Практика №2 реакционные аппараты установок коксования нефтяных остатков

• Определение выхода продуктов коксования

• Расчет необогреваемых коксовых камер на установках замед­ленного коксования

• Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое коксового теплоносителя

• Расчет реактора на установках коксования в кипящем слое коксового теплоносителя

• Задачи

Процесс коксования осуществляют периодическим, полунепрерыв­ным и непрерывным методами. Периодический метод коксования в коксовых кубах и полунепрерывный - в коксовых керамических печах в настоящее время применяют крайне редко. Чаще всего используют полунепрерывный метод коксования в необогреваемых камерах (замедленное коксование) и непрерывный (коксование в кипящем слое коксового теплоносителя). В меньшей степени применяют коксование в подвижном слое гранулированного коксо­вого теплоносителя.

Определение выхода продуктов коксования

Существуют раз­личные методы определения выхода продуктов коксования. Так, при замедленном коксовании выход - кокса и газа можно подсчи­тать по формулам

г

(11)

(12)

(12)

де Х_к - выход кокса, % масс, на сырье; Х_к+г - выход кокса и газа, % масс.; К- коксуемость сырья (по Конрадсону), % масс.

Д ля процесса коксования в кипящем слое эти формулы прини­мают вид

(13)

(12)

Н

(14)

(12)

ельсон предлагает определять выход кокса по табл. 2, а газа - по формуле

(15)

(12)

Значения α находят по табл.3; выход бензина принимают рав­ным 15-25% об., а остальное приходится на газойль коксо­вания.

Таблица 2

Зависимость выхода кокса в процессе коксования от плотности

и коксуемости сырья

Таблица 3

Зависимость выхода газа в проТаблица 3

Зависимость выхода газа в процессе коксования от выхода кокса

и плотности сырья

Для определения выхода продуктов коксования в кипящем слое коксового теплоносителя предложена следующая методика. Процесс представляется протекающим в две стадии:

исходное сырье (А) при коксовании превращается в газ до С₄ включительно (А), бензин к. к. - 205°С (А₂), газойль 205-500 °С (А₃) и кокс (А₄)

(17)

(12)

(16)

(12)

где ν^׳₁, ν^׳₂, ν^׳₃- выходы продуктов.

образовавшийся газойль (А₃) в свою очередь превращается в газ (А₁), бен­зин (А₂) и кокс А₄ по схеме

где ν^׳_i,ν^׳׳_i - выходы продуктов при полном разложении исходного вещества дан­ной реакции (так называемый массовый коэффициент разложения вещества А_i) массовые доли.

Сумма выходов продуктов (в массовых долях) равна 1, т. е.(19)

Если известен выход газойля, то па следующим уравнениям материальных балансов можно определить выходы газа, бензина и кокса (20)

где gА_i- выход продукта, массовые доли от исходного сырья коксования (А).

Значения коэффициентов ν_i определенные на основе экспериментальных дан­ных, при 500-550 °С для мазутов и гудронов из ромашкинской, арланской и радаевской нефтей следующие: ν^׳₁= 0,074; ν^׳₂=0,073; ν^׳₃=0,800; ν^׳₄=0,053; ν^׳׳₁=0,222; ν^׳׳₂=0,256; ν^׳׳₄=0,522. Анализ показал, что для различных режимных параметров процесса и типов сырья значения коэффициентов ν^׳₁, ν^׳₃ и ν^׳׳₁при­близительно постоянны. Остальные четыре коэффициента могут быть найдены по результатам одного эксперимента из уравнений (20). Зная величины ν_i, можно, перейдя к математическому описанию процесса, рассчитать выход продуктов для различных режимов.

Пример 1. Подсчитать выходы газа, бензина и кокса в процессе коксования (в кипящем слое теплоносителя) гудрона арланской нефти, если известно, что: выход газойля (фр. 205-500 °С) составляет 29,1% масс; температура процесса 540°С.

Решение. Выходы продуктов подсчитывают по уравнениям (20), для чего принимают следующие значения коэффициентов: ν^׳₁=0,074; ν^׳₂=0,073; ν^׳₃=0,800: ν^׳₃ =0,053; ν^׳׳₁=0,222; ν^׳׳₂=0,256; ν^׳׳₄ =0,522.

Выходы продуктов составляют (массовые доли)

газа

бензина

кокса