Коксового теплоносителя

Этот процесс осуществляют при 510-540 °С и 0,14-0,16 МПа. Диаметр частиц коксового теплоно­сителя 0,02-0,3 мм. Кратность циркуляции кокса 6,5-8,0: 1. Про­должительность пребывания коксовых частиц вреакторе 6-12 мин, в отпарной секции около 1 мин. Характеристика кокса следующая: насыпная плотность 1,0-1,1 т/м³; кажущаяся плот­ность 1,1-1,5 т/м³; плотность кипящего слоя 0,45-0,50 т/м³; удель­ная теплоемкость 1,380 кДж/(кг∙К); теплота сгорания 32650 кДж/кг.

Сырье поступает в реактор предварительно нагретым до 260-370 °С. Массовая скорость подачи загрузки в реактор 0,6-1,0 кг/(кг∙ч). Скорость движения паров в реакторе 0,3-0,5 м/с. Пары, выходящие из реактора, на 65-70% состоят из водяного пара, вводимого под распределительную решетку для создания кипящего слоя. Длительность пребывания паров над слоем кокса 10-20 с. В отпарную секцию подают водяной пар 0,2-0,3% на циркулирующий кокс. В коксонагревателе сжигают часть балан­сового кокса для нагрева коксового теплоносителя до 600-620 °С. Давление в коксонагревателе над слоем кокса 0,12-0,16 МПа. Продолжительность пребывания коксовых частиц в коксонагревателе 6-10 мин. Расход воздуха -колеблется от 11 до 12 кг/кг сжигаемого кокса. Скорость движения дымовых газов 0,5-0,7 м/с. Интенсивность выжигания кокса 30-40 кг/м³ слоя в 1 ч.

Размеры реактора определяют следующим образом. Подсчиты­вают сечение

где υ_п -объем паров, проходящих через реактор, м³/с; υ - допустимая линейная скорость движения паров в реакторе, м/с.

Диаметр подсчитывают по формуле (27).

Массу циркулирующего кокса (G_ц.к, кг/ч) находят из теплово­го баланса реактора, либо по кратности циркуляции коксового теплоносителя (n)

где G _с - производительность установки по сырью, кг/ч.

Определяют массу кокса, находящегося в реакторе (G_к, кг)

где τ- продолжительность пребывания кокса в реакторе, мин.

Подсчитывают объем кипящего коксового слоя в реакторе (υ_к.с, м³)

где ρ_к.с плотность кипящего слоя, кг/м³.

Определяют высоту кипящего слоя (h_к.с, м) и общую высоту реактора

(Н, м)

где h_о.з - высота отстойной зоны принимается равной высоте циклона 4,5-5,5 м, либо подсчитывается по длительности пребывания паров над кипящим слоем кокса, м.

Размеры коксонагревателя определяют так же, как и реак­тора.

Пример 5. Определить диаметр и высоту реактора (без учета отпарной секции) установки коксования гудрона в кипящем слое коксового теплоносителя, если известно: объемная скорость паров, проходящих через реактор υ_п=2,85 м³/с; скорость движения па­ров над кипящим слоем υ= 0,4 м/с; кратность циркуляции коксо­вого теплоносителя 8,0; продолжительность пребывания коксовых частиц в реакторе τ=7мин; плотность кипящего слоя ρ_к.с=450 кг/м³; производительность установки по сырью G_с=25000 кг/ч; высота отстойной зоны принимается равной h_о.з=4,6 м.

Решение. Определяют сечение и диаметр реактора по формуле (41)

Масса циркулирующего кокса по уравнению (42) составляет

Массу кокса, находящегося в реакторе, подсчитывают по фор­муле (43)

Объем и высоту кипящего слоя находят по уравнениям (44) и (45)

Высоту реактора определяют по уравнению (46)

Пример 6. Определить диаметр и высоту коксонагревателя установки коксования в кипящем слое теплоносителя, если извест­но: температура и давление в коксонагревателе 600 °С и 0,181 МПа; расход воздуха 59500 кг/ч; масса сжигаемого кокса 4800 кг/ч; мо­лекулярная масса дымовых газов 30; скорость движения дымовых газов над кипящим слоем кокса и =0,5 м/с; масса циркулирующе­го кокса G_ц.к=600000 кг/ч; плотность кипящего слоя ρ_к.c=450 кг/м³.

