辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
表2-4 裂解产物的各组分的ΔHf827
组分 H2 CH4 C2H2 C2H4 C2H6 C3H4 C3H6 C3H8 C4H6 C4H8 CCH10 C5
+
△Hf,827 kcal/kg
0 -1350 2040 321.5 -848 1031 -4.27 -705 650 -155 -644 -90 248.23
重量分率 wi 0.602 10.105 0.342 25.87 3.74 0.503 16.001 0.399 5.64 6.16 0.2 30.42 100
Wi*（△Hf）i,827×10 kcal/kg
0 -136.42 6.98 83.17 -31.22 5.19 -0.68 -2.81 36.66 -6.76 -1.288 -27.378 -74.566
-2
总计
所以，（△Hf）产物，827 = —74.566 kcal/kg
（△H裂）827=（△Hf）产物，827 —（△Hf）进料，827 = -74.566—（-350）=275.444 kcal/kg 今裂解反应杂815℃下进行，与827℃相差不大，故省去校正，取 （△H裂）827=275.444 kcal/kg
所以，Q5 =17500×275.444=4.82027×106 kcal/h 2.3.2.3稀释水蒸汽由645℃加热到849℃，所需显热Q6：
由外推发求出849℃下水蒸汽热焓为：
H849＝1050.2 kcal/kg
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所以，
Q6＝W汽（H849－H645）
＝13125×（1050.2－846）＝2.6801×106 kcal/h 故，辐射段的总热负荷QR为：
QR＝Q4＋Q5＋Q6＝（3.435+4.82027+2.6801）×106 ＝1.093537×107 kcal/h 裂解炉的总热负荷QE为：
QE＝QC＋QR＝ 929.9×104＋1.093537×107＝2.023437×107 kcal/h 2.3.3燃料用量的计算 2.3.3.1烟气的热焓
燃料：燃料气（mol %）（需圆整）：
表2-5 燃料：燃料组成（mol%）：
组分 含量（mol%） 质量（w%）
H2 5 0.61
CH4 90 88.45
C2H6 3 5.53
C3H8 2 5.41
以100 mol 燃料为计算基准，计算结果列于表2-6中。
表2-6燃料计算结果数据表
组分重量
组分
%
H2 CH4 C2H6 C3H8 合计
0.61 88.45 5.53 5.41 100.0
kmol 0.307 5.528 0.184 0.123 6.142
kmol 0.307 11.057 0.664 0.615 12.470
CO2 0 5.528 0.368 0.369 6.265
H2O 0.307 11.057 0.552 0.492 12.408
组分分子数
理论用氧分子
燃烧产物，分子kmol
设空气过剩系数为α：
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实际每100kg燃料燃烧所需氧量为： 12.470α kmol; 所需空气量为12.470α×1/0.21＝59.381α kmol 此空气带入的N2量为 59.381α×0.79＝46.911α kmol 燃料的物化蒸汽带入的水分为：0 根据烟气组成可得：
解：12.470（α-1）/（6.265+46.911α）＝4/100 得，
空气过剩系数α=1.20
实际每100kg燃料燃烧所需氧量为：
12.470×1.20＝14.964 kmol; 所需空气量为:
12.470×1.20×1/0.21＝71.26 kmol
此空气带入的N2量为 :
71.26×0.79＝56.30 kmol
故得实际空气用样量为71.26 kmol/kg 燃料
烟气的生成量为55.53+12.408=67.938 kmol/kg 燃料 烟气的体积 67.938×22.4＝1521.8 米3/kg 燃料 烟气的平均分子量M平均： M平均＝?yiMi＝?NiMi/?Ni
=(6.625×44+12.408×18+0.552×32+48.975×14) /67.938 =17.93
烟气重度＝ 17.93 /22.4 =0.8 kg/米3 2.3.3.2低发热值Q燃低：
燃料油的低发热值取4916.44 kcal/kg
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燃料气的低发热值取6300 kcal/kg 故混烧时的总低发热值Q燃低为：
Q燃低=4916.44+1.244×6300=12753.64 kcal/kg(油+气) 2.3.3.3最高火焰温度
取η`=0.94 Q燃低 =12753.64 kcal/ kg,燃料 η` Q燃低 =0.94×12753.64=11988.42 kcal/ kg,燃料 H空气 =0.24×L`×t空
=0.24×0.63418×29×20=88.277 kcal/ kg,燃料 H燃 =C燃×t燃=0.45×20 =9 kcal/ kg Htmax=∑H= Q燃低 ×η`+ H空气 + H燃
=11988.42+88.277+9=12085.697 kcal/ kg,燃料 =tmax∑mi Cpi(0 → tmax)
用试差法求出tmax,设tmax`=1900℃,可求出∑mi Cpi(0 → 1900)值 见表2-7:
表2-7 烟气组成
组分 CO2 O2 N2 H2O ∑
mi kmol/ kg,燃料
0.06266 0.00695 0.501 0.12408 0.69469
Cpi kcal/ kmol, ℃
13.9 8.3 8.1 11 41.3
mi Cpi kcal/ kg,燃料,℃
0.871 0.058 4.058 1.365 6.351
∑mi Cpi =6.351 kcal/ kg,燃料 (0 → 1900℃) ∴tmax=12.85.697 /6.351=1898.71℃,与假设相差不大 可取tmax=（1900+1898.71）/2=1899℃
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2.3.4裂解全炉热平衡
设混烧时，燃料用量为B kg/h 由热平衡方程计算 B（Q燃低＋H空＋H燃＋H雾）＝QE＋BHt2＋Q损＋Q化损 2.3.4.1 空气带入热焓H空
空气温度为20 ℃ Cp＝6.85 kcal/kmol,℃ H空＝N空·Cp·t＝1.0398×6.85×20＝142.453 kcal/kg
2.3.4.2 燃料带入热焓H燃
燃料为25℃ Cp＝0.5 kcal/kmol,℃ 燃料气25℃ CP=12.08 kcal/ kg, ℃ H燃＝W油·Cp油·t油
＝1×0.5×25＝12.5 kcal/kg
H气=N气× CP气×t气 kcal/ kmol, ℃ （2.28） =0.054×12.08×25=16.308 kcal/ kg (油+气)
∴H燃=H油+H气=12.5+16.308=28.808 kcal/ kg (油+气) 2.3.4.3雾化水蒸汽热焓H雾
雾化水蒸汽为3 Kg/cm2 （表）的饱和水蒸汽，其温度为190℃， Cp＝8.15 kcal/kmol,℃，所以，
H雾＝N汽·Cp·t＝0.0278×8.15×190＝43.05 kcal/kg 由以上可得，带入全部的热焓为：
142.45＋28.808＋43.05＝214.31 kcal/kg 2.3.4.4 裂解炉的热损失Q损及Q化损：
Q损取燃料发热量的3%，燃烧不完全损失取燃料发热量的1.5%，共计4.5% 即：Q损＋Q化损＝0.045×25914.4B＝1166.148B kcal/h
2.3.4.5 烟气带走的热焓Ht2
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