6.2 Пример технологического расчета процесса получения нефтяных пеков
Исходные данные для расчёта:
- производительность установки 365000 т/год;
- коэффициент рециркуляции К=1,2;
- количество дней работы установки - 340 дней;
- температура пекования t = 430 0С;
- давление в камере Рр = 0,3 МПа;
- высота заполнения пеком реактора Нк = 13 м;
- давление верха реактора Рв = 0,25 МПа;
- диаметр реактора Dр = 5 м.
6.2.1 Материальный баланс установки
Таблица 6.1 - Материальный баланс установки
|
Взято |
% масс |
т/год |
кг/ч |
кг/с |
|
Гудрон |
100,00 |
365000 |
44730,4 |
12,43 |
|
Итого |
100,00 |
365000 |
44730,4 |
12,43 |
|
Получено |
% масс |
т/год |
кг/ч |
кг/с |
|
H2S |
0,48 |
1752 |
214,7 |
0,06 |
|
C1-C4 |
4,32 |
15768 |
1932,4 |
0,54 |
|
C5-240 0С |
14,20 |
51830 |
6351,7 |
1,76 |
|
240-540 0С |
50,00 |
182500 |
22365,2 |
6,21 |
|
Пек |
30,50 |
111325 |
13642,8 |
3,79 |
|
Потери |
0,50 |
1825 |
223,7 |
0,06 |
|
Итого |
100,00 |
365000 |
44730,4 |
12,43 |
Учитывая количество рециркулята, находим материальный баланс реактора (таблица 6.2).
Таблица 6.2 – Материальный баланс реактора
|
Взято |
% масс |
т/год |
кг/ч |
кг/с |
|
Вторичное сырьё |
120 |
438000 |
53676,5 |
14,91 |
|
Водяной пар |
5 |
18250 |
2236,5 |
0,62 |
|
Итого |
125 |
456250 |
55913,0 |
15,53 |
|
Получено |
% масс |
т/год |
кг/ч |
кг/с |
|
H2S |
0,48 |
1752 |
214,7 |
0,06 |
|
C1-C4 |
4,32 |
15768 |
1932,4 |
0,54 |
|
C5-240 0С |
14,20 |
51830 |
6351,7 |
1,76 |
|
240-540 0С |
50,00 |
182500 |
22365,2 |
6,21 |
|
Пек |
30,50 |
111325 |
13642,8 |
3,79 |
|
Потери |
0,50 |
1825 |
223,7 |
0,06 |
|
Водяной пар |
5,00 |
18250 |
2236,5 |
0,62 |
|
Рециркулят |
20,00 |
73000 |
8946,1 |
2,49 |
|
Итого |
125,00 |
456250 |
55913,0 |
15,53 |
6.2.2 Расчёт реактора
В настоящее время в промышленных условиях эксплуатируют реакторы, предназначенные для работы под избыточном давлением до 0,18 и 0,4 МПа. В данном случае будут использованы реакторы, работающие под давлением 0,3 МПа. Реакторы, работающие под давлением до 0,4 МПа, имеют меньший диаметр, чем аппараты, предназначенные для работы под давлением до 0,18 МПа, причём при одном и том же сырье и прочих условиях выход кокса выше, чем во вторых.
Реактор для работы под давлением до 0,4 МПа имеет внутренний диаметр 4,6 м и высоту между фланцами горловин 26,3 м. Корпус и днища изготовлены из биметалла (сталь 20К + сталь ЭИ496).
Число камер, необходимых для нормальной работы установки, определяется теми же факторами, что и для установок замедленного коксования.
Обычно с повышением коксуемости сырья и давления в зоне реакции и с увеличением производительности установки по первичному и вторичному сырью повышается выход пека и, следовательно, требуется большее число реакторов и увеличиваются их размеры.
Выбирается обычно реакционная камера с коническим днищем.
Таблица 6.3 – Геометрические размеры реактора
|
Показатель |
Условное обозначение |
Значение |
|
Высота конической части, м |
h |
0,9 |
|
Диаметр конической части, м |
d |
1,8 |
|
Диаметр реактора, м |
D |
5 |
Высота пека равна
Н3 = Нк – h; (6.1)
Н3 = 13 – 0,9 = 12,1 м.
Объём пека в нижней конической части реактора
(6.2)
Объём пека в цилиндрической части реактора
(6.3)
Общий объём пека в реакторе
V = V1 + V2, (6.4)
V = 7,44 + 192,34 = 199,78 м3.
Общая объёмная скорость образования пека
(6.5)
где gк – количество образовавшегося пека, кг/ч; ρк – плотность пека, кг/м3.
Время пекования в реакторе
(6.6)