Решение. Подсчитывают объем дымовых газов

Определяют сечение и диаметр коксонагревателя

Масса коксового теплоносителя, находящегося единовременно в коксонагревателе

Находят объем и высоту кипящего слоя

Принимают высоту отстойной зоны равной 4,6 м, тогда высота коксонагревателя составляет

Задачи

№1. Определить выход продуктов замедленного коксования гудрона (d²⁰₄ =0,997), если выход бензина (d²⁰₄ =0,740) 20% объемн.

№2. Составить материальный баланс процесса замедленного коксования крекинг-остатка (d²⁰₄=1,020), если выход бензина (d²⁰₄=0,750) 15% объемн.

№3. Составить материальный баланс процесса коксования в кипящем слое кокса, если сырьем является вакуумный гудрон плотностью d²⁰₄ = 1,0215 и коксуемостью (по Конрадсону) 17% масс.; при этом получается бензина (d²⁰₄ =0,750) 15% объемн.

№4. Определить выходы продуктов коксования гудрона ромашкинской нефти в кипящем слое кокса, если известно: выход газойля (фр. 205-500 °С) составляет 59% масс.; температура процесса 520 °С.

№5. Определить размеры и число реакционных камер установки замед­ленного коксования мазута (d²⁰₄ =0,950), если известно: загрузка камер кок­сования G_с = 3740 т/сут; продолжительность заполнения камер коксом τ=22 ч; выход кокса 18,0% масс, на загрузку камер; плотность коксового слоя ρ_к.с=0,75 т/м³; объемная скорость подачи сырья ω = 0,15 ч^-1.

№6. Определить размеры, число и продолжительность заполнения реакци­онных камер коксом на установке замедленного коксования крекинг-остатка (d²⁰₄=1,01), если известно: сырье поступает в камеру с температурой 495 °С; выход кокса 30,3% масс.; производительность установки по сырью G_с=65200 кг/ч; коэффициент рециркуляции 0,4; объем паров, проходящих через камеру, υ_п=2,8 м³/с; допустимая линейная скорость движения паров в камере u =0,10 м/с; объемная скорость подачи сырья ω=0,1 8 ч^-1.

№7. Определить температуру продуктов замедленного коксования на вы­ходе из реакционной камеры, если известно; сырьем является гудрон плот­ностью d²⁰₄= 0,975; производительность установки G_с= 960 т/сут; сырье посту­пает в камеру с температурой 495°С; выход кокса составляет 18,9% масс; в реакционную камеру поступает 60% сырья в паровой фазе; удельная теп­лоемкость продуктов коксования С=2,93 кДж/(кг-К); теплота коксования q_Р=125 кДж/кг сырья; удельная теплоемкость кокса С_к=1,25 кДж/(кг-К); потери тепла в окружающую среду 1,6 млн. Вт.

№8. Определить диаметр и высоту реактора установки коксования с под­вижным гранулированным слоем кокса, если известно: производительность установки по сырью G_с=65520 кг/ч; объемная скорость подачи сырья ω=0,5 ч^-1; насыпная плотность кокса ρ_нас=800 кг/м³; плотность сырья d²⁰₄ =0,985; скорость движения коксовых частиц в реакторе и =8 мм/с; про­должительность пребывания коксовых частиц в реакторе τ =12 мин.

№9. Определить размеры реактора на установке коксования с подвиж­ным гранулированным слоем коксового теплоносителя, если известно: произ­водительность установки по гудрону G_с =42000 кг/ч; удельные нагрузки ре­актора: 0,6 т/ч сырья на 1 м³ реакционного объема; 6,25 т/ч сырья на 1 м² поперечного сечения реактора.

