西安石油大学本科毕业设计(论文) 221.1供热方 (1)再生催化剂带入热Q1 设催化剂的循环量为Gkgh,t=70℃,t反=510℃ 催化剂比热为1.097kJkg Q,=催化剂循环量x催化剂比热容x(-) =G×1.097×(700-510)=230.37G (2)反应生成的焦炭吸附在催化剂上放出的吸附热Q2 按目前工业上仍采用的经验方法计算 Q=烧焦放出热量×115% 其中,烧焦放热:焦炭产量=15000090%=13500(kgh) 烧碳量=13500×0.90=12150(kg/h)≥=1013( kmoh) 烧氢量=13500×0.10=1350(kgh)=675( kmo/h) 查文献得碳的焓值为33873kJ/kg,氢的焓值为119890kJkg,故 生成CO2放出的热量:12150×33873=411610°(kJ/h) 生成H2O放出的热量:1350×119890=1.619×10(kJ/h) 烧焦总放热:Q=(4116+1.619)×103=5.735×103(kJ/h) 焦炭吸附放热:Q=5.735×105×11.5% (3)与催化剂一起过来的烟气及水蒸汽带入热Q3 Q3=0.001G×1.09×(700-510)=0.2289G 其中,按文献取湿烟气量为1.0kg湿烟气/1000g催化剂,1.09为湿烟气的比热 (4)总供热Q供 Q供=Q1+Q2+Q3 =230.5989G+6.595×10(kJh) 221.2耗热方 (1)反应热Q4 查文献经验数据:Q=9127×催化炭 催化炭=总炭一附加炭一可汽提炭
西安石油大学本科毕业设计(论文) 附加炭=新鲜原料量×新鲜原料的残炭(%)×0.6 150000×4.48%×0.6=4032(kg/h) 可汽提炭=G×0.02% 催化炭=12150-4032-0.02%G 4=9127×(12150-4032-0.02%G 74093×104-1.8254GkJ/h) (2)水蒸汽吸热Q5 查文献有水蒸气的焓值 过热水蒸气420℃:焓值为3317.2kJkg 510℃:焓值为35077kJkg 饱和水蒸气180℃:焓值为2778.1kJkg Q3=(雾化+预提升+汽提+松动)蒸汽×焓变+各处吹扫蒸汽×焓变 (9750+1350+2850+368+675)×(307.7-33172)+1292×(3507.7-2778.1) =37988×10(kJh) (3)反应器热损失Q。 查文献按埃索公司数据 Q6=4656×烧碳量=4656×12150=565.10×10(kJh) (4)原料油升温汽化吸热Q 首先假定原料进提升管前完全为液态,未汽化,则假定预热温度为180℃,查文 献5热焓图其焓值见表2-8。 表28进出物料焓值 流量d4 出料(气 物料 温度,℃焓值,kJ/kg温度,℃焓值,kJkg 新鲜原料1500000.8999 180 413.72 510 157946 回炼油 450000.8901 180 373.58 510 1470.68 Q,=15000(4157946-413.72)+45000×(157946-373.58 =229126×10(kJ/h) (5)总耗热Q Q:=Q4+Q3+Q6+Q
西安石油大学本科毕业设计(论文) 74093×104-1.8254G+379.88×104+565.,0×104+229126×104 =31266.8×10-1.834G 22.1.3循环催化剂量 由Q供=Q耗有 230.5989G+6.595×10′=31.267×10-1.8254G 则:催化剂循环量 G=10615×10°(kgh) 2214剂油比 剂油比=催化剂循不量 1061.5 544 150000+45000 2.2.1.5待生剂含炭量 循环催化剂碳差 烧炭量 100% 催化剂循环量+烧炭量 12150 100%=1.132% 1061500+12150 待生剂含碳量=循环催化剂碳差+再生剂含碳量=1.132%+0.1%=1.232% 22.1.6反应器热衡汇总 反应器的热量平衡汇总见表2-9。 表29反应器的热量平衡表 热量流率,10kJh 入方 再生催化剂带入热Q1 24453.8 焦炭吸附热Q2 6595 与催化剂一起过来的烟气及水蒸气带入Q3 24.298 合计 31073 出方 反应热Q4 7216 水蒸气吸热Q 37988 散热损失Q6 原料升温汽化吸Q7 22912.6 合计 31073 222提升管尺寸的设计 为了能同时满足入口线速的要求,把提升管分成两段,上段直径大,下段直径小, 下段入新鲜原料和回炼油,上段入口进回炼油浆,雾化蒸汽也分别进入。下段长度取
西安石油大学本科毕业设计(论文) 10米。直提升管穿过汽提段,从底部进入沉降器,出口安装T型弯头 222.1提升管反应器的物料平衡 物料流量见表2-10。 表2-10进出反应器物料衡算表 平均分子量 小流率,kmol/h 新鲜原料油 150000 405.41 回炼油 120 回炼油浆 15000 催化剂循环量 1061500 再生剂带入烟气 1061.5 提升管水蒸汽 16285 904.72 合计 1273846.5 1502.79 出方 干气+损失 17.34 7500 432.23 液化气 20250 汽油 75000 柴油 215 33750 15698 焦炭 13500 回炼油 250 30000 回炼油浆 416 15000 催化剂循环量 1061500 烟气 1061.5 蒸汽 18 16285 904.72 1273846.5 2861.66 2222提升管进料处的压力和温度 (1)压力 沉降器顶部的压力为185kPa,设进料油处的压力降为20kPa,则提升管下段进料 油处的压力为:185+20=205kPa 温度 l80℃新鲜原料油与180℃回炼油混合后仍为液相,经雾化进入提升管与700℃C再 生剂接触,立即完全汽化,而进口处的转化率设为0%。原料油与高温催化剂接触后 温度可由下图的热平衡计算
西安石油大学本科毕业设计(论文) 催化剂和烟气 原料油和回炼 各种蒸 图2-1隔离系统热平衡草图 催化剂和烟气由710℃降至t℃放出热量为 1061.5×103×1.097×(700-t)+1061.5×1.09×(700-1)=116562254×(700-0 式中:1.097和1.09分别为催化剂和烟气的比热容,kJ(kg℃) 油和蒸汽升温及油气所吸收的热量见表2-11。 表2-11油和蒸汽升温及汽化所吸收的热量 流量 密度 出料 物流 kg/h 温度 焓kJ/kg温度,℃焓,kJ/kg 新鲜原料 150000 0.8999 4694 回炼油 30000 0.8901 732.91 饱和水蒸气 331685 过热水蒸气 14993 l80 2778.1 油和水蒸汽共吸收热量为: (15h1+3h2+1629h)×10(7041+219873+428.537+4165.205)×10 =(15h1+3h2+1629h3)×104+1383342×104 由热量平衡原理有 11656254×(710-t)=(15h+3h2+1.629h)×104-13833472×104 设t=526.5℃,查焓值得:h=16449 kJ/kg h2=160773 kJ/kg h=3543.60kJkg 左方=2144745×10 右方=21437.09×1