Поверочный расчет печи П-101/1,2, колонны К-62 и Т-64

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Января 2011 в 17:38, курсовая работа

Описание работы

Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол) представляют собой важнейший вид сырья для промышленного тяжелого органического синтеза, являются высокооктановым компонентом бензинов, а также могут быть использованы как полупродукты тонкого и тяжелого органического синтеза. Поэтому необходимо, важно и перспективно развивать производство ароматических углеводородов[8].

К наиболее многотоннажным продуктам относится этилбензол.

Его практическое применение состоит почти исключительно в дальнейшем превращении в стирол, являющийся одним из важнейшим мономеров для выработки пластических масс и синтетического каучука.

Промышленное производство этилбензола в России впервые было организовано в 1936 году[3].

Содержание работы

Введение…………………………………………………………………………….3

1.Литературный обзор………………………………………………………………..4
1.Способы получения этилбензола…...………………………………………........4
1.1.1. Характеристика способа получения этилбензола алкилированием бензола этиленом………………………………………………………………………………..4

1.1.2. Характеристика получения этилбензола дегидрированием этана….….….6

1.1.3. Характеристика получения этилбензола из бутадиена……….……....……7

1.1.4. Характеристика получения этилбензола из ксилольных фракций....…......8

1.2. Химизм процесса………………………………………………………………….9

1.2.1. Химизм процесса алкилирования бензола этиленом………………..……..9

1.2.2. Сущность процесса трансалкилирования….……....…......…..…….……..11

2. Технологическая часть…………………………………….……….………………12

2.1. Описание технологической схемы……………..…………..……………………12

2.1.1. Система извлечения этилбензола….…….…………….………………...….12

2.2Поверочный расчет печи П-101/1,2 ……….……….……….….………….……...13

2.2.1Расчет процесса горения……….….……...….…...........…...…….….……….13

2.2.2 Расчет КПД печи, тепловой нагрузки, расхода топлива…….….………….16

2.2.3 Расчет радиантных камер..……....……….………….…...…...………...……18

2.2.4 Расчет конвективной камеры…….………….…….……….………………...21

2.3 Расчет колонны К-62………...…………….……….….……….……….…………23

2.4 Расчет теплообменника Т-64………….…….……..………….…………………..27

Вывод………………………………………………...……….……………………29

Список использованной литературы……………………………………………..30

Скачать архив (119.38 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

Поверочный расчет печи, ректификационной колонны.doc

— 477.50 Кб (Скачать файл)

Процесс теплопередачи в конвекционной секции (камере) складывается из передачи тепла от газового потока к трубам конвекцией и радиацией. Основное влияние на передачу тепла имеет конвекционный теплообмен. Трубы в конвекционной камере принято располагать в шахматном порядке, так как в этом случае коэффициент теплопередачи при прочих равных условиях наибольший. Сырьем в конвекционной части является вода.

1. Тепловая нагрузка камеры конвекции

Q_k = Q_пр - Q_р = 7703712кДж/ч

4. Средняя температура дымовых газов в конвекционной камере. Газы в конвекционную камеру входят с t_п = 750°С, уходят с t_ух = 333°С (вычислены при расчёте радиантной камеры). Средняя температура t_ср=541,5°С.

5. Средняя логарифмическая разность температур между дымовыми газами и нагреваемым продуктом:

τ_ср = (∆t_в- ∆t_н)/ (2,3 ·1g ∆t_в / ∆t_н)

750°С → 333°С

120°С←25°С
∆t_в = 630°С; ∆t_н =308°С.

τ_ср = (630- 308)/(2,3 • lg 630/ 308) = 230°С

6. Задаются расстоянием между осями труб S₁=0,250 м, числом труб в горизонтальном ряду n=6, диаметром труб d=0,134 м и определяют ширину камеры конвекции

М_к = S₁ (n-1) + d + 0,05

М_к = 0,25(6- 1) +0,134+ 0,05 = 1,434м

7. Живое сечение камеры конвекции

f_к = (М_к– nd)1_пол = (1,434 – 6·0,134) 12 = 7,56 м²

8. Секундный расход дымовых газов

G_с = (1 +α-L₀)В/3600,

где α - коэффициент избытка воздуха;

L₀ - теоретический расход воздуха для сжигания 1 кг топлива,кг/кг.

G_с = (1 + 1,19 ·16,5669) 1039 / 3600 = 6 кг/с.

9. Массовая скорость дымовых газов

U = G_с / f_к = 6 / 7,56 = 0,8 кг/(м²·с)

10. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к трубам (для шахматного расположения трубных пучков)

а_к = 0,34ЕU^0,6 / d^0,4

Значение коэффициента Е=21,8 определяют по графику в зависимости от средней температуры дымовых газов t_ср=541°С.

а_к = 0,34·21,8 · 0,8^0.6 / 0,134^0.4 = 14,5 Вт/(м²·К).

