6 Механический расчет размеров реактора

Выходы продуктов термического крекинга, особенно при крекировании широких фракций и мазутов, зависит от многих факторов и поэтому не являются постоянными. При равных условиях термического крекинга (температуры, давления, времени реакции) выходы продуктов будут зависеть от качества сырья и требований, предъявляемых к качеству продуктов.

Для быстрого определения применяют приближенные методы, в основу которых берутся лишь некоторые связи выхода продуктов крекинга свойства сырья и продуктов.

Исходные данные:

- производительность установки по сырью-200 тыс т/год= 22831 кг/ч;

- объёмная скорость подачи сырья- 4 ч^-1;

- температура в реакторе 280-300 ⁰С;

- давление в реакторе 2,5 МПа;

- плотность реактивного топлива 800 кг/м³;

- кратность циркуляции ВСН 400 нм³/м³.

Объем катализатора в реакторе определяем по формуле:

, (1.1)

где V_c-объем сырья при 20 ⁰С, м³/ч;

ω-объемная скорость подачи жидкого сырья, ч^-1.

Секундный объем смеси паров сырья и ЦВСГ при температуре и давлении на выходе в реактор находим по формуле:

,

где -объем паров сырья при температуре (t) и давлении (P) в реакторе, м³/ч;

- объем циркулирующего и свежего ВСГ при тех же условиях, м³/ч.

Для этого сначала определяем объем паров сырья на входе в реактор по формуле:

,

где - расход сырья, поступающего в реактор, кг/ч;

е- доля отгона, принятая как е=1,0;

Z- коэффициент сжимаемости;

-средняя температура в реакторе, ⁰С;

- средняя молекулярная масса сырья;

Р- давление в реакторе, МПа.

По формуле Войнова находим молекулярную массу керосиновой фракции:

ММ=60+0,3t+0,001t² ,

где t – средняя температура кипения фракции, ⁰С.

ММ_КФ=60+0,3*330+0,001*108900=267,9 ⁰С

Суммарный объем ЦВГС на входе в реактор определяем по формуле:

,

где - плотность сырья;

- кратность циркуляции ВСГ;

- коэффициент сжимаемости, для газа, значительно разбавленного водородом, можно принять равным 1.

V_CM=0,008+0,28=0,288 м³/с

Находим сечение и диаметр реактора по формулам соответственно:

,

,

где u- линейная скорость движения сырья (0,3-0,5 м/с)

,

Зная сечение аппарата и объем катализатора, определяют высоту слоя катализатора:

,

Реактор заполняю катализатором на 2/3 высоты цилиндрической части аппарата. Следовательно, высота цилиндрической части реактора:

,

,

а общая высота реактора:

H=h_цикл+2h_дн ,

где h_дн=d –высота верхнего и нижнего днищ, то есть:

H=h_цикл+ d ,

H=11,1+ 1,22=12,32 м.