создана теория химического строения
.pdfСПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда
Nu = 0,021 40 863,070,8 101,720,43 = 0,021·987·7,3=605,24
б) Межтрубное пространство. Определим критерии Рейнольдса и Прандтля для масла:
11. Критерий Рейнольдса:
Re2 = G2/[0,785dвн(n/z) 2
где Re2 – критерий Рейнольдса,
G2 – расход бензина м3/час, dвн – внутренний диаметр трубок, м
Re2 = 13000/[0,785 0,8(206/4) 0,22 10-3 = 18 270,64
12. Режим движения турбулентный в этом случае критерий Нуссельта:
Nu2 = 0,021Re20,8Pr20,42(Pr2/Prст2)0,25,
где Рr2 = 10,02 – критерий Прандтля для бензина при 20 С Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда
Nu = 0,021 18 270,64,8 10,020,43 = 0,021·2130,68·2,69=120,36
Расчет закалочно-испарительного аппарата:
Рассчитываем закалочно-испарительный аппарат для охлаждения пирогаза объемом 21 558,67 от температуры 840°С до температуры 370°С.
Далее расчет ведем по примеру из [3, 205]
1.Температурная схема для противотока:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
840 370
220 25
tм=620 tб=345
2.Средняя разность температур:
tср = tм- tб / ln tб/ tм = 620 - 345/ln1,8 = 275/0,58 = 474°С
3. Средняя температура пирогаза:
Δtпирогаза = 840+370/2=605°С
4.Средняя температура воды:
Δtводы = 25+220/2=122,5°С
5.Подсчет тепла, выделяемого при охлаждении пирогаза от 840°С до
370°С, ведется по отдельным компонентам:
Н2 |
169,01 |
CH4 |
2591,37 |
C2H4 |
3061,55 |
C3H6 |
3 061,55 |
Ароматические УВ |
2 756,04 |
С7 |
764,85 |
Вода |
7002,77 |
6.Весовое количество газов:
Н2 |
169,01·0,0898= |
15,18 кг/час |
CH4 |
2 591,37·0,717= 1 858,01 кг/час |
|
C2H4 |
5 213,08·1,26= 6 |
568,48 кг/час |
C3H6 |
3 061,55·1,91= 5 847,56 кг/час |
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Ароматические УВ |
2 756,04·2,01= 5 539,64 кг/час |
С7 |
764,85·2,51= 1 919,77 кг/час |
Вода |
7 002,77·0,52= 3 641,44 кг/час |
|
∑Gт= 25 390,08кг/час |
7. Количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов
определяем по формуле:
q=G(cs) · Δt пирогаза
где
q - количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов,
кДж/час
G – количество вещества, кг/час
cs – теплоемкость компонента, кДж/кг · °С
Δt пирогаза – средняя температура конечной и начальной температуры пирогаза, равная 195°С
Охлаждение водорода:
qН2=169,01·14,3·605= 1 462 190, 01 кДж/час
Охлаждение метана:
qCH4=2 591,37·2,23·605= 3 496 146,84 кДж/час
Охлаждение этилена:
qС2Н4=5 213,08·1,53·605= 7 033 226,88 кДж/час
Охлаждение пропилена:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
qС3Н6=3 061,55·1,64·605= 3 037 669,91 кДж/час
Охлаждение ароматических УВ:
qаром.УВ=2 756,04·1,7·605= 2 834 587,14 кДж/час
Охлаждение фракции С7
qС7 =764,85·2,2·605= 1 018 015,35 кДж/час
Охлаждение воды:
Qводы =7 002,77·1,8·605= 7 626 016,53 кДж/час
8.Общее количество тепла, передаваемое в ЗИА:
Qобщ= qН2 + qCH4 + qС2Н4 + qС3Н6 + qаром.УВ + qС7 + Qводы = 1 462 190, 01 + 3 496 146,84 + 7 033 226,88 + 3 037 669,91 + 2 834 587,14 + 1 018 015,35 + 7 626 016,53 = 26 507 852, 66 кДж/час
Полученный данные сводим в таблицу теплового баланса
9.Находим расход воды для охлаждения пирогаза:
Ms=Q/cs·Δt
где:
Ms – расход воды, кг/час
Q – общее количество теплоты, передаваемое ЗИА, ккал/час cs – теплоемкость воды, кДж/кг · °С
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Δt - температура конечной и начальной температуры пирогаза, равная
605°С
Ms = 26 507 852, 66 /1,8·605= 24 341,46 кг/час
Полученный данные сводим в таблицу материального баланса
10.Рассчитываем проточное сечение [1,176]:
f = 397 π*d4 2 ;
где:
f – проточное сечение; м2
d – диаметр трубопровода, м2
f = 397 3,14*0,0016 = 0,5 м2 4
13. Скорость движения в трубках [1,175]:
V
с = 3600*f ;
где V – объемный расход воды при средней температуре, м3/час f – проточное сечение; м2
с – скорость движения в трубках, м/с
с = 18В 991,00 = 10,55 м/с
3600В·0,5
14. Рассчитываем поверхность теплообмена:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
F=Q/Δt·k
Где К – коэффициент теплопередачи для данного типа оборудования,
выбирается по таблице [1,180], К = 600 кДж/м2 ∙ час ∙ град;
О”t – разность температур; °С
Q – количество теплоты, передаваемое в теплообменнике бензину,