11. Определяют коэффициент теплоотдачи трёхатомных газов

а_р = 0,025 · t_ср – 2 = 0,025 · 541,5 – 2 = 11,5 Вт/(м²-К)

12. Коэффициент теплопередачи от дымовых газов

К= 1,1 -(а_к + а_р) = 1,1 ·(14,5 + 11,5) = 28,6 Вт/(м²·К)

13. Необходимая поверхность нагрева конвекционных труб

Н_к.тр = Q_к / К · τ_ср,

где Q_к - количество тепла, передаваемого в конвекционной камере сырью;

К - коэффициент теплопередачи от дымовых газов, Вт/(м²-К);

τ_ср - средняя разность температур между дымовыми газами и

нагреваемым сырьём.

Н_к.тр = 2139920 / 28,6 ·230 = 325,3 м²

14. Число труб в конвекционной камере

n = Н_кт.р / πdl_пол= 325,3 / 3,14*0,134*12 = 65 шт.

2.3 Расчет ректификационной колонны К-62.

Ректификационная колонна К-62 служит для выделения товарного этилбензола из алкилата.

Таблица 2.3

Требования к готовой продукции.

Наименование продукта	Номер гос. стандарта	Показатели качества, надлежащие проверке	Норма
Этилбензол технический	ГОСТ –9385 - 77	1. Внешний вид	Высший сорт	Первый сорт
			Бесцветная прозрачная жидкость
		2. Реакция водной вытяжки	Нейтральная
		3. Плотность при 20^оС, г/см³	0,866-0,870
		4. Массовая доля этилбензола, %, не менее	99,80	99,50
		5. Массовая доля изопропилбензола, %, не более	0,01	0,03
		6. Массовая доля диэтилбензола, %, не более	0,005	0,005

Таблица 2.4

Состав питающего потока.

№п/п	Наименование компонентов	мас.%	кг/ч
1.	Бензол	0,0000928	0,03
2.	Толуол	0,01167	3,77
3.	Этилбензол	85,235	27540,43
4.	О-ксилол	0,0000928	0,03
5.	П-ксилол	0,0000928	0,03
6.	М-ксилол	0,0015	0,05
7.	Изопропилбензол	0,0136	4,38
8.	н-Пропилбензол	0,0177	5,72
9.	Этилтолуолы	0,1346	43,5
10.	Диэтилбензолы	13,3265	4305,96
11.	Бутилбензолы	0,00176	17,17
12.	Триэтилбензолы	0,9144	295,47
13.	Дициклы	0,2911	94,06
Итого		100	32350

Расчет колонны производится в программе Design II for Windows. Результаты представлены в таблицах.

Таблица 2.5

Технические характеристики колонны.

Массовый расход сырья, кг/ч	32350
Массовый расход дистиллята, кг/ч	27500
Массовый расход кубовой жидкости, кг/ч	4850
Температура верха, °С	139,7
Температура низа, °С	190
Температура в конденсаторе, °С	139,68
Давление вверху колонны, кг/см²	1,03
Давление в низу колонны, кг/см²	1,03
Флегмовое число	1,1
Количество теоретических тарелок, шт.	48
Номер тарелки питания	26
Максимальный рассчитанный диаметр, м	2,186

Таблица 2.6

Состав дистиллята.

№п/п	Наименование компонентов	мас.%	кг/ч
1.	Бензол	0,00011	0,03
2.	Толуол	0,014	3,8
3.	Этилбензол	99,9	27512,5
4.	О-ксилол	0,0001	0,0028
5.	П-ксилол	0,0017	4,8
6.	М-ксилол	0,000095	0,026
7.	Изопропилбензол	0,0015	4,0
8.	Н-Пропилбензол	0,012	3,2
9.	Этилтолуолы	0,057	15,7
10.	Диэтилтолуолы	0,000043	0,012
Итого		100	27550

Таблица 2.7

Состав куба

N п\п	Наименование компонента	мас. %	кг/ч
1.	Этилбензол	1,2	59,4
5.	Изопропилбензол	0,01	0,39
6.	Н-Пропилбензол	0,03	1,5
7.	Этилтолуолы	0,58	27,8
8.	Диэтилбензолы	89,7	4309
9.	Бутилбензолы	0,36	17,2
10.	Триэтилбензолы	6,2	295,8
11.	Дициклы	2,0	94,2
Итого		100	4850

Расчет высоты колонны:

Фактическое количество тарелок рассчитывается, принимая примерное значение КПД клапанных тарелок 80%[2].

Расстояние между тарелками принято 460 мм, в месте расположения люка расстояние между тарелками 1000 мм.

Высота тарельчатой части без учета люков:

Н = 55*460= 25300 мм

Высота тарельчатой части с учетом люков:

Н = 25300 + 4*1000 = 29300 мм

Высота опорной части, куба и верхней части колонны:

Н = 2130 + 14600 = 16730 мм

Н_общ = 29300 + 16730 = 46030 мм

Вывод: дистиллят соответствует по требованиям этилбензолу техническому первого сорта. Максимальный рассчитанный диаметр колонны 2.186 м принимаем равный 2,2 м, что соответствует реальному диаметру колонны.

Информация о работе Поверочный расчет печи П-101/1,2, колонны К-62 и Т-64