Расчет реакционного змеевика печи термического крекинга

Для расчета реакционного змеевика печи тяжелого сырья по методу Обрядчикова 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 τ пребывания сырья в зоне реакции, необходимую для образования заданного количества бензина. Зная давление и среднее содержание (выход) бензина в реакционном змеевике, по рис.1 определяют плотность паро-жидкостной смеси ρ⁴⁷⁰_см.Затем вычисляют скорость движения продуктов крекинга в змеевике (и, м/с)

Рис.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.

где и ₀ - скорость движения сырья в трубах печи, условно принимаемая для жидкого сырья при 20°С, м/с; ρ - плотность сырья при 20°С, кг/м³; ρ⁴⁷⁰_см - плотность паро-жидкостной смеси, кг/м³.

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

Пример 3. Определить длину L реакционного змеевика в трубчатой печи легкого крекинга полугудрона (ρ= 955 кг/м³), если известно: выход бензина за однократный пропуск сырья Х=4,5%; температура и давление на выходе из печи составляет 470 °С и 2,45 МПа соответственно; загрузка печи G_с = 60000 кг/ч.

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 (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 х₁=0,4% масс./мин; t₁= =450°С; t₂ =470°С; α =14,4 (взято по табл. 1 как среднеарифметическое для газойлевой фракции и гудрона), т. е.

Продолжительность τ пребывания сырья в зоне реакции

По рис. 1 определяют плотность паро-жидкостной смеси при 2,45 МПа и среднем содержании бензина в реакционном змеевике 2,25% масс.; ρ⁴⁷⁰_см =475 кг/м³.

Находят скорость движения продуктов крекинга в трубах печи по формуле (8).