Проектирование поточной схемы НПЗ. Характеристика нефти и выпускаемых нефтепродуктов. Технологический расчет блока каталитического риформинга, страница 35

Потери тепла составляют 0,3% (не превышают 1%) по отношению к приходу тепла, что подтверждает правильность выбора температуры газопродуктовой смеси на выходе из  3 реактора ( 501 °С ).

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ РЕАКТОРОВ.

Реакционный объем реакторов определяем с учетом объемной скорости подачи сырья (W_c = 1,5 [м³/м³г]) и распределения катализатора по реакторам (0,15 : 0,35 : 0,5) и объема сырья в жидкой фазе:

G_c      99,4

V_p = ----- = ------ = 66,3 м³.

W_c       1,5

Реакционные объемы первого, второго и третьего реакторов равны

V_I = 66,3*  0,15 = 9,9м³,

V_II = 66,3* 0,35 = 23,2м³,

V_III = 66,3*0,50 = 33,1м³.

Диаметр аппарата определяется исходя из допустимой скорости паров, отнесенной на полное сечение реактора. Значение этой величины для реактора со стационарным слоем катализатора может быть принято равным 0,4 – 0,5 м/с.

Скорость парогазовой смеси определяется по секундному объему смеси на входе и выходе из реактора

22,4*Sn*(t + 273)*Z

V_сек = ------------------------- м³/с,

273  *3600*10*Р

где  Sn – общее число молей смеси,

Z – коэффициент сжимаемости компонентов смеси,

Р , МПа– давление.

С использованием значений молекулярных масс компонентов можно записать выражения для расчета объема паров, поступающих (V₁) и выходящих (V₂) из реактора

Z_c *G_c      Z_водор*G_водор      Z_у.г.*G_у.г.     22,4*(t₁ + 273)

V₁ = (--------- + ----------------- + ------------)  -------------------- м³/с,

М_с               М_водор              М_у.г.        3600*273*10 *Р₁

Z_c *G_c          Z_риф*G_риф     Z_водор*G_водор     Z_у.г.*G_у.г.     22,4*(t₂ + 273)

V₂ = (--------- + ------------- + ---------------- + ------------)  ------------------- м³/с,

М_с             М_риф               М_водор              М_у.г.      3600*273*10*Р₂

где G_с , G_риф , G_водор , G_у.г. – массы сырья, риформата, водорода и углеводородных газов на входе и выходе реактора,

М_с , М_риф , М_водор , М_у.г. – молекулярные массы сырья, риформата, водорода и углеводородных газов,

Z_с , Z_риф , Z_водор , Z_у.г. – коэффициенты сжимаемости компонентов при температурах и давлениях входа и выхода реактора.

Коэффициент сжимаемости находится по приведенным параметрам и с  использованием графика [8, ч.2, стр.14]:

Табл. 3.16.

Z :	на входе	на выходе
сырья	0,88	0,83
риформата	-	0,90
водорода	1,00	1,00
углеводородного газа	1,10	1,00

0,88*74627     1,0*7130,5     1,1*56195,4     22,4 (510 + 273)

V₁ = (--------------- + ------------ + -----------------)  ---------------------- = 3,62 м³/с,

110,3                 2                25,22           3600*273 *10 *3,3 

0,83*37313,4    0,9*29850,7   1*7400,2    1,0*69328,5   22,4*(460 + 273)

V₂ = (----------------- + -------------- --+ ----------+ ---------------) -------------------- = 

110,3                 98,5                    2             25,22         3600*273*10*3,28

= 2,08 м³/с

.

Среднее значение объема паров в реакторе

V₁ +V₂      3,62+ 3,57

V_ср = --------- = ---------------- = 3,59м³/с.

2  2

Сечение аппарата при принятом значении линейной скорости на полное сечение аппарата равной 0,40 м/с

V_ср       3,59

S_р = ------ = ------- = 8,99 м².

W        0,40

Определяем внутренний диаметр реактора

4*S_р          4*4,52

D_p = Ö ------- = Ö ----------- = 3,38 м.

p  3,14

Принимаем внутренний диаметр реактора 3,50 м.

Тогда сечение реактора будет равно (пренебрегая площадью трубы для вывода продуктов реакции)

p*D_p²     3,14*2,50²

S_р = -------- = -------------- = 9,62м².

           4                 4

Уточненная скорость паров на это сечение реактора

V_ср        3,59

W = ------ = ------- = 0,37 м/с.

S_р        9,62

Высота слоя катализатора в реакторах составит:

V_Iр       9,9

Н_Iк = ------ = ------- =  1,11 м.

S_р       8,99