кДж/м2 ∙ час ∙ град [1,175]
F = 26 507 852, 66 /605 · 600 = 73,02 м2
15. Отсюда длина труб:
L = F/πdcр
L = 73,02/3,14·0,0275 = 845,63 м
15. При длине труб, равной 8 м получаем количество труб:
n = 845,63 : 6 = 140,94 трубка
Исходя из этих расчетов выбираем 4-х ходовой теплообменник с поверхностью теплообмена 97 м2 и количеством трубок 206
16. Критерий Рейнольдса [1,175]:
Re = G/[0,785dвн(n/z) 2
Re=25 390,08/0,785·0,03·206/4·2,8·10-3=34 766,67
Значение Re =14 093,71 соответствует турбулентному типу течения
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
9.Контроль производства
9.1Контроль производства и управление технологическим
процессом
Для контроля за нормальным течением технологического процесса создается нормативный документ, называемый технологическим регламентом, в котором обозначены основные технические требования.
Контроль производства и управление технологическим процесса пиролиза бензина сведем в таблицу 25. [19]
Контроль производства и управление технологическим процессом Таблица 25
№ |
Что контролируется |
Позиция |
Нормы и |
Частота и способ |
Кто контро- |
n/n |
|
прибора |
технически |
контроля |
лирует |
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Давление бензина |
РI 1329 |
12,5-14,0 |
-«- |
-«- |
|
на входе в печь |
|
бар |
|
|
|
F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Давление этана на |
PI 1331 |
3,5-6,0 бар |
-«- |
-«- |
|
входе в печь |
|
|
|
|
|
пиролиза F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Давление сырья на |
|
4,0-6,0 бар |
-«- |
-«- |
|
входе в зону |
PI 1371- |
|
|
|
|
конвекции печей |
1378 |
|
|
|
|
F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Давление |
PI 1367 |
7,5-8,0 бар |
-«- |
-«- |
|
технологического |
|
|
|
|
|
пара на входе в печь |
|
|
|
|
|
пиролиза F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Давление пирогаза |
PIA 1332, |
0,4-1,35 бар |
Постоянно |
-«- |
|
перед Е112 А/В |
PIA 1334 |
|
на дисплее и при |
|
|
|
PI 1386, PI |
|
обходе |
|
|
|
1387 |
|
по месту |
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
6 |
|
Давление пирогаза |
|
PI 1268, PI |
0,4-1,0 бар |
При обходе по |
|
Аппаратчик |
|
|
|
|
|
после ЗИА Е112 |
|
1368 |
|
|
месту |
|
пиролиза |
|
|
|
|
А/В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Давление топливного |
|
PI 1288, |
|
0,9-2,0 бар |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
газа на горелки печей |
|
PI 1388 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пиролиза F112 (1-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
половина) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Давление топливного |
|
PI 1289, |
|
0,9-2,0 бар |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
газа на горелки печей |
|
PI 1389 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пиролиза F112 (2-я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
половина) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
Давление |
|
PI 1266, |
|
110-115 бар |
Постоянно на |
-«- |
|
||
|
|
|
насыщенного пара в |
1366 |
|
|
дисплее |
|
|
|
|
|
|
барабанах печей D 12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Давление перегретого |
|
PICA |
|
112 бар |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
|
пара на выходе из |
1364 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
Давление дымовых |
|
PICA |
|
-0,6-1,2 мбар |
-«- |
-«- |
|
||
|
|
|
газов в печи F112 |
1361 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
Давление |
|
|
|
6-7 бар |
Постоянно с |
-«- |
|
||
|
|
|
технологического |
|
PI 1339 |
|
|
выводом на |
|
|
|
|
|
|
воздуха на входе в |
|
|
|
|
дисплей |
|
|
|
|
|
печь F112 при выжиге |
|
|
|
|
распечатка по |
|
|
|
|
|
|
|
кокса |
|
|
|
|
необходимости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Температура бензина |
|
TI 16362 |
|
118-124 0С |
При обходе по |
-«- |
|
|||
|
|
|
на печи F112 после |
|
|
|
|
месту |
|
|
|
|
|
|
теплообменников |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е162 А/В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Температура пирогаза |
|
ТI 1311 |
|
