Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Описание устройства реактора



Реактор предназначен для проведения процесса гидроочистки дизельного топлива. Реактора представляют собой вертикальный цилиндрический толстостенный аппарат диаметром 4400 и 4000 мм и высотой 16288 и 16140 мм с приварными крышкой и днищем. Реактор устанавливается на специальной опоре и крепится с помощью фундаментных болтов. В верхней части аппарата имеются специальные цапфы для монтажа аппарата. Аппарат снабжен двумя штуцерами для входа газосырьевой смеси и выхода газопродуктовой смеси. В днище аппарата имеются два лючка для выгрузки катализатора, а в верхней крышке имеется штуцер для установки многозонной термопары. В верхней части реактора монтируется распределительная тарелка, снабжённая отверстиями. Общее сечение отверстий должно составлять не менее 90 % сечения реактора. В верхнюю и нижнюю часть реактора загружаются фарфоровые шары диаметром 6, 12, 20 мм для уменьшения тепловой нагрузки и недопущения уноса катализатора. В верхнем штуцере устанавливается приспособление для гашения потока, а в нижнем штуцере устанавливается решётка для предотвращения попадания фарфоровых шаров в трубопровод газопродуктовой смеси. В реакторы загружена система катализаторов – защитного слоя (KF-542, KG-55), предотвращающего засорение катализатора гидроочистки, и непосредственно никель-молибденовый катализатор гидроочистки (KF-841, KF-757).

Температура ГСС на входе в реактор Р-200 составляет 330 °С – 392 °С, на выходе – 350 °С – 397 °С, давление на входе – 4, 25-3, 7 МПа (4, 0 МПа). Перепад давления по реактору Р-200 должен быть не более 2 кгс/см2.

Температура ГСС на входе в реактор Р-201 составляет 350 °С – 397 °С, на выходе - 360 °С – 400 °С, давление на входе - 4, 2-3, 6 кгс/см2.

Перепад давления по реактору Р-201 должен быть не более 2, 5 кгс/см2.

 

9.2 Расчет основных технологических размеров реактора

Расчёт диаметра аппарата: реакционный объём определяется с учётом производительности, по объёмной скорости подачи сырья:

 

, (9.1)

 

 

где Vр.о. – объём реакционной зоны, м3;

V0 – удельная скорость подачи сырья, ч–1, принимаем V0 = 3, 8 ч–1 /2/;

Gc– расход сырья, кг/ч.

Gс = 310032, 104 кг/ч,

 

Диаметр реактора (D), м, рассчитываем по формуле:

 

(9.2)

 

где V - секундный объём смеси в реакторе, м3/с;

wдоп - допустимая скорость потока, м/с.

 

Принимаем допустимую скорость потока равной 0, 25 м/с [34]. Средние молекулярные массы сырья и ЦВСГ равны соответственно Мс = 198, 36 кмоль/кг и МЦВСГ = 4, 24 кмоль/кг

Реакционный объём смеси, проходящей через свободное сечение реактора, находим по формуле [2]:

 

(9.3)

 

где tcp - средняя температура в реак торе, °С;

Mi - молекулярные массы компонентов, г/моль;

Gi - массовые доли компонентов в сме си, % (масс.);

Р0 - давление при нормальных условиях, МПа;

Рср - среднее давление в реакторе, МПа.

 

°С,

 

МПа,

 

м3

 

Тогда диаметр реактора будет равен

 

м

 

 

Принимаем диаметр реактора равным 3, 6 м.

Площадь сечения реактора (F), м2, находим по формуле

 

(9.4)

 

м2

 

Высоту слоя катализатора (НК), м, определяем по формуле

 

(9.5)

 

м

 

Высоту реактора (Нр-ра), м, опр еделяем по формуле:

 

Нр-ра = НК + D + 0, 16 + 0, 12 + 0, 2; (9.6)

 

где 0, 16; 0, 12; 0, 2 – конструктивные размеры, м,

 

Нр-ра = 9, 54 + 3, 6 + 0, 16+ 0, 12 + 0, 2 = 13, 62 м,

 

Таким образом основные размеры реактора составляют: диаметр 3, 6 и высота 13, 26 м.

Рассчитаем потерю напора в слое катализатора. Потерю напора в слое катализатора вычисляем по формуле [2]

 

(9.7)

 

где ε – порозность слоя;

и – линейная скорость движения потока, фильтрующегося через слой катализа тора, м/с;

μ – динамическая вязкость, Па·с;

d – средний диаметр частиц, м;

pсм – плотность реакционной смеси, кг/м3;

g – ускорение силы тяжести, м/с2.

 

Средний диаметр частиц катализатора (d) равен 2 · 10–3 м. Порозность слоя вычисляем по формуле:

 

 

, (9.8)

 

где γ н насыпная плотность катализатора, равная 640кг/м3;

γ к – кажущаяся плотность катализатора, равная 1524кг/м3.

 

 

 

Линейная скорость потока определ яется по формуле:

 

(9.9)

 

где Vp.с. – объём реакционной смеси, м3/с.

Vр.с. = Vс + VЦВСГ, (9.10)

 

где Vc объём сырья, м /с;

VЦВСГ объём водородсодержащего газа, м3/с.

 

(9.11)

 

где Gc расход сырья, кг/ч;

ZСЖ – коэффициент сжимаемости, зависит от Тпр и Рпр;

Мс – молекулярная масса сырья, г/моль;

Р – среднее давление в реакторе, МПа.

 

При Тпр = 0, 845 и Рпр = 0, 88 коэффициент сжимаемости, Zc = 0, 35

 

м3/с,

 

 

где GЦВСГ расход водородсодержащего газа, кг/ч;

МЦВСГ молекулярная масса водородсодержащего газа, г/моль;

Zсж – коэффициент сжимаемости газа, равен 1.

 

м3

Тогда объём реакционной смеси (Vp.c.), будет равен

 

Vp.c. = 0, 19 + 1, 59 = 1, 78 м3/с.

 

Линейную скорость движения потока, фильтрующегося через слой катализатора, находим по формуле (9.9)

 

м/с

 

Динамическая вязкость смеси определяется по формуле:

 

(9.12)

 

где Мсм – средняя молекулярная масса смеси, г/моль.

 

, (9.13)

 

г/моль

 

μ = 636, 15 · (6, 6 – 2, 25lg53, 44) · 10–8 = 17, 25 · 10–6 Па · с

 

Определяем плотность реакционной смеси по формуле

 

, (9.14)

 

кг/м3

Подставив в формулу (10.7) дл я расчета потери напора числовые значения величин, получим следующее

 

Па/м

Δ Р = 362, 18 · 9, 54 = 3455, 2 Па = 0, 0034 МПа

 

Из расчета видно, что потеря напора в слое катализатора не превышает предельно- допустимых значений 0, 2 - 0, 3 МПа, поэтому к проектированию принимаем реактор цилиндрической формы с высотой 13, 62 м и диаметром 3, 6 м соответственно.

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 1054; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.033 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь