4. Конечная температура реакции

Конечную температуру реакции, или температуру пирогаза на выходе из змеевика печи, найдем по формуле линейной интерполяции:

Т=Т₂ x₂ + T₃x_3’ + T₃x₃ + T₄x₄

где Т₂, T3 и T4 – конечная температура реакции при пиролизе углеводородов

С₂Н₆, С₃Н₆, С₃Н₈ и С₄Н₁₀ в чистом виде, К; x₂ ,x_3’ , x₃ и x₄ – содержание угле­водородов С₂Н₆, С₃Н₆, С₃Н₈ и С₄Н₁₀ в сырье в расчете только на их смесь, масс. доли.

Конечная температура процесса связана с оптимальным временем кон­такта формулами Шмидта[2. с. 41,43]:

при пиролизе этана без выделения углерода

при пиролизе пропилена, пропана и бутана без выделения углерода

где и– оптимальное время контакта, с.

Пиролизу подвергается смесь углеводородов, поэтому общее время τ_общ пребывания газовой смеси в зоне реакции для всех углеводородов будет оди­наковым. Общее время пребывания газовой смеси в зоне реакции связано с оптимальным временем [2, c.58]:

Сведения о величине общего времени пребывания газов в змееви­ках трубчатых печей пиролиза приведены в таблице 3.5.[1,с.206]. Сырье обо­гащено пропаном, поэтому примем по данным табл.3.5. величину общего времени пребывания 0,7 с. Приняв кратность превышения общего временинад оптимальным временемравной 2,1, найдем:

Используя величину =0,54 с в формулах Шмидта

найдем, что

Расчет содержания углеводородов С₂Н₆, С₃Н₆, С₃Н₈ и С₄Н₁₀ в их смеси в сырье сделан в таблице 8.

Таблица 8

Компоненты	Количество Gi, кг/ч	Массовая доля xi =
С2Н6	1408	0,1493
С3Н6	1040	0,1102
С3Н8	6821	0,7230
С4	165	0,0174
Сумма	9435	1,0000

Подставив числовые значения величин в формулу для определения ко­нечной температуры пирогаза на выходе из змеевика печи, получим:

T=1098*0,493+1032*0,1102+1032*0,7230+1032*0,0174 = 1042 К

Таблица 9

Компонент	Парогазовая смесь на входе в печь						Парогазовая смесь на выходе из печи
	Количество		Доля			Количество			Доля
	кг/ч	кмоль/ч	массовая	мольная	Молек. масса	кг/ч		кмоль/ч	массовая	мольная	Молек. масса
Н2	3,10	1,55	0,0003	0,0040	2	127,09		63,54	0,0103	0,1152	2
СН4	251,77	15,74	0,0205	0,0408	16	2026,60		126,66	0,1648	0,2297	16
С2Н4	310,58	11,09	0,0253	0,0288	28	3487,25		124,54	0,2835	0,2259	28
С2Н6	1408,45	46,96	0,1145	0,1217	30	1232,74		41,09	0,1002	0,0745	30
С3Н6	1040,09	24,76	0,0846	0,0642	42	1583,50		37,70	0,1287	0,0684	42
С3Н8	6821,44	155,03	0,5546	0,4019	44	726,93		16,52	0,0591	0,0300	44
С4	164,58	2,84	0,0134	0,0074	58	98,28		1,69	0,0080	0,0031	58
Н2О	2300	127,78	0,1870	0,3313	18	2300,00		127,78	0,1870	0,2317	18
С2Н2	-	-	-	-	26	77,10		2,97	0,0063	0,0054	26
С5	-	-	-	-	72	640,52		8,90	0,0521	0,0161	72
Сумма	12300,00	385,74	1,0000	1,0000	-	12300,00		551,40	1,0000	1,0000	-