反应 - 再生系统工艺计算(3)

2019-05-18 16:12

表3再生器热量汇总

入方,104 千焦/时 焦碳燃烧热 38729 出方,104 千焦/ 焦碳脱附热 4454 主风升温 7725 焦碳升温 225.1 带入水汽升温 102.3 散热损失 597.1 加热循环催化剂 25625.5 合计 38729 3.

表4再生器物料平衡

入方,公斤/时 干空气 136380 水汽 3164 其中 主风带入 1364 待生剂带入 1300 松动、吹扫 500 焦碳 11400 循环催化剂 1325×103 合计 1475.944×103

循环催化剂 1325×103 合计 1475.944×103 出方,公斤/时 干烟气 137520 水汽 13424 其中 生成水汽 10260(570*18) 带入水汽 3164 再生器物料平衡见表4

合计 38729.0 4.附注

(1)计算散热损失时可以用本例题中的经验计算方法,对于小装置,用此经验公式会有较大误差,必要时也可以用下式计算。

散热损失=散热表面积×传热温差×传热系数 其中传热温差是指器壁表面温度与周围大气的温度之差,对

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有100毫米厚衬里的再生器,其外表温度一般约110℃。传热系数与风速有关,可查阅有关参考资料,一般情况下可取71.2千焦/米散热面.℃.小时。

(2)反应器的热平衡计算与再生器热平衡计算方法类似。通常是由再生器热平衡计算求得循环催化剂供给反应器的净热量以后,再由反应器热平衡计算原料油的预热温度,从而决定加热炉的热负荷。反应器热平衡的出、入方各项如下: 入方: ① 再生催化剂供给的净热量;

② 焦碳吸附热,其值与焦碳脱附热相同。 出方: ① 反应热。

② 原料油由预热温度(一般是液相)升温至反应温度(气相)需热量;

③ 各项水蒸汽入口状态升温至反应温度需要的热量。各项水蒸气包括进料雾化蒸汽、汽提蒸汽、防焦蒸汽和松动、吹扫蒸汽。

④ 反应器散热损失。对大型IV型装置可用经验公式计算,即散热损失(千焦/时)=465.6×烧碳量(公斤/时);其他情况下也可由附注(1)的传热公式计算。

由反应器热平衡计算得的原料油预热温度应低于400℃,否则会产生过多的热裂化反应。在预热温度超过400℃时,

11

2

应考虑在再生器烧燃烧油,此时规定预热温度为400℃或稍低些,计算需要的再生器供热量,再由再生器热平衡计算求得所需的喷燃烧油量。

(3) 空气的湿含量也可用以下方法计算。

已知主风的露点t(由相对湿度亦可从图表查得),由水蒸汽表查得露点t时的饱和水蒸汽压力P,若主风压力为π,则主风中的水汽含量(摩尔分率):

Y=P/π (2—1) 又由 y=水汽(千摩)/[干空气(千摩)+水汽(千摩)] 即可计算得主风中的水汽量。

二、 提升管反应器的设计

根据以下基础数据设计提升管反应器的直径和长度。 (一) 基础数据 1、 反应条件 见表5

表5 反应条件

沉降器顶部压力,千帕(表) 177 提升管出口温度,℃ 原料预热温度, ℃ 新鲜原料流量, 吨/时 回炼油流量, 吨/时 催化剂循环量, 吨/时 再生剂入口温度,℃ 提升管停留时间,秒

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470 350 190 380(总进料) 190 1310(1300~1325) 640 2.8~3.0

2、产品产率 见表6

表6产品产率

干气, %(重) 液化汽, %(重) 稳定汽油,%(重) 轻柴油, %(重) 重柴油 %(重) 焦碳, %(重) 损失, %(重)

2.0 9.5 35 40 6.5 6.0 1.0 3、原料及产品性质 见表7

表7原料及产品性质

项目 密度, ρ初馏点, 10% 50% 90% 终馏点 平均分子量 20 原料油 0.88 260 318 380 466 488 350 稳定汽油 轻柴油 重柴油 0.7423 54 78 123 163 183 100 0.8707 0.877 199 221 268 324 339 200 350 300 回炼油 0.8800 288 347 399 440 465 350 恩氏馏程,℃ 注:裂化气(包括干气及液化汽)平均分子量为30。

(二)提升管直径和长度计算 1.

物料平衡 入方物料平衡见表8

表8 入方物料平衡 项 目 公斤/时 分子量 3 新鲜原料 190×10350 3回炼油 190×10 350 千摩/时 543 543 13

催化剂 再生剂带入烟气① 水蒸气, 其中:进料雾化② 1310×10 1310 6050 (3800) 3 29 18 45.2 336 予提升 (2000) 膨胀节吹扫 (100) 事故蒸汽吹扫 (150) 合计 1697360 油+气合计 1467.2 ①按每吨催化剂带入1公斤烟气计算。②按总进料的1%计算。

出方物料平衡见表9

表9出方物料平衡 项 目 公斤/时 分子量 千摩/时 3 裂化气 21.9×10 30 730 3 汽油 66.5×10 100 665 3 轻柴油 76×10 200 380 3 重柴油 12.3×10 300 41 3 回炼油 190×10 350 543 烟气 1310 29 45.2 水蒸气 6050 18 336 3 焦化剂+焦碳 1321.4×10 3 损失① 1.9×10 30 63.3 合计 1697360 (油+气)合计 2803.5 ①损失按裂化气计算 为Σ产品的1%计算,Σ产品=裂化气+汽油+轻柴油+重油+焦碳)

2、提升管内进油处的压力、温度

(1)压力 沉降器顶部为1.77巴(表)。设进油处至沉降器顶部的总压降为0.196 巴,则提升管内进油处的压力为:

1.77+0.196=1.966巴(表)

(2) 温度 加热炉出口温度为350℃,压力约4巴,此时原料油处于液相状态。经雾化进入提升管与640℃的再生催化剂接触,立即完全汽化。原料油与高温催化剂接触后的温度可由图1的热平衡计算。 t=?(气相) 催化剂和烟气由640℃降至t℃放出热量

3

=1310×10×1.097×(640-t) +1310×1.09×(640-t)

4

=143.85×10×(640-t) 千焦/时

其中 1.097与1.09分别为催化剂和烟气 催化剂+烟气 的比热,千焦/公斤.℃。油和蒸汽 640℃ 升温和油汽化吸收的热量计算见表 油350℃ 10 各项蒸汽

183℃ 图1 进油处的热平衡

表10油和蒸汽热量计算

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