Гидравлический расчет змеевика печи

Целью гидравлического расчета является определение давления сырья на входе в змеевик печи. Так как давление на выходе из змеевика печи известно—в нашем случае pкн = 1,8 кГ/см2 и pкм = 0,23 кГ/см2 то для отыскания давления на входе в змеевик необходимо рассчитать потери напора в нем. В проектируемой печи происходит частич­ное испарение нефти, поэтому гидравлический расчет змеевика ведем по методу Б. Д. Бакланова [40].

Давление сырья на входе в змеевик печи рассчитываем по формуле:

где DРи — потери напора на участке испарения, кГ/см2; DРн — потери напора на участке нагрева радиантных труб, кГ/см2; DРк — потери напора в конвекционном змеевике печи (по одно­му потоку), кГ/см2; DРст. — статический напор, необходимый для подъема нефти в змеевике от уровня ее ввода в конвекционный змеевик до уровня вывода из радиантных труб, кГ/см2.

Расчет необходимо начинать с определения потерь напора на участке испарения:

где pн — давление в начале участка испарения.

Началом участка испарения называется то сечение змеевика печи, в котором сырье закипает, т. е. достигает температуры на­чала однократного испарения. При этой температуре упругость насыщенных паров сырья становится равной давлению в начале участка испарения.

Давление в начале участка испарения определяется методом постепенного приближения. Для некоторого облегчения расче­тов предварительно строят вспомогательную кривую зависимости температуры начала однократного испарения сырья от давления (или кривую Р = f(tн.о.и.) — зависимости упругости насыщенных паров сырья от температуры начала однократного испарения).

Фракционный состав отбензиненной нефти приведен в табл. 23.

Таблица 23

Пределы кипе­ния фракций, °С	180-250	250-300	300-345	345-437	437-462	462-500	Выше 500
Выход фракций, масс. %	10,69	9,56	7,90	16,40	6,22	9,45	39,78

Порядок построения кривой Р = f(tн.о.и.) следующий:

1. Для каждой фракции отбензиненной нефти (см. табл. 23) находим среднюю температуру кипения (как среднеарифметиче­скую температуру начала и конца кипения).

2. Рассчитываем молекулярные массы фракций по формуле Б. П. Воинова:

3. Зная массовую долю xi, каждой фракции в сырье и ее мо­лекулярную массу Мi, находим ее мольную долю хi в сырье по формуле:

4. Каждую узкую фракцию в соответствии с ее молекуляр­ной массой приравниваем (ус­ловно) к индивидуальному уг­леводороду (алкану) и находим при нескольких температурах (в нашем случае при 260, 300 и 340 °С) по диаграмме Кокса для каждой фракции (прирав­ненной к индивидуальному уг­леводороду) упругость Pi насыщенных паров. Вычисляем произ­ведения , выражающие парциальное давление паров каждой фракции, и по уравнению изотермы жидкой фазы находим для каждой из выбранных температур упругость паров сырья, т. е. давление, при котором сырье закипит при данной температуре.

Все эти определения и расчеты сведены в табл. 24.

По данным этой таблицы построена кривая Р = f(tн.о.и.) упру­гости паров нефти (рис. 43).

Предварительно задаемся давлением в начале участка испаре­ния pн = 1,9 am и по кривой (см. рис. 43) находим температуру на­чала однократного испарения (закипания) отбензиненной нефти, соответствующую этому давлению, tн = 307 °С. Эта температура выше той, с которой нефть входит в радиантные трубы ( tкн = 260 °С). Это значит, что испарение нефти начинается в радиантной секции.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru