Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

Тепловой баланс реактора




 

Уравнение теплового баланса реактора гидроочистки:

  Qc + Qц +Qs +Qг.н = ∑ Qсм, (2.16)

где Qс, Qц – тепло, вносимое в реактор со свежим сырьем и циркулирующим водородсодержащим газом, кДж/ч.

Qs, Qг.н – тепло, выделяемое при протекании реакций гидрогенолиза сернистых и гидрирования непредельных соединений, кДж/ч.

ΣQсм – тепло, отводимое из реактора реакционной смесью, кДж/ч.

Средняя теплоемкость реакционной смеси при гидроочистке незначительно изменяется в ходе процесса, поэтому тепловой баланс реактора можно записать в следующем виде:

  , (2.17)
  , (2.18)

где G – суммарное количество реакционной смеси, % масс.;

– средняя теплоемкость реакционной смеси, кДж/(кг*К);

∆S, ∆Сн – количество серы и непредельных, удаленных из сырья, % масс.;

t, t0 – температуры на входе в реактор и при удалении серы ∆S, °C;

qs, qн – тепловые эффекты гидрирования сернистых и непредельных соединений, кДж/кг

При оптимизации t0 учитывают следующие два фактора, действующие в противоположных направлениях: с повышением t0 уменьшается загрузка катализатора, которая требуется для достижения заданной глубины обессеривания ∆S но, с другой стороны, увеличивается скорость дезактивации катализатора, и следовательно, увеличиваются затраты, связанные с более частыми регенерациями и большим простоем установки за календарный год.

Температура на входе в реактор t0 = 370 °С.

Суммарное количество реакционной смеси на входе в реактор составляет 116,412 % масс. (таблица 2.6).

Количество серы, удаленное из сырья ∆S = 0,955 % масс.

Количество удаляемых непредельных соединений сырья ∆Сн=0 % масс.

Количество тепла, выделяемое при гидрогенолизе сернистых соединений (на 100 кг сырья) составит:

  QS = ∑qSi·gSi, (2.19)

где qSi – тепловые эффекты гидрогенолиза сераорганических соединений, кДж/кг [22, с.143];

gSi – количество разложенных сероорганических соединений, кг (при расчете на 100 кг сырья оно численно равно содержанию отдельных сероорганических соединений в % масс.).



QS =0,05·2100+0,35·3500+0,09·4800+ (0,47-0,005) ·8700 =5 807,5 кДж.

Количество тепла, выделяемое при гидрировании непредельных углеводородов Qг.н =0.

Среднюю теплоемкость циркулирующего водородсодержащего газа находят на основании данных по теплоемкости отдельных компонентов (таблица 2.7).

 

Таблица 2.7 – Теплоемкость индивидуальных компонентов циркулирующего водородсодержащего газа

Показатель Компонент
Н2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10
cР, кДж/(кг·К) 14,570 3,350 3,290 3,230 3,180
cР, кДж/(кг·°С) 3,480 0,800 0,786 0,772 0,760

 

Теплоемкость циркулирующего водородсодержащего газа можно найти по формуле:

  Сц = ∑ cРi · yi, (2.20)

где cРi – теплоемкость отдельных компонентов с учетом поправок на температуру и давление, кДж/(кг·К);

yi - массовая доля каждого компонента в циркулирующем водородсодержащем газе (см. таблицу 2.5).

Сц = 14,57·0,192+3,35·0,427+3,29·0,201+3,23·0,103+3,18·0,077 = 5,467 кДж/(кг*К).

Энтальпию паров сырья при 370 °С определяют по графику
[21, с. 333], для = 0,835 I370 = 1 155 кДж/кг.

Поправку на давление находят по значениям температуры и давления.

Абсолютная критическая температура сырья определяется с использованием графика, представленного на рисунке 1.14 [21, с. 60]:

  , (2.21)

где Тср – среднемолекулярная температура кипения, К.

Тср определяется в зависимости от М и ρ1515 графически

Тср =245 [c.18].

Ткр = 720 К [21, с.60].

Приведенная температура равна

Тпр = (370+273)/720= 0,893

Приведенное давление:

  Рпр = Р/Ркр, (2.22)

Рпр = 4/4,29 = 0,93.

Для найденных значений Тпр и Рпр, по рис 1.17 [21, с. 63] получаем

∆ I·М/ Ткр = 25,140 кДж/(кмоль·К)

∆I = 7,28·Ткр/М = 7,28·4,2·675/195 = 92,82 кДж/ кг

I370с = Iс -∆I = 1 155 –92,82 = 1062,18 кДж/кг.

Теплоёмкость сырья с поправкой на давление:

  Сс= I370c/(t+273) (2.23)

Сс=1062,18/(370+273)= 1,65 кДж/(кг·К)

Средняя теплоёмкость реакционной смеси:

  = (Сс·100 + Сц·16,412)/G (2.24)

= (1,65·100+ 5,467·16,412)/ 116,412= 2,19 кДж/(кг·К).

Температура на выходе из реактора:

t = 370+ (5 807,5 + 0)/( 116,412·2,19) = 393 ºС.

 





Читайте также:





Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...

©2015 megaobuchalka.ru Все права защищены авторами материалов.

Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.004 сек.)