находим тепло газопродуктовой  смеси на выходе из теплообменника

Тепловая нагрузка аппарата

2.3.4 Конечная температура  газосырьевой смеси

                                               ₍₃₂₎

где - тепло газосырьевой смеси после теплообменника, кВт;

    Q - тепловая нагрузка теплообменника, кВт;

    - тепло газосырьевой смеси на входе в теплообменник, кВт.

2.3.5 Тепло газосырьевой  смеси на входе в теплообменник

                               ₍₃₃₎

где - тепло с бензиновой фракцией на входе в теплообмен- ник, кВт;

   - тепло с водородсодержащим газом (ВСГ) на входе в теплообменник, кВт;

      - тепло с циркулирующим водородсодержащим газом (цВСГ) на входе в теплообменник, кВт.

Тепло с бензиновой фракцией на входе в теплообменник

Расчет тепла с цВСГ и ВСГ на входе в теплообменник  сведем в таблицу 17.

 

Таблица 17 – Тепло с циркулирующим водородсодержащим газом (цВСГ) и водородсодержащим газом (ВСГ) на входе в теплообменник

Компоненты
Водород Н2 Метан СН4 Этан С2Н6 Пропан С3Н8 Бутан С4Н10	0,2941 0,1938 0,2595 0,1522 0,1004	4,01 2,64 3,54 2,08 1,37	4949,44 900,85 796,1 737,44 712,30	19847,25 2378,24 2818,19 1533,88 975,85
Итого:	1,000	13,64	-	27553,41

 

2.3.6 Тепло газосырьевой  смеси после теплообменника

                  

Принимаем бензин в паровом  виде, ВСГ – в газообразном. Задаёмся =400^оС и

=500^оС. При этих температурах рассчитываем Q.

Расчет тепла при 400^оС и 500^оС:

Расчет тепла с ВСГ  и цВСГ сведем в таблицы 18 и 19 соответственно.

 

Таблица 18 – Расчёт ВСГ при 400^оС и 500^оС

Компоненты	G400 кг/с	J400,кДж/кг	Q400, кВт	J500, кДж/кг	Q500, кВт
Водород H2	1,94	5176,75	10042,90	5220,74	10128,23
Метан CH4	1,28	1885,5	2413,44	2199,75	2815,68
Этан C2H6	1,71	1319,85	2256,94	2019,58	3453,48
Пропан C3H8	1,00	1248,62	1248,62	1948,35	1948,35
Бутан C4H10	0,67	1202,53	805,70	1864,55	1249,25
Итого:	11,46	-	16767,6	-	19594,99

Таблица 19 – Расчёт цВСГ при 400^оС и 500^оС

Компоненты	G400 кг/с	J400,кДж/кг	Q400, кВт	J500, кДж/кг	Q500, кВт
Водород H2	3,37	5176,75	17445,65	5220,74	17593,90
Метан CH4	2,22	1885,5	4185,81	2199,75	4883,45
Этан C2H6	2,97	1319,85	3919,95	2019,58	5998,15
Пропан C3H8	1,75	1248,62	2185,09	1948,35	3409,61
Бутан C4H10	1,15	1202,53	1382,91	1864,55	2144,23
Итого:	11,46	-	29119,41	-	34029,34

Q₄₀₀ = 41580,90+16767,6+29119,41=87467,91 кВт

Q₅₀₀ = 52049,53+19594,99+34029,34=105673,86 кВт 

При = 33597,19 кВт находим = 253^оС = 526К.      

 

 

 

 

Принимаем схему движения противоток и рассчитываем среднюю  разность температур:

 

                                   

                                   

                                   = 780 – 724 = 56 К,

                                    = 373 – 318 = 55 К,

                         ₍₃₄₎

На основании литературных данных принимаем значение коэффициента теплопередачи К=250 Вт/м²·К. 

2.3.7 Необходимая поверхность  аппарата

                                       ₍₃₅₎

где - тепловая нагрузка, кВт;

     - средняя разность температур, К;

     - коэффициент теплопередачи, Вт/м² К.  

 

2.3.8 Запас по поверхности

                         ₍₃₆₎

_{где Fст – поверхность теплообменника по ТУ 26-02-1162-95, м³;}

     _{Fрасч – поверхность теплообмена рассчитанная, м².}

 

                        , что допустимо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1   2   3     4   5 6   7   8   9

Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти газа, учебное  пособие для вузов. - Уфа. Гилем. 2002 - 672с. Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов - М.: Машиностроение, 1978 - 328с. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. 2-е изд., пер. и доп. - Л.: Химия, 1974 - 334с. Маринина Л.К., Торопов  Н.И., Блохина О.А. Безопасность труда  в химической промышленности - М.: издательский центр «Академия», 2006 - 528с. Молоканов Ю.К. Процессы и  аппараты нефтегазопереработки, 2-е изд. - М.: Химия, 1987 - 368с. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. - Л.:  Химия, 1980 - 328с. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. - М.: Химия, 1980 - 256с. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. - М.: Химия, 1987 - 352с. Технологический регламент  каталитического риформинга - 458с.. Эрих В.Н., Расина М.Г. Химия  и технология нефти и газа, 3-е  изд. - Л.: Химия, 1985 - 408с.