КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Технологический расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования
Расчёт реактора
Из данных технологического регламента массовая (весовая) скорость подачи фенола равна 1,5 час-1 (1,5 кг фенола на 1 кг катализатора). 1. Необходимое количество сухого катализатора на одну загрузку: 2. Объём, занимаемый катализатором при насыпном весе 860 кг/м3 [из технологических данных]: 3. Объём катализатора с учётом набухания: где: 2,1 – коэффициент набухания. 4. На производстве в реакторе установлен змеевик с поверхностью теплообмена 29 м2, объём змеевика V=0,18 м3. Принимаем 5% от объёма змеевика объём металлоконструкций для его крепления и установленных распределителей: 5. Определяем общий объём: 6. Высота слоя катализатора составляет: 7. Необходимое количество катализатора для загрузки реактора с учётом 50% влажности: 8. Аппарат, установленный в цехе, имеет характеристики: Объём V = 4,9 м3 Диаметр d = 1,2 м Высота Н = 5,682 м. Рабочая высота реактора по его конструктивным данным составляет 4,882 м. Определяем высоту мёртвой зоны реактора: Объём мёртвой зоны реактора: 9. Определяем рабочий объём реактора: Линейная скорость движения алкилата в реакторе:
Расчёт змеевика 1. Определяем расход хладагента. Принимаем температуру воды: tнач.= 600С, tкон.= 950С. Удельная теплоёмкость воды: Своды=1ккал/кг∙0С = 4,19 кДж/кг Расход воды:
2. Средний температурный напор:
1300С 1300С 600С 950С ∆t1 = 70 0С ∆t2 = 35 0С
3. Определяем коэффициент теплоотдачи со стороны хладагента. Конструктивно принимаем вертикальный спиралевидный змеевик. Количество спиралей 4 штуки из трубок размером 25×2 мм с внутренним диаметром dвн = 21мм. Площадь сечения для движения хладагента: Определяем массовую скорость:
Для дальнейшего расчёта из справочных данных определяем физические величины воды при средней температуре: вязкость: [5 стр.85] теплопроводность: удельная теплоёмкость:
Определяем критерий Рейнольдса: Определяем критерий Нуссельта: [4 стр.385] Коэффициент теплоотдачи воды:
4. Определяем коэффициент теплоотдачи со стороны реакционной массы, находящейся в слое катализатора. Для расчёта коэффициента теплоотдачи принимаем, что в зоне реакции алкилирования через слой катализатора проходит газообразный изобутилен, так как объём газообразного изобутилена во много раз превышает объём подаваемого фенола в реактор. Ср = 1308,11 Дж/кг×К r = 979 кг/м3 l = где: А – коэффициент для жидкости Ср – теплоемкость жидкости, r - плотность жидкости, кг/м3 М – молекулярная масса жидкости l = Объем алкилата: V = Определяем скорость потока: W = Динамическую вязкость принимаем по фенолу, так как фенол составляет основной весовой процент: µф = 0,78×10-3 кг/м2 n = При движении реакционной массы через слой частиц воспользуемся формулой Вендера и Купера для определения коэффициента теплоотдачи: где: критерий Нуссельта; критерий Рейнольдса; - теплопроводность газа, Вт/м×0С; Ств - удельная теплоёмкость твердых частиц, Дж/кг×К; Ср - удельная теплоёмкость газа, Дж/кг×К; тв - плотность твёрдых частиц, кг/м3; - плотность газа, кг/м3; d2 - диаметр частиц; с=1,5 - поправочный коэффициент, зависящий от положения внутренней поверхности теплообмена; m =1,18×10-2 м2/ч - константа. Определяем из критерия Нуссельта коэффициент теплоотдачи: Определяем коэффициент теплопередачи: Так как мы не рассчитываем тепло, уносимое с изобутиленом, то тогда примем коэффициент теплоотдачи со стороны изобутилена α = 187,397.
Определяем поверхность теплообмена:
Расчёт гидравлического сопротивления слоя катализатора
Гидравлическое сопротивление слоя катализатора определяется по формуле: [3 стр.184] где: S – внешняя поверхность зёрен катализатора, S = 200 м2/м3; Н – высота слоя катализатора, Н = 6,48 м; Wф – фиктивная скорость алкилата, кг/с; ε = 0,4. e - свободный объем
Фиктивная скорость алкилата: где: 1,2 м – диаметр реактора; 979 кг/м3 – плотность алкилата;
Определяем величину Rе: где: 0,78∙10-3 – динамическая вязкость алкилата.
Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 847; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |