Расчет сырьевых теплообменников «ГСС – ГПС»

5.5  Расчет сырьевых теплообменников «ГСС – ГПС».

Газосырьевая смесь,  перед входом в печь П-201 нагревается в теплообменнике Т-201, за счет тепла газопродуктовой смеси, выходящей из реактора Р-201.

Исходные данные для расчета:

- Расход ГСС - 198038 кг/ч, в том числе:

  сырье - 170497 кг/ч,

              ЦВСГ - 23861 кг/ч,

              СВСГ - 3680 кг/ч.

- Расход ГПС - 198038 кг/ч, в том числе:

                      дизельное топливо - 164123 кг/ч,

бензин-отгон - 3409 кг/ч,

УВГ - 5283 кг/ч,

сероводород - 1193 кг/ч,

ЦВСГ - 24030 кг/ч,

ЦВСГ на охлаждение - 4954 кг/ч.

- Температура ГПС на входе в теплообменник - 345⁰С.

- Температура ГПС на выходе из теплообменника - 235⁰С.

 – энтальпия бензина-отгона в жидкой фазе при 345⁰С, кДж/кг;

Рассчитаем узел смешения сырья, ЦВСГ и  СВСГ:

- Температура сырья на входе в узел смешения - 140⁰С;

- Температура ЦВСГ на входе в узел смешения - 60⁰С;

- Температура СВСГ на входе в узел смешения - 40⁰С;

- энтальпия паров сырья при 140⁰С, кДж/кг;

        =413 кДж/кг;

- энтальпия ЦВСГ при 60⁰С, кДж/кг;

=564 кДж/кг;

- энтальпия СВСГ при 40⁰С, кДж/кг;

=460 кДж/кг.

Определим количество тепла, поступающего с сырьем, ЦВСГ и СВСГ:

Для определения температуры смеси сырья, ЦВСГ и СВСГ (t_Х) рассчитаем количество тепла получившейся смеси и построим график – .

Таблица 5.31

Расчет энтальпии смеси сырья, ЦВСГ и СВСГ

Компоненты	кг/ч	Mi	ni	yi	Qi, ·106 Дж/кг	, ·106 Дж/кг
Сырье	170497	197,4	824,7	0,178	70,4	12,5
СВСГ	3680	6,4	545,2	0,118	1,7	0,2
ЦВСГ	23861	7,0	3251,1	0,704	13,4	9,4
Итого	198038	-	4621,0	1,000	-	22,1

рис. 5.6

По рис. 5.6 находим температуру ГСС после узла смешения t_x = 73⁰С.

Схема теплообмена:

     

Температуру нагрева ГСС определяем из теплового баланса теплообменника – ,

где  - количество тепла, переданного газопродуктовой смесью, кДж/ч;

  - количество тепла, принятого газопродуктовой смесью, кДж/ч;

Рассчитаем с помощью ПЭВМ мольную долю отгона для ГСС при             3,3 МПа и 73⁰С. Результаты расчета сведем в табл.2.46-2.47.

Количество принятого и переданного в теплообменнике тепла найдем по формулам:

Таблица 5.32

Расчет однократного испарения газосырьевой смеси на входе в теплообменник при 73⁰С и 3,1 МПа

Компоненты газосырьевой смеси	Расход (Gi), кг/ч	Молярная масса (Mi), кг/кмоль	Массовая доля ()	Количество (Ni),  кмоль/ч	Мольная доля ()	Константа фазового равновесия (Кi)	Мольная доля компонента в жидкой фазе (хi)	Мольная доля компонента в паровой фазе (уi)
Н2	6074	2	0,0311	2915,0	0,6273	19	0,0404	0,7668
СН4	10867	16	0,0576	674,9	0,1452	8	0,0218	0,1746
С2Н6	5636	30	0,0258	161,1	0,0347	4,9	0,0084	0,0409
С3Н8	2383	44	0,0126	53,5	0,0115	3,45	0,0039	0,0133
SC4H10	1651	58	0,0041	13,1	0,0028	2,75	0,0012	0,0032
SC5H12	906	72	0,0017	4,4	0,0009	2,5	0,0004	0,0011
Сырье	170497	197,4	0,8672	824,7	0,1775	0,0001	0,9239	0,0001
Итого	198038	-	1,0000	4646,7	1,0000	-	1,0000	1,0000

Таблица 5.33

Материальный баланс однократного испарения газосырьевой смеси на входе в теплообменник при 73⁰С и 3,1 МПа

(мольная доля отгона е = 0,8079)