Проект установки легкого гидрокрекинга для условий ОАО «КНПЗ»

 

 

 

Таблица 2.39

Материальный баланс однократного испарения ГСС при 130 0С и 5,0 МПа (е = 0,9963)

 

Компонент	Приход				Расход
	Газопарожидкостная смесь				Жидкая фаза				Газопаровая фаза
	кг/ч		кмоль/ч		кг/ч		кмоль/ч		кг/ч		кмоль/ч
Водород	10301	0,0557	5151	0,8444	2	0,0002	1	0,0339	10299	0,0577	5150	0,8473
Метан	3857	0,0209	241	0,0395	2	0,0004	0	0,0067	3855	0,0216	241	0,0396
Этан	3532	0,0191	118	0,0193	5	0,0008	0	0,0077	3527	0,0198	118	0,0193
Пропан	1726	0,0093	39	0,0064	5	0,0008	0	0,0050	1721	0,0096	39	0,0064
И-Бутан	285	0,0015	5	0,0008	1	0,0002	0	0,0010	284	0,0016	5	0,0008
Н-Бутан	285	0,0015	5	0,0008	2	0,0002	0	0,0012	283	0,0016	5	0,0008
И-Пентан	351	0,0019	5	0,0008	3	0,0005	0	0,0019	348	0,0020	5	0,0008
Сырье	164552	0,8900	537	0,0880	6487	0,9969	21	0,9425	158065	0,8861	516	0,0848
Итого	184889	1,0000	6100	1,0000	6507	1,0000	22	1,0000	178382	1,0000	6077	1,0000

 

 

теплообменника ГСС:

 

Строим зависимость  Qрасх — от температуры, которая представлена на графике (рис. 2.2).

Зависимость Qрасх от температуры

Рис. 2.2

 

По графику определяем температуру ГСС из теплообменника, зная количество теплоты снимаемое потоком (Qприх = 101,1млн кДж/ч), tx= 2150С.

Рассчитываем средний температурный напор в теплообменнике, с учетом противотока ГСС и ГПС. Схема теплообмена:

3900С________ГПС________250 0С

2150С_______ГСС_________ 60 0С

 

 

Так как средний температурный напор находим по формуле

 

Принимаем коэффициент теплопередачи по литературным данным [1] (для жидкостных теплообменников трубчатого типа) К = 680 кДж/(м2 ч 0С).

Рассчитываем поверхность теплообмена по формуле:

 

Поскольку расчёт проводился без учёта загрязнений, возникающих при эксплуатации теплообменника на поверхностях труб, то при подборе аппарата необходимо обеспечить запас поверхности теплообмена.

Согласно ГОСТ 14246–79 выбираем теплообменник с плавающей головкой со следующими данными: диаметр кожуха (внутренний) – 1200 мм; диаметр труб – 25 мм; длинна труб – 9000 мм; число ходов по трубам – 2; поверхность теплообмена составляет 850 м2.

 

 

5.5 Расчет печи

 

При расчете печи необходимо учитывать агрегатное состояние ГСС как на входе, так и на выходе из печи. Составы газовой и жидкой фазы и материальные балансы однократного испарения на входе в печь при 1500С и 5,2 МПа представлены в табл. 5.34, 5.35и на выходе из печи при 3500С и 5,2 МПа в табл. 5.7, 5.9.

Полезная тепловая мощность печи, в которой нагревается ГСС:

 

 

Подставляя, получим

 

 

 

 

Принимаем распределение тепловой нагрузки между радиантной и конвекционной камерами в соотношении Qp:Qк = 0,75:0,25.

млнкДж/ч,

млнкДж/ч.

Определим поверхность радиантных и конвекционных труб и их количество в каждой секции по формулам:

,

.

гдеQ – количество переданного в секции тепла, кДж/ч;

d – наружный диаметр труб, м;

l – длина труб, м;

НТ – тепловая напряженность, кВт/м2.

Принимаем: lк=11м, lр=23м, dк=0,159м, dр=0,219м, НТк=37440кДж/м2*ч,НТр=108000кДж/м2*ч.

м2;

м2;

Рассчитаем число труб в каждой секции:

шт;

  шт.

