кції при Т=400 ° С, враховуючи що С р кат. =0,27 ккал/(кг? К). Тепловий ефект реакції ізомеризації приймаємо по практичним даним: q р=25 ккал/кг.
Результати розрахунків ентальпії продуктів реакції представлені в таблиці 9.
Таблиця 9 - Розрахунок ентальпії продуктів реакції
С1-С2i-C5H12 (кат)н-C5H12i-C6H14н-C6H14М23,0072,0072,0086,0086,00Выход,кг/ч415,8017105,00354,206550,00575,00мольн.доля0,050,690,010,220,02ТКР,К250,00460,40469,60507,30507,30ТПР,К2,691,461,431,331,33РКР,МПа4,703,383,373,013,01РПР,МПа0,751,041,041,161,16 Дq, ккал/кг - 4,92-13,63-14,52-17,13-17,13d420,кг/м30,480,620,630,660,66qС400,ккал/кг334,09318,42317,66313,82313,82qП400,ккал/кг339,01332,05332,17330,595330,95
Зводимо тепловий баланс процесу ізомеризації в таблиці 10.
Таблиця 10 - Тепловий баланс процесу ізомеризації
Статті балансаq, ккал/кгQ, ккал/чСтатьі балансаq, ккал/кгQ, ккал/чПріходРасходСирье389,349733446,99Сухой газ339,01140959,67ВСГ2459,6910086078,03Каталізат332,055679701,40 н-пентан332,17117654, 98 i-гексан330,952167703,50 н-гексан330,95190294,58 Тепловий ефект реакції 25,00Ітого: 19819525,02Ітого: 8296339,14
Втрати тепла складають:
, 02 - 8296339,14=11523185,88 ккал/ч
. 4 Розрахунок реакторного блоку
Розрахунок реакторного блоку проводиться для параметрів:
температура введення сировини - 440 ° С,
температура виведення продуктів - 400 ° С,
тиск в реакторі - 3,50 МПа.
Обсяг парів суміші сировини і циркулюючого газу, що проходять через перетин реактора визначаємо за формулою:
V см.=V c + V ВСГ (17)
де V c - сировини, м 3/с; ВСГ - обсяг циркулюючого водородсодержащего газу, м/с.
(18)
де t - середня температура в реакторі (в даному випадку 420 ° С);
Р 0 - атмосферний тиск, що дорівнює 0,1 МПа;
P - робочий тиск в апараті (3,5 МПа); - коефіцієнт стисливості; i - витрата i-го компонента, кг/год;
М i - молекулярна маса i-го компонента.
Аналогічне вираз для ВСГ має вигляд:
(19)
Коефіцієнт стисливості для сировини розраховуємо через наведені параметри процесу (Т пр, Р пр).
Т пр=Т/Т кр (20)
Р пр=Р/Р кр, (21)
де Т кр і Р кр - критична температура сировини, розрахована за правилом адитивності через критичні параметри індивідуальних компонентів, значення яких наведені в літературі.
=0,990 + (Р пр - 0,0681)/(- 26,481 Т пр 2 + 49,11 Т пр - 25,17)=0,90
Для ВСГ коефіцієнт стисливості газів може бути прийнятий рівним 1, так як водень відноситься до нестисливим в цих умовах газам.
Розраховуємо площа поперечного перерізу реактора (м 2):
(22)
де u - лінійна швидкість руху сировини і ВСГ, м/с;
З практичних даних приймаємо u=2 м/с.
Розраховуємо обсяг каталізатора (м 3) в реакторі:
(23)
де w - об'ємна швидкість подачі сировини, ч - 1; w=1,8 год - 1;
r с - щільність сировини.
Розрахунки зводимо в таблицю 11.
Таблиця 11 - Результати розрахунку основних параметрів реакторного блоку
компонентиМiGiGi/MiVCVВСГVСМSVKi-C5H1272,006875,0095,490,04 н-C5H1272,0011000,00152,780,06 i-C6H1486,006550,0076,160,03 н-C6H1486,00575,006,690,003 Разом: 25000,00331,110,141,381,530,761,34
компонентыМiGiGi/MiVВСГводород2,004034,942017,470,91моноэтаноламин61,00656,0910,760,005Итого: 4691,032028,230,92
Діаметр реактора (м) розраховуємо за формулою:
(24)
де S - площа поперечного перерізу реактора, м 2;
р - 3,14.
Приймаємо діаметр рівний 1м.
Загальну висоту шару (м) реактора у всіх реакторах визначаємо за формулою:
(25)
Приймаються число реакторів n=3, тоді висоту шару (м) каталізатора в кожному реакторі розраховуємо:
(26)
Висоту циліндричної частини (м) реактора розраховуємо:
(27)
Висота реактора (м) пов'язана з діаметром...
