Расчет реакционного змеевика печи термического крекинга

Для расчета реакционного змеевика печи тяжелого сырья по методу Обрядчикова [16] необходимо определить выход бензина (в % масс.) в единицу времени при 470°С. Известно, что скорость реакции крекинга тяжелого сырья при 450°С равна 0,4% масс. бензина за 1 мин. Отсюда определяют продолжительность пребывания сырья в зоне реакции, необходимую для образования заданного количества бензина. Зная давление и среднее содержание (выход) бензина в реакционном змеевике, по рис. 5.1 определяют плотность паро-жидкостной смеси . Затем вычисляют скорость движения продуктов крекинга в змеевике (u, м/с)

(5.4)

где - скорость движения сырья в трубах печи, условно принимаемая для жидкого сырья при 20°С, м/с; - плотность сырья при 20°С, кг/м³; -плотность паро-жидкостной смеси, кг/м³.

Длина реакционного змеевика печи легкого крекинга составляет (L, м)

(5.5)

Пример 5.3. Определить длину L реакционного змеевика в трубчатой печи легкого крекинга полугудрона ( = 955 кг/м³), если известно: выход бензина за однократный пропуск сырья X = 4,5%; температура и давление на выходе из печи составляет t⁰С - 470°С и Р = 2,45 МПа – соответственно; загрузка печи G_c = 60000 кг/ч.

Рис. 5.1. Зависимость плотности паро-жидкостной смеси в реакционном змеевике печи легкого термического крекинга от содержания бензина при давлении (в МПа):

1 - 1,96; 2 – 2,45; 3 – 2,94; 4 – 3,43.

Решение. Используют метод Обрядчикова. Определяют скорость движения холодного сырья по трубам печи, исходя из его объема и внутреннего диаметра труб (принимают диаметр труб d_вн = 117 мм, d_нар = 127 мм, длину их 12 м) по формуле

По формуле (5.2) подсчитывают скорость (х₂, % масс./мин) реакции крекинга при 470°С, если известно, что в процессе термического крекинга полугудрона при 450°С образуется 0,4% бензина в 1 мин (х₁)

где x₁ = 0,4% масс./мин; t₁ = 450°С; t₂ = 470°С; = 14,4 (взято по табл. 5.1 как среднеарифметическое для газойлевой фракции и гудрона), т, е.

Продолжительность пребывания сырья в зоне реакции

По рис. 5.1. определяют плотность паро-жидкостной смеси при 2,45 МПа и среднем содержании бензина в реакционном змеевике 2,25% масс.; = 475 кг/м³.

Находят скорость движения продуктов крекинга в трубах печи по формуле (5.4)

Подсчитывают длину реакционного змеевика по формуле (5.5)

L = 3,26 × 258 = 840 м