Пиролиз углеводородов жидких углеводородных фракций

Рассчитываем проточное сечение в трубном пространстве: [1,176]:

F1 = 397 ;

где:

f1 – проточное сечение; м2

d1 – диаметр трубопровода, м2

f1 = 397 = 0,2 м2

13. Скорость движения в трубках [1,175]:

с1 = mg width=44 height=35 src="images/referats/13735/image034.png">;

где V1 – объемный масла при средней температуре, м3/час

f1 – проточное сечение; м2

с1 – скорость движения в трубках, м/с

с = = 41,7 м/с

8. Число труб, обеспечивающих такой режим, должно быть:

т.е. число труб n < 245.

9. Рассчитываем проточное сечение в межтрубном пространстве: [1,176]:

F2 = 397 ;

где:

f2 – проточное сечение; м2

d2 – диаметр трубопровода, м2

f2 = 397 = 199,45 м2

10. Скорость движения в межтрубном пространстве: [1,175]:

С2 = ;

где V2 – объемный масла при средней температуре, м3/час

f2 – проточное сечение; м2

с2 – скорость движения в трубках, м/с

с = = 0,2 м/с

Выберем вариант теплообменника

Теплообменник «кожухотрубный» D = 600; d = 25*2; z=4; n/z = 206; L = 6 м.

Скорость течения в трубах, для обеспечения турбулентного режима, должна быть более 41,7 м/с.

а) Трубное пространство. Определим критерии Рейнольдса и Прандтля для масла:

9. Критерий Рейнольдса:

Re1 = G1/[0,785dвн(n/z)m1

где Re1 – критерий Рейнольдса,

G1 – расход нагревающего масла, м3/час,

dвн –диаметр трубок = 0,03,

m1 – вязкость масла, 1,2·10-3 Па·с

Re1 = 30 024,55 /[0,785×0,025(52/2) 1,2 ×10-3 = 40 863,07

10. Режим движения турбулентный в этом случае критерий Нуссельта:

Nu1 = 0,021Re10,8Pr10,42(Pr1/Prст2)0,25,

где Рr2 = 10,02 – критерий Прандтля для бензина при 20 °С

Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда

Nu = 0,021×40 863,070,8×101,720,43 = 0,021·987·7,3=605,24

б) Межтрубное пространство. Определим критерии Рейнольдса и Прандтля для масла:

11. Критерий Рейнольдса:

Re2 = G2/[0,785dвн(n/z)m2

где Re2 – критерий Рейнольдса,

G2 – расход бензина м3/час, dвн – внутренний диаметр трубок, м

Re2 = 13000/[0,785×0,8(206/4) 0,22 ×10-3 = 18 270,64

12. Режим движения турбулентный в этом случае критерий Нуссельта:

Nu2 = 0,021Re20,8Pr20,42(Pr2/Prст2)0,25,

где Рr2 = 10,02 – критерий Прандтля для бензина при 20 °С

Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда

Nu = 0,021×18 270,64,8×10,020,43 = 0,021·2130,68·2,69=120,36

Расчет закалочно-испарительного аппарата:

Рассчитываем закалочно-испарительный аппарат для охлаждения пирогаза объемом 21 558,67 от температуры 840°С до температуры 370°С. Далее расчет ведем по примеру из [3, 205]

1. Температурная схема для противотока:

840 370

220 25

Δtм=620 Δtб=345

2. Средняя разность температур:

Δtср = Δtм- Δtб / ln Δtб/ Δtм = 620 - 345/ln1,8 = 275/0,58 = 474°С

3. Средняя температура пирогаза:

Δtпирогаза = 840+370/2=605°С

4. Средняя температура воды:

Δtводы = 25+220/2=122,5°С

5. Подсчет тепла, выделяемого при охлаждении пирогаза от 840°С до 370°С, ведется по отдельным компонентам:

6. Весовое количество газов:

7. Количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов определяем по формуле:

q=G(cs) · Δtпирогаза

где

q - количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов, кДж/час

G – количество вещества, кг/час

cs – теплоемкость компонента, кДж/кг · °С

Δt пирогаза – средняя температура конечной и начальной температуры пирогаза, равная 195°С

 Скачать реферат