Гидравлический расчет реактора.

Для расчёта перепада давления в слое катализатора используется формула Эргуна:

 = 150·  + , (27)

 

где DР – перепад давления в слое катализатора;

h1 – высота слоя катализатора, м;

d – средний диаметр частиц, м;

U – линейная скорость потока, м/с;

r  –плотность потока при рабочих условиях, кг/м3;

m – динамическая вязкость парогазовой смеси, Па·с;

g – ускорение силы тяжести, кг/с2;

e – порозность слоя катализатора, которая вычисляется по формуле:

e = 1 – , (28)

где gн – насыпная плотность катализатора, кг/м3;

 gк – кажущаяся плотность катализатора, кг/м3.

e = 1 –  = 0,3636

Для определении перепада давления в слое катализатора эквивалентный диаметр гранулы катализатора определяют по формуле:

d_э = , (29)

где d р.ш. – диаметр равновеликого по объёму шара, мм;

d_э – эквивалентный диаметр гранулы катализатора, мм;

jср – фактор формы гранул.

d_р.ш. = , (30)

где V – объём таблетки катализатора, мм3;

d р.ш. – диаметр равновеликого по объёму шара, мм;     

𝜋 – 3,14.

V = , (31)

где dт = 2,8 ± 0,2 – диаметр таблетки катализатора, мм /8/;

𝜋 – 3,14;

V – объём таблетки катализатора, мм3;

 hт = 5 ± 2 – высота таблетки катализатора, мм /8/.

V =  = 30,772 мм³

d_р.ш. =  = 2,14 мм

Фактор формы шара определяется по формуле:    

𝜑_ср = , (32)

где jср - фактор формы гранул.

dт = 2,8 – диаметр таблетки катализатора, мм;

𝜋 – 3,14;

hт = 5 – высота таблетки катализатора, мм.

После расчёта эквивалентного диаметраdэ определяют эквивалентный объём смеси (м3/с) на входе и выходе из реактора по формулам 17 – 18.

V_вх = 0,2429 м³

V_вых= 0,1528 м³

Определяем средний объем смеси:

V_ср = , (33)

где V_ср – средний объем, м³/с;

V_вх – эквивалентный объем на входе в реактор, м³/с;

V_вых – эквивалентный объем на выходе из реактора, м³/с.

V_ср = 0,1979 м³

Определяют скорость смеси на входе и выходе из слоя катализатора и среднюю скорость смеси:

W_вх = , (34)

где W_вх – скорость смеси на входе в реактор, м/с;

V_вх – эквивалентный объем на входе в реактор, м³/с;

R – радиус реактора, м.

W_вх =  = 0,3934 м/с

 

W_вых = , (35)

где W_вых – скорость смеси на выходе из реактора, м/с;

R – радиус реактора, м;

V_вых – эквивалентный объемна выходе из реактора, м³/с.

W_вых =  = 0,2475 м/с

 

W_ср =  (36)

где W_вых – скорость смеси на выходе из реактора, м/с;

W_вх – скорость смеси на входе в реактор, м/с;

W_ср – средняя скорость смеси, м/с.

W_ср =  = 0,3204 м/с

Динамическую вязкость смеси  рассчитывают по формуле:

m = Т·(6,6 – 2,25·lg M)·10-8

где Т – температура ввода сырья, К;

М – средняя молекулярная масса углеводородов сырья и продуктов.

m = (445 + 273)·(6,6 – 2,25·lg 70,9704)·10-8 = 1,75·10-5 Па·с

Линейная скорость потока рассчитывается:

U = , (37)

где V_ср – средний объем, м³/с;

U – линейная скорость поток, м/с;

𝜋 – 3,14;

D – диаметр реактора, м.

U =  = 1,8084 м/с

Подставляя полученные значения в формулу Эргуна, рассчитывают перепад давления в слое катализатора.

 = 2,9589

Тогда перепад давления в слое катализатора

DР = 1,749 кПа.

 

Вывод

Катализатор ИП-62, представляет собой фторированный оксид алюминия с нанесенной платиной, которая равномерно распределена по поверхности гранул. Данный катализатор обладает большой селективной способность, высокой активностью и механической прочностью при данных условиях процесса.

Применение процесса высокотемпературной изомеризации фракции н.к. – 62 °С в промышленности играет важную роль, так как можно получить большой спектр продуктов, которые затем можно использовать как сырье в других областях. Для получения каучука, высокооктановых компонентов к бензину, метил-трет-бутилового эфира, а так же использование в процессах алкилирования и полимеризации.

Список используемой литературы

1. Бусыгина Н.В., Бусыгин И. Г. «Технология переработки породного газа и газового конденсата»- Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2002;

2. Введенский А.А. Термодинамические расчеты нефтехимических процессов. Л.: «Гостоптехиздат», 1960 г- 576с;

3. Дж. Перри. Справочник инженера-химика. М.: «Химия», 1969;

4. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. М: «Автомиздат». 1976;

5. Кузнецов А.А, Кагерманов С.М, Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. М.: «Химия», 1966;

6. Николаев В.В., Бусыгин И.Г., Бусыгина Н.В., Паламарчук В.С., Туманян Б.П. Основные процессы химической переработки газа. М., «Недра», 1996;

7. Рид Р. Свойства газов и жидкостей. Л.: «Химия», 1982;

8. Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. «Основы технологии процессов газохимического синтеза». Учебное пособие. – Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2009.