2. Реакционные аппараты установок коксования нефтяных остатков
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.
2.1. Определение выхода продуктов коксования
Существуют различные методы определения выхода продуктов коксования. Так, при замедленном коксовании выход кокса и газа можно подсчитать по формулам
(5.6)
(5.7)
где
-
выход кокса, % масс, на сырье;
- выход кокса и газа, % масс.; К
- коксуемость сырья (по Конрадсону), %
масс.
Для процесса коксования в кипящем слое эти формулы принимают вид
(5.8)
(5.9)
Если известен выход газойля, то по следующим уравнениям материальных балансов можно определить выходы газа, бензина и кокса
(5.10)
где
- выход продукта, массовые доли от
исходного сырья коксования (А).
Значения
коэффициентов
,
определенные на основе экспериментальных
данных, при 500-550°С для мазутов и гудронов
из ромашкинской, арланской и радаевской
нефтей следующие:
= 0,074;
=
0,073;
=
0,800;
=
0,053;
=
0,222;
=
0,256;
= 0,522. Для различных режимных параметров
процесса и типов сырья значения
коэффициентов
,
и
приблизительно постоянны. Остальные
четыре коэффициента могут быть найдены
по результатам одного эксперимента из
уравнений (5.10). Зная величины
,
можно, перейдя к математическому описанию
процесса, рассчитать выход продуктов
для различных режимов.
Пример 5.5. 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 oС.
Решение.
Выходы продуктов подсчитывают по
уравнениям (5.10), для чего принимают
следующие значения коэффициентов:
= 0,074;
=
0,073;
=
0,800;
=
0,053;
=
0,222;
=
0,256;
= 0,522. Выходы продуктов составляют
(массовые доли)
Газа
Бензина
Кокса
|
параметры |
Вариант | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
|
% |
28,1 |
28,5 |
28,6 |
28,7 |
28,8 |
28,9 |
29,2 |
29,3 |
29,4 |
29,5 |
Пример
5.6.
Определить размеры и число реакционных
камер установки замедленного коксования,
если известно, что: сырьем является
гудрон плотностью
;
производительность установки G
= 1100 т/сут по загрузке печи, или д
= 250 т/сут по
коксу; объемная скорость подачи сырья
= 0,13 ч-;
плотность коксового слоя
=
0,85 т/м3;
продолжительность заполнения камер
коксом 24 ч.
Решение.
Подсчитывают объем кокса, образующегося
в камерах за 1 сут, по формуле
где К – плотность коксового слоя, т/м3
Определяют реакционный объем камер по формуле
Принимают
диаметр реакционных камер D
= 4,6 м, тогда сечение камеры составляет
F
=
м3
Находят объем кокса, образующегося за
1 ч, по формуле
Определяют приращение высоты коксового
слоя в камере за 1 ч по формуле
Подсчитывают высоту коксового слоя в заполненной камере по формуле h1=hК
где - продолжительность заполнения камеры коксом, ч.
Высота цилиндрической части камеры
Общая высота камеры (с учетом высоты полушаровых днищ)
|
параметры |
Вариант | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
|
|
0,99 |
0,991 |
0,992 |
0,993 |
0,994 |
0,995 |
0,996 |
0,997 |
0,998 |
0,999 |
|
G т/сут |
1000 |
1050 |
1100 |
1150 |
1200 |
1250 |
1300 |
1350 |
1400 |
1450 |
|
д т/сут |
200 |
225 |
250 |
275 |
300 |
325 |
350 |
375 |
400 |
425 |
|
ч-1 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
0,16 |
0,17 |
0,18 |
0,19 |
|
к.с. т/м3 |
0,82 |
0,825 |
0,83 |
0,835 |
0,84 |
0,845 |
0,85 |
0,855 |
0,86 |
0,865 |
