Время пребывания парогазовой смеси в реакционном (радиантном) змеевике

Время пребывания смеси в реакционном змеевике определяется по уравнению

, (3.22)

где ω_СР – средняя линейная скорость газа в реакционном змеевике, м/с.

Для определения w_СР проводятся следующие вычисления.

Массовая скорость парогазовой смеси в реакционном змеевике

, (3.23)

где d_В – внутренний диаметр реакционных труб в камере радиации, d_В = d_Н – 2∙δ; d_В = 0,140 – 2∙0,008 = 0,124 м.

Принимается перепад давления в радиантном змеевике ∆Р_Р = 195 кПа (рекомендуется принимать ∆Р_Р = 100…300 кПа). Давление Р_К на выходе из печи рекомендуется принимать в пределах 130…190 кПа, в данном случае принимается Р_К = 130 кПа.

Тогда давление в начале радиантного змеевика будет равно:

. (3.24)

Для расчета молекулярной массы и плотности парогазовой смеси в начале и в конце реакционного змеевика производится соответствующий расчет, сведенный в таблицу 3.7. Мольные доли компонентов и мольный расход определяются аналогично таблице 3.4.

 

Таблица 3.7 – Состав парогазовой смеси

Компонент	Парогазовая смесь на входе в змеевик	Парогазовая смесь на выходе из змеевика
доля	количество	доля	количество
массовая (табл. 5)	мольная	кг/с	кмоль/с	массовая (табл. 5)	мольная	кг/с	кмоль/с
Водород	0,0	0,0	0,0	0,0	0,013	0,153	0,044	0,0220
Метан	0,0	0,0	0,0	0,0	0,133	0,195	0,432	0,0270
Этан	0,0	0,0	0,0	0,0	0,021	0,017	0,068	0,0023
Этилен	0,0	0,0	0,0	0,0	0,219	0,184	0,713	0,0255
Пропан	0,833	0,670	2,712	0,0616	0,218	0,118	0,708	0,0161
Пропилен	0,0	0,0	0,0	0,0	0,158	0,089	0,515	0,0123
Бутаны	0,0	0,0	0,0	0,0	0,000	0,000	0,001	0,0000
Бутилены	0,0	0,0	0,0	0,0	0,013	0,005	0,041	0,0007
Бутадиен	0,0	0,0	0,0	0,0	0,011	0,005	0,035	0,0006
С5+	0,0	0,0	0,0	0,0	0,048	0,017	0,157	0,0022
Водяной пар	0,167	0,330	0,544	0,0302	0,167	0,219	0,543	0,0302
Итого	1,000	1,000	3,256	0,0918	1,001	1,002	3,256	0,1389

 

Молекулярная масса парогазовой смеси на входе в радиантный змеевик

Молекулярная масса парогазовой смеси на выходе из змеевика

Плотность парогазовой смеси в начале реакционного змеевика при нормальных условиях (по формуле (3.3))

Плотность парогазовой смеси в начале реакционного змеевика при Р_Н и Т_КОНВ . (3.25)

Плотность парогазовой смеси в конце реакционного змеевика при нормальных условиях (по формуле (3.3))

Плотность парогазовой смеси в конце реакционного змеевика при Р_К и Т_К

Средняя плотность в реакционном змеевике:

Линейная скорость парогазовой смеси в начале реакционного змеевика:

. (3.26)

Аналогично находится скорость парогазовой смеси в конце змеевика:

Средняя скорость:

Полученное значение подставляется в формулу (3.22):

Полученное значение времени контакта несильно отличается от заданного, поэтому пересчет не делается. В случае расхождения результата с заданием, можно попробовать поменять: теплонапряженность труб, диаметр труб змеевика, число потоков в печи, рабочую длину трубы, задать другой перепад давления и давление на выходе из печи (при необходимости разрешается незначительно выходить за рамки рекомендуемых значений этих параметров).