Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 24 страницах. В пояснительной записке рассмотрено назначение и расчёт печи пиролиза:
Представлена технологическая схема процесса, которая состоит из блока пиролиза, блока охлаждения и промывки продуктов, а также первичного разделения продуктов.
В настоящее время в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются печи радиантно-конвекционного типа. Радиантная секция получает основное тепло за счет излучения и является наиболее эффективной частью пиролизного змеевика. В конвекционной секции теплопередача в основном идет от потока дымовых газов к трубам змеевика.
Выполнен расчет печи пиролиза:
Материальный расчет представлен в таблице:
№ | Наименование | Значение |
1 | Константа скорости реакции | 0,607 |
2 | Продолжительность пребывания реагентов в зоне высоких температур, с | 0,28 |
3 | Степень конверсии бутана, % | 67,3 |
4 | Селективность процесса по основной реакции | 0,89 |
5 | Часовая производительность установки, кмоль/ч | 1339,29 |
6 | Расход бутана, кмоль/ч | 2232,15 |
7 | Количество водяного пара на входе, кмоль/ч | 1736,86 |
8 | Количество парогазовой смеси на входе в трубчатую печь, кг/ч | 174210,132 |
Состав бутановой фракции и состав пиролиза представлены в таблицах.
Рассмотрен технологический расчет реактора:
№ | Наименование | Значение |
1 | Число трубчатых печей | 20 |
2 | Тепловые потоки бутановой фракции, кВт | 531,92 |
3 | Массовые доли летучей серы и воды | 0 |
4 | Низшая удельная теплота сгорания топливного газа, кДж/м3 | 29301 |
5 | Расход воздуха, кг | 18,78 |
6 | Тепловой поток поступающего в печь воздуха, кВт | 150,870 |
7 | Теплота, расходуемая на осуществление химических реакций, кВт | 4687,760 |
8 | Средняя молярная теплоемкость, Дж(моль∙К) | 83,53 |
9 | Общее количество продуктов сгорания, кг/кг | 19,786 |
10 | Приход теплоты в печь, кВт | 29602,60 |
11 | Расход сухого воздуха в горелки печи, м3/ч | 16136 |
12 | Тепловой поток парогазовой смеси на входе в радиантную камеру, кВт | 6297,048 |
13 | Общая тепловая нагрузка печи, кВт | 10704,635 |
14 | Теплопотери в окружающую среду, % | 35 |
Для определения элементарного состава топливного газа рассчитан его массовый состав, который представлен в таблице.
Составлены следующие таблицы:
Произведён расчет трубчатой печи:
Выполнен расчёт радиантной камеры:
№ | Наименование | Значение |
1 | Площадь поверхности нагрева радиантных труб, м2 | 134 |
2 | Общая рабочая длина труб, м | 335 |
3 | Число труб | 40 |
4 | Ширина четырехпоточной радиантной камеры, м | 2,645 |
5 | Объем камеры, м3 | 70,3 |
6 | Поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2 | 101,86 |
7 | Средняя плотность парогазовой смеси, кг/м3 | 1,278 |
8 | Массовая скорость смеси в радиантной трубе, кг/(м2∙с) | 109,52 |
9 | Время пребывания смеси, с | 0,65 |
10 | Средняя температура парогазовой смеси, оС | 735 |
11 | Молярная масса смеси | 25,08 |
12 | Плотность парогазовой смеси, кг/м3 | 0,465 |
13 | Кинематическая вязкость, м2/с | 49,46∙10-6 |
14 | Потеря давления в реакционном змеевике печи, МПа | 0,26 |
Рассмотрен расчёт конвективной камеры:
Расчет теплофизических параметров продуктов сгорания представлен в таблице:
№ | Наименование | Значение |
1 | Плотность продуктов сгорания, кг/м3 | 0,33 |
2 | Объемная теплоемкость, кДж/(м3∙К) | 1,803 |
3 | Критерий Прандтля для двухатомных газов | 0,72 |
4 | Теплопроводность, Вт/(м∙К) | 0,083 |
5 | Критерий Рейнольдса | 6932 |
6 | Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2∙К) | 48,6 |
7 | Парциальное давление водяного пара, МПа | 0,225 |
8 | Средняя молярная теплоемкость, Дж/(моль∙К) | 59,3 |
9 | Тепловой поток до смешения, кВт | 2752,955 |
10 | Средняя разность температур между теплоносителями, К | 413,5 |
11 | Площадь поверхности нагрева конвективных труб, м2 | 110 |
12 | Фактическая площадь поверхности теплопередачи, м2 | 112,7 |
13 | Высота, занимаемая трубами в конвективной камере, м | 2,22 |
Составлена таблица значений динамических вязкостей продуктов сгорания.
Спецификация – на чертеже
Программа: Компас 3D v
База графических конструкторских документов, изображений и объектов