 |
Конечная температура реакции
|
|
|
|
Е.М. Юрьев
Расчет печи пиролиза газового сырья
Методические указания к выполнению лабораторной работы
по курсу «Технология переработки нефти, природного и попутного газов» для студентов VI курса, обучающихся по магистерской программе 240100.09 – «Химическая технология топлива и газа»
Издательство
Томского политехнического университета
УДК 665.632(07)
ББК 35.514я73
Ю851
Юрьев Е.М.
Ю851 Расчет печи пиролиза газового сырья: методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Технология переработки нефти, природного и попутного газов» для студентов IV курса / Е.М. Юрьев; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 20 с.
УДК 665.632(07)
ББК 35.514я73
Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры
химической технологии топлива и химической кибернетики ИПР
«28» октября 2010 г.
Зав. кафедрой ХТТ и ХК
д.т.н., профессор __________ А.В. Кравцов
Рецензент
Доцент кафедры ОХТ ИПР, к.т.н.
Ю.Б. Швалев
© ГОУ ВПО «Национальный исследовательский
Томский политехнический университет», 2010
©Юрьев Е.М.
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2010
Часть I. Расчет состава сырья и пирогаза и определение конечной температуры реакции.
Цель работы:
1. Ознакомиться с конструкцией печи пиролиза.
2. Ознакомиться с технологией пиролиза, сырьем и продуктами процесса.
3. Оценить конечную температуру реакции и общее время пребывания сырья в реакционной зоне.
Состав сырья и пирогаза
Для всех дальнейших расчетов обязательно необходимо учитывать состав сырья и состав пирогаза, а также учесть расход водяного пара в змеевик печи. Расчеты эти не представляют больших сложностей и ведутся по известным зависимостям при нормальных условиях.
|
|
|
Последовательно рассчитывают:
1) Молекулярную массу и плотность сырья, массовые и мольные расходы каждого компонента в сырье.
2) Молекулярную массу и плотность пирогаза, массовые и мольные расходы каждого компонента в пирогазе.
3) Массовый и мольный состав парогазовой смеси на входе в печь и на выходе из нее, делая допущение, что водяной пар не вступает в химические взаимодействия в змеевиках печи.
Конечная температура реакции
Конечную температуру реакции (температуру пирогаза) Т на выходе из змеевика печи определяют при помощи линейной интерполяции конечных температур реакций при пиролизе газообразных углеводородов:
, (1)
где 
, 
, 
, 
— конечная температура реакции при пиролизе углеводородов C2H6, C3H6, C3H8, C4H10 в чистом виде; 
, 
, 
, 
— содержание углеводородов C2H6, C3H6, C3H8, C4H10 в сырье в расчете только на их смесь, масс. доли.
Конечная температура процесса Т связана с оптимальным временем контакта 
формулами Шмидта:
– при пиролизе этана (без выделения углерода):
; (2)
– при пиролизе пропилена, пропана и бутана (без выделения углерода):
; (3)
Так как пиролизу подвергается смесь углеводородов, общее время пребывания 
газовой смеси в зоне реакции будет одинаковым для всех углеводородов. Общее время пребывания , как правило, больше оптимального времени и связано с ним соотношением:
(4)
Эксплуатация промышленных и полупромышленных установок показала следующие значения величины общего времени пребывания газов в змеевиках трубчатых печей пиролиза (см. таблицу 1)
Таблица 1
| Углеводород | Интервал | ||
| Температура процесса, К | Давление процесса, кПа | , с
| |
| C2H6 | 1048-1113 | 208-319 | 0,7-1,3 |
| C3H6 | 1065-1095 | 208-319 | 0,5-0,8 |
| C3H8 | 883-1103 | 208-319 | 0,7-1,13 |
| C4H10 | 883-1103 | 208-319 | 0,7-1,13 |
При расчетах, как правило, выбирают общее время из интервала, характерного для того углеводорода, который преобладает в сырье.
|
|
|
Порядок выполнения работы:
1. Ознакомиться с исходными данными.
2. Определить массовые и мольные расходы каждого компонента в парогазовой смеси на входе в печь пиролиза и на выходе из печи пиролиза.
3. Оценить общее время пребывания газовой смеси в зоне реакции (по таблице 1).
4. По формуле (4) оценить оптимальное время контакта , по формулам (2) и (3) оценить конечную температуру процесса Т для разных углеводородов.
5. Конечную температуру реакции (температуру пирогаза) Т на выходе оценить по формуле (1).
|
|
|
