17

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Курсовой проект

Поверочный расчет и термодинамический анализ печи пиролиза этановой фракции

Исполнитель: Лебедев М.Ю.

Группа: О-42

Руководитель: Миносьянц С.В.

Москва 2000

1. Содержание

1. Содержание 2

2. Введение 3

3. Описание технологической схемы 4

4. Расчет и термодинамический анализ процесса пиролиза этановой фракции 5

4.1 Материальный баланс 5

4.2 Энергетический баланс 5

4.3 Баланс механической энергии 6

4.4 Определение эксергетического КПД процесса пиролиза 7

5. Расчет и термодинамический анализ процесса горения топлива 9

5.1 Материальный баланс 9

5.2 Энергетический баланс 9

5.3 Эксергетический анализ процесса горения 9

6. Расчет печи пиролиза 11

6.1 Энергетический баланс 11

6.2 Эксергетический анализ печи пиролиза 11

7. Эксергетический анализ процесса теплообмена в печи пиролиза 12

8. Разработка энергосберегающей технологии на базе печи пиролиза 12

8.1 Энергетический баланс закалочно-испарительного аппарата 12

8.2 Расчет механической мощности турбины 12

8.3 Определение дополнительного расхода топлива 12

9. Поверочный расчет печи пиролиза 13

9.1 Кинетический расчет радиантной зоны печи 13

9.2 Энергетический баланс конвекционной зоны печи 14

9.3 Кинетический расчет конвекционной зоны печи 15

10. Заключение 16

11. Список литературы 17

2. Введение

Процесс пиролиза С₂-фракции имеет ключевое значение в промышленной органической химии, так как его продуктами являются наиболее важные исходные вещества НХС - этилен, пропилен, бензол, бутадиен (промежуточные продукты первого поколения по классификацииIFP).В современных экономических и социальных условиях, когда одной из главных характеристик производимого химическим предприятием продукта является его цена, возникает необходимость более тщательной разработки химической технологии с целью поиска пути снижения себестоимости продукта, и как следствия этого, повышения его конкурентоспособности на рынке. Это особенно актуально для в промышленной органической химии, где стоимость сырья составляет около 70% стоимости продукции.

Одним из путей снижения себестоимости является снижение энергозатрат на производство продукции, то есть создание вместо традиционных технологических схем энерго-химико-технологических систем. Кроме этого, снижение энергозатрат в производстве приводит к экономии природных энергоносителей, так как в химическом производстве для получения энергии как правило используется органическое топливо (природный газ и др.), запасы которого ограничены. Потенциальная возможность экономии первичных энергоресурсов заложена в использовании вторичных энергоресурсов, образующихся в виде побочных продуктов в основной технологической схеме.

Учитывая вышесказанное встает необходимость разработки ЭХТС для конкретных технологических схем. Основным признаком ЭХТС является включение в схему химического производства энерготехнологических установок, которые, как правило, не используют поступающую извне электроэнергию и теплоту, так как потребности в них покрываются (частично или полностью) тепловыми отходами самого производства.

Настоящий проект представляет собой поверочный расчет печи шахтного типа и разработку ЭХТС для технологической схемы пиролиза этановой фракции. Для определения возможных способов экономии энергии и участков ее наибольшей потери проведен эксергетический анализ системы. На основании полученных результатов сделан вывод об эффективности основных процессов, протекающих в технологической схеме пиролиза и системы в целом.