Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
78
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
20.81 Mб
Скачать

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

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии.

Курсовой проект по энерготехнологии на тему:

Поверочный расчет и термодинамический анализ печи пиролиза этановой фракции.

Выполнил: Тютюнов А. А.

Вариант: №10

Группа: О-42

Преподаватель: Миносьянц С. В.

Москва 2001 г.

Содержание.

Введение

3

Краткое описание технологической схемы

4

Таблица физико-химических данных

5

1. Технологический расчет и термодинамический анализ процесса горения

6

1.1. Материальный баланс процесса горения

6

1.2. Энергетический баланс процесса горения

7

1.3 Эксергетический баланс процесса горения

12

2. Технологический расчет и термодинамический анализ процесса пиролиза этановой фракции

14

2.1. Материальный баланс процесса пиролиза

14

2.2. Баланс механической энергии процесса пиролиза

15

2.3. Энергетический баланс процесса пиролиза

19

2.4. Эксергетический баланс процесса пиролиза

21

2.5. Определение эксергетического КПД процесса пиролиза

22

3. Расчет печи пиролиза

23

3.1. Энергетический баланс химического реактора

23

3.2. Эксергетический анализ химического реактора

24

4. Разработка энергосберегающей технологии на базе печи пиролиза

25

4.1. Энергетический баланс закалочно-испарительного аппарата

25

4.2. Определение дополнительного расхода топлива

27

4.3. Определение механической мощности паровой турбины

27

4.4. Определение промежуточных температур в конвекционной зоне печи

28

5. Поверочный расчет печи пиролиза

31

5.1. Кинетический расчет радиантной зоны печи

31

5.2. Кинетический расчет конвекционной зоны печи

33

Заключение

36

Список использованной литературы

37

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.

Краткое описание технологической схемы.

Схема 1.

Процесс пиролиза является эндотермическим и относится к числу очень энергоемких производств, в которых важное значение имеет утилизация тепла горячих газов. Существующие схемы реакционных узлов различаются способом подвода тепла: внешний обогрев топочными газами, при помощи высокоперегретого водяного пара (гомогенный или адиабатический пиролиз), частичное сгорание сырья при подаче кислорода (окислительный пиролиз) и нагревание неподвижным или перемещающимся твердым теплоносителем (регенеративный пиролиз).

Наиболее распространенным методом является пиролиз с внешним обогревом. Основным реакционным аппаратом является трубчатая печь, используемая и в других процессах нефтепереработки и нефтехимии. Сырье перемещается в печи по трубам, которые обогреваются за счет тепла, получаемого при сгорании газообразного или жидкого топлива. Во избежание чрезмерного образования продуктов уплотнения сырье разбавляют водяным паром до 50 % (мас.).

Технологическая схема пиролиза (Схема 1) включает в себя трубчатую печь. Газообразное топливо сгорает в панельных горелках, расположенных в системе каналов в керамической кладке (панели) печи. В топочных камерах находится радиантная секция, состоящая из вертикальных труб, обогреваемых за счет наиболее эффективной теплопередачи излучением от раскаленной панели печи и топочных газов. В этой части труб и протекает непосредственно пиролиз, здесь поддерживается наиболее жесткий температурный режим. Частично охлажденные топочные газы поступают затем в конвекционную камеру, где теплопередача осуществляется за счет менее эффективной конвекции тепла. В расположенной здесь секции труб сырье и пар-разбавитель нагреваются до необходимой температуры, после чего они поступают в радиантную секцию труб и продукты пиролиза уходят на дальнейшую переработку. Топочный газ направляется на утилизацию его тепла и затем выводится в атмосферу.

Продукты пиролиза выходят из трубчатой печи с высокой температурой. Во избежание полимеризации олефинов и осмоления их нужно быстро охладить. Для этого применяют закалочно-испарительный аппарат (ЗИА). В результате высокой линейной скорости продуктов пиролиза предотвращается оседание твердых частиц на стенках, увеличивается коэффициент теплопередачи и достигается быстрое охлаждение. За счет этого тепла генерируется пар высокого давления, который отделяется перегревается и используется для привода турбокомпрессора.

Соседние файлы в папке Энерготехнология_1
  • #
    08.01.201491.65 Кб22En_tehnology3v_01(black&white).xls
  • #
    08.01.201487.55 Кб20En_tehnology3v_01.2.xls
  • #
    08.01.201487.55 Кб25En_tehnology3v_01.xls
  • #
    08.01.201487.55 Кб22gon.xls
  • #
    08.01.2014681.98 Кб57ПЕЧКА.DOC
  • #
    08.01.201420.81 Mб78пиролиз.doc
  • #
    08.01.2014193.3 Кб25пиролиз.mcd
  • #
    08.01.201416.38 Кб31топливо.xls
  • #
    08.01.201443.52 Кб29ХTсхема.doc