Расчет размеров реактора Р-2

Средняя температура в реакторе:

Т_вх1 + Т_вх2 773 + 728

Т_ср = -------------- = -------------- = 75,05 К

2 2

Среднее давление:

p₁ + p₁ - [Dp_сл1] 3,04 * 10⁶ + 3,04 * 10⁶ – 72,5 * 10³

p_ср1 = --------------------- = --------------------------------------------- = 3 * 10⁶ Па

2 2

22,4 * 119221 * 750,5 * 0,1 * 10⁶ * 1

V_сж = ----------------------------------------------- = 4,27 м³/сек

3600 * 15,93 * 273 * 3 * 10⁶

Площадь сетки у трубы:

F_с = pD_cH_c, где D_c – диаметр сетки у трубы,м; H_c - высота сетки, м;

Диаметр реактора Р-2: D_р1 = 2,25 м; D_с = 0,5 м

Высота сетки определяется по формуле:

H_c = H_сл1 – 0,4, где H_сл1 – высота слоя катализатора, м

V_к1

H_сл1 = -------, где F - площадь кольцевого сечения между стаканами, м²

F V_к1 - объем катализатора в Р-2, м³

p[(D_р1 – 2d - 2*0,02)² – D²_c] p[(2,25 – 2*0,04 – 2*0,02)² – 0,3²]

F = ----------------------------------- = ------------------------------------------- = 3,35 м²

4 4

H_сл1 = ------ = 3,28 м

3,35

H_c = 3,28 – 0,4 = 2,88 м

F_c =pD_сH_c = p * 0,5 * 2,88 = 4,51 м²

4,27

w = ------- = 0,95 м/с

4,51

Плотность газовой смеси на выходе из реактора:

r_см = år_iy¢_i, где r_i - плотность компонентов смеси, кг/м

y¢_I - содержание компонентов в мольных долях (таб.3.34)

Плотность компонентов газовой смеси при Т_ср = 750,5 К определяется по формуле:

M_ip_ср1 * 273

r_i = ---------------------------

22,4 * 0,1 * 10⁶ * Т_ср1

Таблица3.45

Компоненты	Содержание yi, мол.доли	Плотность, ri кг/м3	ri y¢I, кг/м^3
CnH2n-6	0,0355	52,5	18,6
CnH2n	0,0051	55,4	0,28
CnH2n+2	0,0538	56,4	3,03
H2*	0,9056	2,86	2,58
CnH2n+2
Сумма	1,0000	-	rсм7,75

Кинематическая вязкость газовой смеси определяется по формуле Манна:

n_см = ----------------------

y¢₁ y¢₂ y¢_n

----- ----- -----

V₁ V₂ V_n

Кинематическая вязкость компонентов ВСГ дана в таблице [3.46].

Таблица3.46

Компоненты	Содержание yi, мол.доли	n при Тср1 =750,5 К 10^-6 м^2/с	y¢i/ni * 10^6
H2	0.7727	508.8	0.00152
CH4	0.0598	86.3	0.00069
C2H6	0.0432	43.7	0.00099
C3H8	0.0183	26.5	0.00099
C4H10	0.0099	19.2	0.00052
C5H12	0.0017	15.0	0.00011
CnH2n-6	0.0355	0.200	0.12241
CnH2n	0.0051	0.255	0.02000
CnH2n+2	0.0538	0.247	0.21781
Сумма		-	0.36475

n_см = ------------------ = 2,74 * 10^-6 м²/с

0,36475 * 10⁶

Dp_сл1 255 (1-0,524)^1,35 0,95² * 7,75 2,74 * 10^-6

------- = ---------------------* ---------------*(-------------------)^0,35 = 15,38 * 10³Па

H₁ 0,524^0,29 4,06 * 10^-3 4,06 *10^-3*0,95

Толщина слоя катализатора в стакане равна:

D_p1–2 d - 2*0,02 - D_c 2,25-2*0,04-2*0,02-0,5

H₁ = --------------------------- = ----------------------------- = 0,815 м

2 2

Потеря напора в слое катализатора:

Dp_сл1 = 15,38 * 10³ * 0,815 = 12535 Па

Полученная величина Dp_сл1 = 12535 Па не превышает [Dp_сл1] = 72500 Па

Полная высота реактора равна:

H_п1=H_сл1+0,2+D_р1+0,225+D_р1+0,425=3,28+0,2+2,25+0,225+2,25+0,425=8,65 м

Диаметр штуцеров рассчитываем по формуле:

4Q

d_шт = Ö ------, где w - линейная скорость, м²/с

3w Q - расход, м³/ч

При Р = 3,04 * 10⁶ Па

1 кмоль газа занимает объем: Р₁V₁ = Р₂V₂ V₂ =0,75 м³

Q_вх = 6938,71 * 0,75 = 5204 м³/ч

Скорость газа на входе в реактор принимаем w= 10м/с

4 * 5204

d_{шт вх} = Ö----------------- = 0,44 м

3* 10 * 3690

На выходе:

Q_вых1 = 7482 * 0,75 = 5612 м³/ч

4 * 5612

d_{шт вых1} = Ö----------------- = 0,46 м

3* 10 * 3600

Принимаем диаметр штуцеров на входе и выходе из реактора Р-2 D = 0,5 м

Дата добавления: 2015-09-05