2.6 Исходные данные для расчета материального и теплового балансов.

Цель материального баланса является определение расхода сырья и вспомогательных материалов для обеспечения производительности по целевому продукту и для определения расхода коэффициентов сырья и вспомогательных материалов на 1 тонну готового продукта.

Схема материальных потоков реактора

Свеж. iC₅H₁₂ конт. газ

рецикл iC₅H₁₂

Кt ИМ-2201 отработ. Кt

РТ4 – реактор для дегидрирования изопентана в изоамилены.

Рисунок 7 – Схема материальных потоков реактора

Исходные данные

Производительность по изопентану, т/г	283000
Технологические потери, %	3
Выход суммы изоамиленов + изопрен на пропущенный изопентан, % (масс)	40
Выход суммы изоамиленов + изопрен на разложенный изопентан, % (масс)	73
Длительность пробега между капитальными ремонтами, дни	1350
Длительность капитального ремонта, ч	450
Длительность пробега между текущими ремонтами, дни	360
Длительность текущего ремонта, ч	240
Длительность пробега между регенерацией, дни	14
Длительность регенерации катализатора, ч	6

Состав продуктов разложения, % (масс)

H2	3,50
CH4	3,00
C2H6	2,19
C3H8	1,50
C4H10	4,48
нС5Н8	3,01
iC5H8	5,81
нС5Н10	2,40
iC5H10	68,5
C6H14	3,05
Cв СО2	1,31
Кокс	1,25

Состав исходных газов, % (масс)

Таблица 2.3 - Изопентановая фракция (свежая)

Компоненты	% вес
Углеводороды С4 Изопентан н-пентан Углеводороды С6	0,8 97,5 1,5 0,2
Итого	100

С₅ = 97,5 + 1,5 = 99 %

Таблица 2.4 – Изопентан-рецикл

Компоненты	% вес
Углеводороды С4 Изопентан Изоамилен н-пентан Амилен	0,8 93,1 4,1 1,6 0,4
Итого	100

С₅ = 93,1 + 4,1 + 1,6 + 0,4 = 99,2%

Химизм процесса:

i С₅Н₁₂ → i С₅Н₁₀ + Н₂ (I)

н С₅Н₁₂ → н С₅Н₁₀ + Н₂ (II)

i С₅Н₁₀ → i С₅Н₈ + Н₂ (III)

Режим работы реактора:

Температура катализатора на входе в реактор, °С	630
Температура катализатора на выходе из реактора, °С	560
Температура сырья на входе в реактор, °С	500
Температура контактного газа на выходе из реактора, °С	540
Давление над «кипящим слоем», ата	1,3
Плотность «кипящего слоя», кг/м3	800
Объемная скорость, мм3/м3 катализатора в час	210

Схема тепловых потоков реактора

Q₁ Q₄

Q₂ Q₅

Q₆

Q₃ Q₇

Q_пот

Рисунок 8 – Схема тепловых потоков реактора

Общее уравнение теплового баланса

∑Q_пр =∑ Q_р (1)

∑Q_пр = Q₁ + Q₂ + Q₃ (2)

∑ Q_р = Q₄+ Q₅ + Q₆ + Q₇ + Q_пот, (3)

Q₁ – тепло, приходящее с изопреновой фракцией, Вт

Q₂ – тепло, приходящее с регенерированным катализатором, Вт

Q₃ – количество тепла, приходящее с азотом, Вт

Q₄ – количество тепла уходящего с отработанным катализатором, Вт

Q₅ – количество тепла уходящий с контактным газом, Вт

Q₆ – количество тепла эндотермической реакции, Вт

Q₇ – отвод тепла змеевиком, Вт

Q_пот – потери тепла, Вт