Технологический расчёт реакционного змеевика трубчатой печи градиентного типа

  • 13 окт. 2013 г.
  • 5087 Слова
Курсовая работа
по процессам и аппаратам химической технологии:
«Технологический расчёт
реакционного змеевика трубчатой печи градиентного типа»

Оглавление
Описание технологической схемы установки 3
Описание проектируемого аппарата 6
Технологический расчёт аппарата и обоснование основных размеров 8
1. Исходные данные 8
2. Расчет процесса горения 9
3. Состав сырья и пирогаза 13
4.Конечная температура реакции 16
5. Тепловая нагрузка печи, ее к.п.д. и расход топлива 19
6. Определение температуры дымовых газов, покидающих радиантную камеру 22
7. Поверхность нагрева реакционного змеевика (экранных труб) 23
8. Время пребывания парогазовой смеси в реакционном змеевике 24
9. Потери напора в реакционном (радиантном) змеевике печи 26
10. Размер камеры радиации 28
Списокиспользуемой литературы 30

Описание технологической схемы установки
Пиролиз нефтяного сырья – процесс деструктивного превращения углеводородов нефти при высоких температурах (обычно выше 650—700°C) в газообразные (пирогаз) и жидкие (смола пиролиза) продукты.
С 50-х гг. XX в. пиролиз – это основной промышленный процесс, обеспечивающий крупнотоннажное производство этилена, пропилена, а такжедругих мономеров и полупродуктов для химической промышленности (бутенов, бутадиена, циклопентадиена, бензола, толуола, ксилолов и др.).
Основным промышленным сырьем для процесса пиролиза являются газы нефтепереработки, бензиновые и газойлевые фракции нефти. Сырьевая база пиролиза определяется обычно структурой потребления нефтепродуктов.
Выход целевых продуктов пиролиза существенно зависит отуглеводородного состава подвергаемого деструкции сырья. При пиролизе газов нефтепереработки состава C2-C4 и нормальных парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, образуется главным образом пирогаз. Пиролиз высококипящих нефтяных фракций (например, газойля) приводит к образованию большого количества смолы пиролиза, содержащей ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.), атакже олефины C5 и выше, в том числе и циклические (например, циклопентадиен).
Условия проведения и химизм процесса.
В промышленных условиях пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900°С и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в пирозмеевик — 0,3 МПа, на выходе — 0,1 МПа избыточных). Время пребывания сырья в пирозмеевике составляет 0,1—0,5 сек. Большинство исследователейпридерживаются теории цепного свободно-радикального механизма разложения при пиролизе в вышеуказанных условиях. Условно все реакции при пиролизе можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции протекают с увеличением объёма реакционной массы. Это, в основном, реакции расщепления парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой. Вторичные реакциипротекают, преимущественно, на поздних стадиях пиролиза и протекают они с уменьшением объёма реакционной массы. Это, в основном, реакции образования ароматических, полиядерных ароматических углеводородов в результате реакции конденсации/поликонденсации термически стабильных ароматических углеводородов и в результате реакций типа Дильса-Альдера. Также к вторичным реакциям можно отнести реакции образования различныхтвёрдых углеродистых соединений, которые в промышленности принято называть коксом. Однако, ещё раз следует подчеркнуть, что такое деление реакций на первичные и вторичные условно.
Для снижения скоростей вторичных реакций пиролиза используют разбавление сырья пиролиза водяным паром. В результате парциальное давление углеводородов снижается и, согласно принципу Ле-Шателье, снижение давления в зонереакции будет способствовать протеканию реакций, идущих с увеличением объёма, то есть — первичных. Для этана, бутана, прямогонного бензина соотношение пара к сырью обычно составляет 0,3:1,0; 0,4:1,0; 0,5:1,0 соответственно.
Конструкция печей.
В промышленности распространение получили трубчатые реакторы пиролиза. Печи пиролиза состоят из двух отсеков — радиантной и...
tracking img