6.6. Тиск у основи зони відпарки (десорбера).

Температура каталізатора на виході з десорбера

За відомою висотою реактора можна підрахувати тиск у основи десорбера за наступним рівнянням:

,

де — тиск над псевдозрідженим шаром, Па; h, h₁, h₂ — відповідно висоти псевдоозрідженого шару, конічної частини і зони відпарки, м.

Одержимо:

Па.

Щоб визначити температуру каталізатора на вході у регенератор, необхідно знати температуру закоксованого каталізатора на виході з десорбера. Поступаюча у десорбер перегріта водяна пара (Т=783 К, =0,44 -Па) охолоджується, віддаючи тепло каталізатору, до температури 758 К, а температура каталізатора підвищується на величину:

,

де — ентальпія перегрітої водяної пари на вході у зону відпарки за Т = 783 К і тиску = 0,46 Па; — ентальпія перегрітої водяної пари на верху зони відпарки (вихід) за Т = 758 К тиску = 0,27 Па; G_к— кількість каталізатора, кг/год; с_к — теплоємність каталізатора; кДж/(кг∙К). Підставивши у формулу для розрахунку T числові значення величин, одержимо:

.

Температура відпрацьованого каталізатора, що відходить з зони відпарки:

Т_к = Т_р + = 758 + 0,3 = 758,3 К.

6.7. Вибір розподільного пристрою парокаталізаторного

потоку у реакторі

Сумарний живий переріз розподільників підбирають, виходячи з умови збереження величини лінійної швидкості потоку, що підводиться; звичайно він становить 1 – 2,5% від перерізу реактора.

Конструктивно розподільник може бути оформлений у вигляді трубного пучка або у вигляді горизонтальних решіток. У нашім прикладі приймемо конструкцію розподільника у вигляді семи горизонтальних решіток (рис. 6.5). Така конструкція розподільника випробувана і описана у літературі [6].

Площа, займана решітками, повинна становити 60–70% поперечного перерізу реактора. При цьому решітки добре входять у

переріз реактора. Якщо прийняти площу, яку займають решітки, рівною 60%, то площа решіток буде становити:

F_p = 0,6S= 0,6 • 44,5 = 26,7 м².

Площа однієї решітки:

м².

Діаметр решітки:

м.

Рис. 6.5. Схема розподільника каталізатора

Конструкції газорозподільних решіток описані у літературі [38]. До показників конструкції газорозподільної решітки відносяться: діаметр отворів, площа живого перерізу, товщина, крок розміщення отворів.

Конструкція газорозподільних решіток істотно впливає на якість псевдозрідження каталізатора. Збільшення живого перерізу газорозпо-дільних решіток, при незмінному діаметрі отворів, а також збільшення діаметра отворів, при незмінному живому перерізі, приводять до погіршення якості псевдозрідженого шару. Підвищення швидкості газу у отворах решіток і у зв'язку з цим деяке збільшення їхнього гідравлічного опору впливають на якість псевдозрідження [38].

Точних розрахункових формул для визначення необхідного гідравлічного опору решітки поки немає. Однак з наявних деякі формули можуть бути рекомендовані [6].

Приймемо сумарний живий переріз розподільника рівним 1% від перерерізу реактора. Площа живого перерізу у розподільника:

м²_.

Живий переріз однієї решітки:

м².

Приймемо товщину решітки = 0,02 м, а діаметр отворів у решітці d_о = 0,02 м. Тоді число отворів у решітці буде дорівнювати:

.

Сумарний живий переріз розподільника дозволяє визначити діаметр стовбура, що підводить парокаталізаторну суміш (рис. 6.6 і 6.7):

м.

Діаметр кожного з семи відгалужень від центрального стовбура, що підводить:

м.

Маючи на увазі, що рециркулят подається у псевдозріджений шар каталізатора минаючи решітки, об'єм парів на підході до решітки розраховується за формулою:

,

де – кількість вуглеводневих та водневих парів, що проходять через решітку, кмоль/год; т_р = 7 — число решіток; — тиск у реакторі у решіток, Па.

Рис. 6.6. Зона відпарки:

1 – підводящий стовбур; 2 – паровий маточник.

Рис. 6.7. Поправочні коефіцієнти до розрахунку опору сухих решіток:

Кількість вуглеводневих і водяних парів, ща проходять через решітку, становить:

кмоль/год.

Тиск у реакторі у решіток:

Па.

У результаті розрахунку одержимо:

м³/с.

Швидкість парів в отворах решітки:

м/с.

Гідравлічний опір решіток розрахуємо за формулою [6]:

,

де k₁, k₂— поправочні коефіцієнти, що знаходяться за графіками (рис. 5.6); — частка живого перерізу решітки; — густина парів, кг/м³.

За графіками (рис. 6.6) знайдемо: k₁ =1,6; k₂= 1,0.

Частка живого перерізу решітки:

Густина парів дорівнює:

,

де М_п — середня молекулярна маса суміші вуглеводневого і водяного парів, г/моль.

Середню молекулярну масу суміші вуглеводневого і водяного парів розрахуємо так:

М_п =М_с y^′_с+М_в.п.y^′_в.п.,

де М_с і — відповідно середня молекулярна маса вуглеводневих парів і молекулярна маса водяної пари, г/моль; та у_вп – мольні частки сировини і водяної пари, що подається для регулювання густини суміші сировини і каталізатора (табл. 6.7).

Одержимо:

.

Таким чином:

кг/м³.

Підставивши у формулу для визначення гідравлічного опору решітки числові значення величин, одержимо:

Па.

Таблица 6.7.

Склад сировини і водяної пари

Потоки	Кількість , кг/год	Молеку- лярна маса, Мі	Кількість , кмоль/год	Мольна частка
Сировина	250000	360	693,8	0,5555
Водяна пара.	10000	18	555,0	0,4445
Разом	260 000	–	1248,8	1,0000

Для гарного паророзподілення перепад тиску на решітці повинен укладатися у межах 3400 – 4800 Па [6].

Якщо у результаті розрахунків одержимо, що Δ _р не укладається у зазначені межі, то необхідно змінити середню швидкість w газів у вільному перерізі реактора (не перевищуючи 0,9 м/с). Якщо і після цього величина Δ _р не укладається у рекомендовані межі, то можна змінити масову швидкість п_д подачі сировини або кратність циркуляції каталізатора.