550-680 0С |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
|
на входе в |
÷ 1318 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
радиантную зону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Температура пирогаза |
|
ТICA |
|
845-855 0С |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
|
на выходе из печей |
1234 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F112 |
1334 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Температура пирогаза |
|
ТI 1333, |
|
350-470 0С |
-«- |
-«- |
|
|||
|
|
|
после ЗИА Е112A/B |
1335 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
17 |
Температура пирогаза |
TICA |
200 – 210 0С |
-«- |
-«- |
|
после впрыска |
1336 |
|
|
|
|
закалочного масла на |
|
|
|
|
|
печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
Температура |
ТI 1361 |
890-1100 0С |
Постоянно на |
Аппаратчик |
|
дымовых газов на |
|
|
дисплее |
пиролиза |
|
перевале печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
Температура |
TI 1363 |
155-2100С |
-«- |
-«- |
|
дымовых газов на |
|
|
|
|
|
выходе из печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
Температура стенки |
перенос |
920-1100 0С |
-«- |
-«- |
|
пирозмеевиков печей |
ной |
|
|
|
|
F112 |
пиромет |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Температура |
ТI 1311 |
500 – 650 0С |
-«- |
-«- |
|
паровоздушной смеси |
÷ 1318 |
|
|
|
|
на входе в |
|
|
|
|
|
радиантную зону |
|
|
|
|
|
печей F112 при |
|
|
|
|
|
выжиге кокса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
Температура |
ТICA |
750-850 0С |
-«- |
-«- |
|
паровоздушной смеси |
1234 |
|
|
|
|
на выходе из |
1334 |
|
|
|
|
радиантной зоны |
|
|
|
|
|
печей F112 при |
|
|
|
|
|
выжиге кокса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
Температура пара |
TICA |
510 –515 0С |
Постоянно на |
Аппаратчик |
|
высо-кого давления |
1354 |
|
дисплее |
пиролиза |
|
на выходе из печи |
|
|
|
|
|
F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
Перепад температуры |
TDICA |
20 – 45 0С |
-«- |
-«- |
|
пара высокого |
1355 |
|
|
|
|
давления до и после |
|
|
|
|
|
впрыска питательной |
|
|
|
|
|
воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
Расход бензина на |
FICA |
12000 кг/час |
-«- |
-«- |
|
печи F112 |
1311- |
|
|
|
|
|
1318 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
26 |
Расход |
FICA |
5750-6900 |
-«- |
-«- |
|
технологического |
1321- |
кг/час |
|
|
|
пара на печи F112 |
1328 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
Расход |
FICA |
7200-13000 |
-«- |
-«- |
|
технологического |
1321- |
кг/час |
|
|
|
пара на печи F112 во |
1328 |
|
|
|
|
время выжига кокса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
Расход воздуха во |
FI 8570 |
3240-8000 |
-«- |
-«- |
|
время выжига кокса |
|
кг/час |
|
|
|
на печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
Уровень котловой |
LICA |
45 – 55 % |
Постоянно на |
Аппаратчик |
|
воды в барабанах |
1351 |
|
дисплее |
пиролиза |
|
печей D12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
Содержание |
AI 1361 |
2 –5 % |
-«- |
-«- |
|
кислорода в дымовом |
|
|
|
|
|
газе на выходе из |
|
|
|
|
|
печи F112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.2 План аналитического контроля
Аналитический контроль широко реализует в самых разнообразных производствах. В промышленности требуется аналитический контроль исходного сырья, промежуточный и конечный продуктов производства.
Необходимо постоянно анализировать продукты химического производства, особенно на присутствие канцерогенных веществ.
Эффективное ведение химического производства требуется постоянного контроля. Наблюдение за состоянием окружающих среды – вод, атмосферного воздуха, почв – также требует проведение аналитических определений разнообразных загрязнений.
Совершенствование существующих и создание новых методов аналитического контроля – одна из основных задач, без решения которой невозможен технический прогресс в этой отрасли, дальнейший рост производства и повышение качества продукции. Оперативность аналитического контроля сокращение продолжительности анализа,
массовость определений – настолько острые проблемы, что их решение