2.4. Расчёт холодильника.

Рассчитываем аппарат воздушного охлаждения. Горячим теплоносителем является бензиновая фракция 40 - 195 с температурой входа в АВО Т₁^' = 200 ºC (473 К) и с температурой выхода из теплообменника Т₁^''= 100 ºC (373 К).

Хладагентом является воздух с начальной температурой Т₂^' = 25ºC (298 К), температура выхода Т₂^''= 60 ºC (333 К).

1. Уравнение теплового баланса:

ΔQ₁ = ΔQ₂,

где ΔQ₂ = G₂*(С_р * Т₂^'' - С_р * Т₂^' ) - тепло, принимаемое воздухом;

ΔQ₁= G₁*(q₁^' – q₁^'') – тепло, отдаваемое парами бензиновой фракции;

С_р – теплоёмкость воздуха;

G₁ – расход теплоносителя.

G₁ = 119,17 т/ч = 119170 кг/ч.

2. Расчет плотностей теплообменивающихся сред:

₄²⁰₁ = 0,76;

_в = ρ₀ · Т₀ / Т'₂,

где ρ₀ = 1,293 кг/м³ - плотность воздуха при нормальных условиях; Т₀ = 273 К;

ρ _в = 1,293 · 273 / 298 = 1,18 кг/м³;

4. Тепло, отдаваемое парами бензиновой фракции:

ΔQ₁= G₁*(q₁^' – q₂^'') = 119170 * (736 – 214,41) = 62157880,3 кДж/ч = 17266 кВт.

5. Тепло, принимаемое воздухом:

определяем из теплового баланса:

ΔQ₂ = ΔQ₁ = 62157880,3 кДж/ч = 17266 кВт.

6. Расход воздуха:

G₂ = ΔQ₂ / (С_р * Т₂^'' - С_р * Т₂^' ) = 62157880,3 / (1,009 * 333 - 1,005 * 298) = 1702629 кг/ч

7. Объёмный расход воздуха:

V_в= G₂ / 3600 · ρ_в = 1702629 / 3600 · 1,18 = 400 м³/с.

8. Поверхность теплообмена:

F= ΔQ₁ / (k*tср), где k= 46 Вт/м²*К –коэффициент теплопередачи;

tср - средняя разность температур.

Выбранная противоточная схема теплообмена:

2 5С 60С

2 00С 100С

tб = 175С tм = 40С

Найдем среднюю разность температур:

tср = (tб - tм ) / lg (tб / tм) = (175 – 40)/ ln (175/40) = 92С

F = 17266000 / (46*92) = 4080 м²

9. Поверхность одной трубы.

Принимаем длину трубы D = 8 м и диаметр l = 0,042 м.

Тогда поверхность одной трубы будет равна:

F₁ = π * D * l = 3,14 * 8 * 0,042 = 1,05 м².

Число труб:

n = F / F₁ = 4080 / 1,05 = 3885

Выбираем аппарат воздушного охлаждения типа АВГ с тремя секциями и двумя осевыми вентиляторами ЦАГИ-УК-2М, с регулируемым углом установки лопастей .

Список литературы

1. Смидович Е.В. «Технология переработки нефти и газа». Ч. 2. Москва, Химия, 1980;

2. «Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах». Под ред. С. Н. Хаджиева. М.: Химия, 1982;

3. Суханов В.П. «Каталитические процессы в нефтепереработке». 3-е изд. М.Химия, 1979;

4. «Справочник нефтепереработчика», под ред. Г. А. Ластовкина и др., Л., Химия, 1986;

5. Томас Ч. «Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы». М.: Мир, 1973;

6. Магарил Р.З. «Теоретические основы химических процессов переработки нефти». Л.: Химия, 1985;

7. Судаков Е. Н. «Метод расчета выхода продуктов каталитического крекинга». ХТТМ, 1998, №4;

8. Кузнецов А. А., Кагерманов С. М., Судаков Е. Н. «Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности». Л. Химия.

Р ис. 1. Принципиальная технологическая схема установки каталитического крекинга.

Аппараты: РС-1 – реактор-сепаратор; Р-1 - регенератор; П –1 - печь; К-1 - ректификационная колонна; К - 2 ÷ К - 3 - отпарные колонны (стрипинги); С - 1 - сепаратор; Н – 1 ÷ Н - 7 - насосы; Ш – 1 – шламоотделитель; КП – 1 ÷ КП-2 – кипятильники; Т-1 ÷ Т-2 – теплообменники; КХ-1 ÷ КХ-3 – воздушные холодильники.

Потоки: I - сырье: II - воздух; III – регенерированный катализатор; IV закоксованный катализатор; V - продукты крекинга; VI – сухой газ; VII – бензин - фракция 40 – 195 °С; VIII - лёгкий газойль - фракция 195-350°; IX - тяжёлый газойль - фракция 350 -500°С; Х-декантат;XI – шлам; XII – газы регенерации; XIII – водяной пар; XIV- рециркулят.

55