 

Таблица 2.40

Определение состава паровой и жидкой фаз ГСС на входе в печь при 1500С и 5,2 МПа и мольной долей отгона 0,9181

 

Компонент	Gi, кг/ч	Mi, кг/кмоль	Ni, кмоль/ч		Ki	xi	yi
Водород	10301	2	5151	0,8444	22,00	0,0416	0,9160
Метан	3857	16	241	0,0395	5,50	0,0077	0,0424
Этан	3532	30	118	0,0193	2,90	0,0070	0,0204
Пропан	1726	44	39	0,0064	1,81	0,0037	0,0067
И-Бутан	285	58	5	0,0008	1,30	0,0006	0,0008
Н-Бутан	285	58	5	0,0008	1,25	0,0007	0,0008
И-Пентан	351	72	5	0,0008	0,80	0,0010	0,0008
Сырье	164552	307	537	0,0880	0,0130	0,9376	0,0122
Итого	184889		6100	1,0000		1,0000	1,0000

 

 

Таблица 2.41

Материальный баланс однократного испарения ГСС при 1500С и 5,2 МПа (е = 0,9181)

 

Компонент	Приход				Расход
	Газопарожидкостная смесь				Жидкая фаза				Газопаровая фаза
	кг/ч		кмоль/ч		кг/ч		кмоль/ч		кг/ч		кмоль/ч
Водород	10301	0,0557	5151	0,8444	42	0,0003	21	0,0416	10259	0,2508	5130	0,9160
Метан	3857	0,0209	241	0,0395	62	0,0004	4	0,0077	3795	0,0928	237	0,0424
Этан	3532	0,0191	118	0,0193	105	0,0007	4	0,0070	3427	0,0838	114	0,0204
Пропан	1726	0,0093	39	0,0064	81	0,0006	2	0,0037	1645	0,0402	37	0,0067
Изобутан	285	0,0015	5	0,0008	18	0,0001	0	0,0006	267	0,0065	5	0,0008
Н-Бутан	285	0,0015	5	0,0008	19	0,0001	0	0,0007	266	0,0065	5	0,0008
Изопентан	351	0,0019	5	0,0008	35	0,0002	0	0,0010	316	0,0077	4	0,0008
Сырье	164552	0,8900	537	0,0880	143622	0,9975	468	0,9376	20930	0,5117	68	0,0122
Итого	184889	1,0000	6100	1,0000	143984	1,0000	500	1,0000	40905	1,0000	5600	1,0000

 

 

 

 

 

Рассчитаем расход топлива печи:

где  - полезная тепловая нагрузка печи, кДж/ч;

- низшая  теплота сгорания топлива, кДж/кг;

h - к.п.д. печи.

Теплота сгорания топлива определяем по формуле:

 

где QHpi – теплота сгорания компонентов топлива, МДж/м3;

yi — мольная доля компонентов топлива (см. табл. 5.36).

 

 

 

Таблица 5.36

Состав топливного газа

 

Вещество	Qhpi, МДж/м3	Qhpi, МДж/кг	Mi , кг/моль	yi	yi· Mi
CH4	35,84	50,08	16	0,55	8,8
C2H6	63,8	47,55	30	0,20	6
C3H8	91,32	46,42	44	0,15	6,6
C4H10	118,73	45,79	58	0,10	5,8
Итого	-	-	-	1,00	27,2

 

Требуемое количество топлива:

кг/ч.

 

5.6 Расчет  воздушного и водяного холодильников

 

5.6.1 Расчет воздушного конденсатора-холодильника ВХК-1

 

Аппарат воздушного охлаждения предназначен для охлаждения паровой фазы, выходящей из сепаратора С-1 с температурой 250ºC, до температуры 60ºC. Расчет аппарата воздушного охлаждения сводится к определению требуемой поверхности теплообмена и подбора по ней аппарата.

Охлаждение происходит воздухом. Зададимся начальной и конечной температурами воздуха, учитывая, что за начальную температуру при расчете принимают среднюю температуру сухого воздуха в самом жарком месяце года в районе эксплуатации аппарата.

Схема теплообмена: