Гидравлический расчет реактора

Гидравлический расчет реактора проводим по формуле Эргуна:

= 150 × + 1,75 × ,

где DР – перепад давления в слое катализатора, Па;

H – высота слоя катализатора, м;

d – диаметр шарика катализатора, м;

W – скорость газопаровой смеси, отнесенная к полному сечению аппарата, м/с;

r -плотность потока при рабочих условиях кг/м ;

m -динамическая вязкость газопаровой смеси, Па × с;

E – порозность катализатора.

Определяем общий объём газовой фазы по формуле:

Vвх = ,

где Vвх – расход газовой фазы, м /с;

Zвх – коэффициент сжимаемости;

Р – давление в системе, МПа;

- число молей паров сырья.

Vвх = = 0,348 м /с.

Vвых = = 0,337 м /с.

В процессе гидроочистки происходит изменение в химическом составе парогазовой смеси. Поэтому необходимо найти среднее арифметическое значение скорости, динамической вязкости на входе в реактор и на выходе из него.

Определяем скорость газопродуктовой смеси по формуле

W = ,

где W – скорость потока смеси, м/с;

S – сечение, м²;

V – расход газовой фазы, м³/с;

Определяем сечение по формуле:

S = ,

где d – диаметр аппарата, м;

S – сечение, м².

S = = 5,3 м .

Определяем скорость газопродуктовой смеси на выходе из аппарата по формуле:

Wвых = ,

где Wвых – скорость потока газопродуктовой смеси, м/с;

Vвых – расход газовой фазы, м³/с.

Wвых = = 0,065 м/с.

Определяем скорость газопродуктовой смеси на входе в аппарат по формуле:

Wвх = ,

где Wвх – скорость потока смеси, м/с;

Vвх – расход газовой фазы, м³/с.

Wвх = = 0,063 м/с.

Определяем среднеарифметическое значение скорости по формуле:

Wср = ,

где Wср – среднеарифметическое значение, м/с.

Wср = = 0,064 м/с.

Определяем плотность потока при рабочих условиях по формуле

r = ,

где r - плотность потока, кг/м ;

G – расход газопродуктовой смеси, кг/ч.

Определяем плотность потока на входе в аппарат по формуле:

rвх = ,

где rвх – плотность потока на входе,кг/м .

rвх = = 60,55 кг/м .

Определяем плотность потока на выходе из аппарата по формуле:

rвых = ,

где rвых – плотность потока на выходе,кг/м .

rвых = = 62,53 кг/м .

Определяем среднеарифметическое значение плотности по формуле:

rср = ,

где rср – среднеарифметическое значение плотности, кг/м .

rср = = 61,54 кг/м .

Определяем вязкость паров по формуле:

m = Т× (6,6-2,25 × lg M) × 10 ,

где m - динамическая вязкость, Па × с;

Т – температура, К;

М – молекулярная масса углеводородов или смеси, кг/кмоль;

Определяем молекулярную массу по формуле:

М = ,

где М – молекулярная масса, кг/кмоль;

Мвх = = 56,1 кг/кмоль.

Определяем молекулярную массу на выходе из аппарата по формуле:

Мвых = ,

где Мвых – молекулярная масса на выходе, кг/кмоль.

Мвых = = 59,22 кг/кмоль.

Определяем вязкость на входе в аппарат по формуле:

mвх = 623 × (6,6-2,25 × lg 56,1) × 10 = 6,6 × 10 Па×с.

Определяем вязкость на выходе из аппарата по формуле:

mвых = 653 × (6,6-2,25 × lg 62,44) × 10 = 3,9 × 10 Па×с.

Определяем среднеарифметическое значение вязкости по формуле:

mср = = 5,2 × 10 Па×с.

определяем порозность катализатора по формуле:

Е = 1 - ,

где Jн – насыпная плотность катализатора;

Jк – кажущаяся плотность катализатора;

Е – порозность катализатора.

Е = 1 - = 0,42

Определяем перепад давления в реакторах по формуле

= 150 × +1,75 × .

= 150 × + ;

= 11 334 Па.

Определяем гидравлическое сопротивление:

DР = 11334 × 5,94 = 67 321 Па.

Давление реактора соответствует расчётному.

Дата добавления: 2015-07-14