№10. В коксонагревателе установки коксования с подвижным гранули­рованным слоем коксового теплоносителя сжигают 2100 кг/ч кокса при 600 °С и коэффициенте избытка воздуха α=1,05. Определить размеры коксонагрева­теля, если удельные нагрузки его составляют: на 1 м³ коксонагревателя 50 кг/ч кокса и 250 кг/ч на 1 м² его сечения.

№11. В коксонагревателе установки коксования с подвижным слоем теп­лоносителя сжигается 2650 кг/ч кокса при 660 °С и коэффициенте избытка воздуха α =1,05. Определить размеры коксонагревателя, если его удельные нагрузки составляют: на 1 м³ коксонагревателя 25 кг/ч кокса, н_;а 1 м² его сечения - 200 кг/ч.

№12. Определить массу кокса, которую необходимо сжечь в коксонагревателе, чтобы нагреть коксовый теплоноситель до 580 °С, если известно: на уста­новке циркулирует 668300 кг/ч коксового теплоносителя; теоретический рас­ход воздуха 13,15 кг/кг кокса; коэффициент избытка воздуха α=1,05; темпе­ратура поступающего воздуха и коксового теплоносителя соответственно 350 и 480 °С; теплота сгорания кокса Q^н_р=32682 кДж/кг, удельная теплоемкость воздуха 1,0, кокса 1,25 и дымовых газов 1,04 кДж/(кг∙К); температура выхо­дящих дымовых газов 580 °С.

№13. Определить диаметр и высоту реактора (без учета отпарной секции) установки коксования гудрона в кипящем слое кокса, если известно: произво­дительность установки по сырью G_с=40000 кг/ч; скорость движения паров над кипящим слоем u =0,5 м/с; кратность циркуляции теплоносителя 7,2; про­должительность пребывания коксовых частиц в реакторе τ =8 мин; плотность кипящего слоя кокса ρ_к._с=500 кг/м³; объем паров, проходящих через реактор, υ_п=4,8 м³/с; высота отстойной зоны h_о.з=5,0 м.

№14. Определить температуру входа гудрона (d²⁰₄ =1,000) в реактор уста­новки коксования в кипящем слое коксового теплоносителя, если известно: производительность установки по сырью G_с-80 000 кг/ч; в реактор подают: 560000 кг/ч циркулирующего кокса с температурой 605 °С; 20200 кг/ч водя­ного пара с температурой 400 °С и давлением 0,3 МПа и 17050 кг/ч циркулирующего газойля (d²⁰₄=0,925) с температурой 450 °С; выходы продуктов коксования (кг/ч): газа (М=34) 17750; бензина с к. к. 205°С ( d²⁰₄ =0,760); 14800; газойля (d²⁰₄=0,900) 27100; кокса 20350; в реакторе поддерживается температуре 530 °С; тепловой эффект процесса q_р=209 кДж/кг сырья.

№15. Определить диаметр и высоту коксонагревателя установки коксования в кипящем слое коксового теплоносителя, если известно: объем дымовых газов υ_д.г=10,6 м³/с; скорость движения дымовых газов (М=30) над кипя­щим слоем и =0,5 м/с; количество циркулирующего коксового теплоносителя G_ц.к=325000 кг/ч; продолжительность пребывания коксовых частиц в коксонагревателе τ =8 мин; плотность кипящего слоя ρ_к.с=450 кг/м³; высота о стойкой зоны

h_о.з=4,9 м.

№16. Определить диаметр и высоту коксонагревателя установки коксования в кипящем слое теплоносителя, если известно: температура и давление в коксоонагревателе 600°С и 0,17 МПа, расход воздуха 14кг/кг кокса; в коксонагревателе сжигается 1500 кг/ч кокса; скорость движения дымовых газов над кипящим слоем и =0,6 м/с; масса циркулирующего теплоносителя G_ц.к= 150000 кг/ч; продолжительность пребывания коксовых частиц в коксонагревателе τ=12 мин; ρ_к.с-500 кг/м³; молекулярная масса дымовых газов высота отстойной зоны h_о.з.=5,0 м.