2.5 Материальный баланс регенератора

Материальный баланс регенератора приведен в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Материальный баланс регенератора

Поток	Количество, кг/ч	% масс. на загрузку регенератора
1	2	3
Приход:
Катализатор	1229630,76	85,82
Кокс	13210,78	0,92
Воздух	189971,01	13,26
Итого:	1432812,55	100,00
Расход:
Катализатор	1229630,76	85,82
Дымовые газы	203181,79	14,18
Итого:	1432812,55	100,00

2.6 Расчеты тепловых балансов реакторов

Уравнение теплового баланса реактора

Q_вп + Q_кт1 + Q_с = Q_вп + Q_кт2 + Q_р + Q_пот + Q_пр,

где Q_вп ‒ количество тепла, вносимое и уносимое водяным паром;

Q_кт1 ‒ количество тепла, вносимое циркулирующим катализатором;

Q_с ‒ количество тепла, вносимое сырьем;

Q_кт2 ‒ количество тепла, уносимое циркулирующим катализатором;

Q_р ‒ количество тепла, образовавшееся в результате реакций крекинга;

Q_пот ‒ количество тепла, теряемое в окружающую среду;

Q_пр - количество тепла, уносимое продуктами крекинга.

Для упрощения задачи можно пренебречь разницей в теплосодержании водяного пара вследствие незначительной разницы в его температурах на входе и выходе из реактора. Количество тепла, теряемое в окружающую среду (Q_пот) составляет 10 % от количества тепла, вносимого циркулирующим катализатором (Q_кт1).

Тогда, уравнение теплового баланса будет

Q_с = Q_пр + Q_р + Q_кт2 - 0,9 · Q_кт1.

Принимаются следующие исходные данные:

- температура катализатора на входе в реактор: t₁ = 640 °С;

- температура катализатора на выходе из реактора: t₂ = 500 °С;

- температура продуктов крекинга: t₃ = 505 °С.

Тепло, вносимое в реактор:

1. циркулирующим катализатором

Q_кт1 = G_кат · с_кат · t₁

Q_кт1= 1229630,76 · 1,15 · 640 = 905008239 кДж/ч

2. с сырьем

Q_с = G_с · J_с ,

где J_с ‒ энтальпия сырья, кДж/кг

Q_с = 269608 · J_с.

Тепло, уносимое из реактора:

1. продуктами крекинга:

Q_пр = Q_ж.г. + Q_б + Q_л.г. + Q_т.г. +Q_кокс

а) жирным газом

Q_ж.г. = G_ж.г. · J _ж.г.

Q_ж.г. = 62441,18 · 1234 = 77052416 кДж/ч

б) бензином

Q_б = G_б · J_б

Q_б = 114098,03 · 1635,24 = 186577663 кДж/ч

в) легким газойлем

Q_л.г. = G _л.г. · J _л.г.

Q_л.г. = 56078,43 · 1478,28 = 83404327 кДж/ч

г) тяжелым газойлем

Q_т.г. = G _т.г. · J _т.г.

Q_т.г. = 21838,24 · 1457,76 = 31834913 кДж/ч

д) коксом

Q_кокс = G_кокс · с_кокс · t₂

Q_кокс =13210,78 · 2,5 · 505 = 16678610 кДж/ч

где J_ж.г., J_б, J_л.г., J_т.г. ‒ энтальпия жирного газа, бензина, легкого и тяжелого газойля, кДж/кг 22.

Тогда, Q_пр = 395547929 кДж/ч

2. циркулирующим катализатором

Q_кт2 = G_кат · с_кат · t₂

Q_кт2 = 1229630,76 · 1,15 · 500 = 707037687 кДж/ч

3. в результате протекающих реакций крекинга.

Глубина превращения определяется из материального баланса

100 - (ЛГ %масс + ТГ %масс)

100 - (20,80 + 8,10) = 71,1 %масс..

Тепловой эффект реакции каталитического крекинга зависит от его глубины. Он составляет [23] от 200 до 550 кДж на 1 кг продуктов реакции, к числу которых условно относят жирный газ, бензин и кокс. Тепловой эффект принимается равным 300 кДж/кг.

Q_р = 300 · ( G_ж.г. + G_б + G_кокса)

Q_р = 300 · (62441,18 + 114098,03 + 13210,78) = 56924997 кДж/ч .

Тепло, вносимое в реактор с сырьем

Q_с = 395547929 + 56924997 + 707037687 - 0,9 · 905008239 =

= 345003198 кДж/ч

4. потери в окружающую среду

Q_пот = 0,1 · 905008239 = 9050082 кДж/ч.

Энтальпия сырья

J_с = Q_с / G_с

J_с = 345003198 / 269608 = 1279,65 кДж/кг.

Расчеты теплового баланса реактора сведены в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 ‒ Тепловой баланс реактора

Приход	Количество, кДж/ч	Расход	Количество, кДж/ч
Катализатор	905008239	Катализатор	707037687
Сырье	345003198	Тепловой эффект реакции	56924997
		Продукты:
		Жирный газ	77052416
		Нестабильный Бензин	186577663
		Легкий газойль	83404327
		Тяжелый газойль	31834913
		Кокс	16678610
		Потери	90500824
Итого	1250011437	Итого	1250011437