Технология пиролиза углеводородного сырья в трубчатых печах (стр. 9 из 15)
Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту:
К = 1,1(12,268 + 14,79) = 29,77 Вт/м2×град.
Поверхность конвекционных труб:
.Число труб в камере конвекции:
.Число труб по вертикали:
.Высота пучка труб в камере конвекции
,где S2 – расстояние между горизонтальными рядами труб:
hк = (43-1)×0,199 = 8,587м.
Реакционный объем змеевика, м3
.Средняя теплонапряженность конвекционных труб
4.3.2 Расчет закалочного аппарата
Закалочно-испарительный аппарат (Х-1) представляет собой теплообменник смешения. Поток пирогаза охлаждается водой, которая, испаряясь, забирает часть тепла и пирогаз остывает от температуры Тн=1103К до Тк =403К.
Составим тепловой баланс закалочно-испарительного аппарата:
,где
- приход тепла с пирогазом при температуре Тн=1103 К, Дж/ч; 
- расход тепла с пирогазом при температуре Тк =403 К, кДж/ч; 
- количество подсмоленной воды, необходимой для охлаждения пирогаза от температуры Тн=1103 К до Тк =403К, кг/ч; 
- энтальпия подсмоленной воды при температурах, кДж/кг. 
=209,50 кДж/кг, =2726,00 кДж/кг.Количество подсмоленной воды:
Таблица 4.14 - Расчет значений энтальпий пирогаза при температуре Т=403К
| Компонент | qi, кДж/кг | массовая доля, xi | qi´xi |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Н2 | 1871,38 | 0,0912 | 170,669 |
| СН4 | 308,30 | 0,3213 | 99,057 |
| С2Н2 | 208,13 | 0,0013 | 0,2706 |
| С2Н4 | 224,75 | 0,2799 | 62,908 |
| С2Н6 | 254,42 | 0,0876 | 22,287 |
| С3Н6 | 221,90 | 0,0969 | 21,502 |
| С3Н8 | 245,99 | 0,0198 | 4,871 |
| С4 | 248,68 | 0,0618 | 15,368 |
| С5 | 248,55 | 2×10-5 | 0,005 |
| Н2О | 224,90 | 0,0402 | 9,041 |
| Итого | 1,0000 | 342,979 |
Рассчитаем количество подсмоленной воды необходимой для охлаждения пирогаза для термического пиролиза:
.4.4 Расчет камеры радиации для проектируемого змеевика
С целью снижения влияния коксообразования в радиантном змеевике устанавливаем в камере радиации змеевик типа LSCC-1-1-2, параметры которого приведены в таблице 4.15.
Таблица 4.15 – Параметры змеевика
| № участка трубы | Размер труб, мм | Длина труб, мм | Количество труб | Площадь поверхности, м2 |
| 1 | 43,5х5 | 8,930 | 4 | 0,00227 |
| 2 | 70х5 | 7,930 | 2 | 0,244 |
| 3 | 108х6 | 8,270 | 1 | 0,303 |
| Итого | 0,549 |
4.4.1 Теплонапряженность поверхности нагрева радиационных труб, кВт/м2
.4.4.2 Реакционный объем змеевика, м3
,где dв – внутренний диаметр радиационных труб, м
4.4.3 Необходимое количество змеевиков такого типа для замены
.5. Эксплуатация производства
5.1 Нормы технологического режима
Нормы технологического режима приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Нормы технологического режима
| Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима. | Единица измерения | Допускаемые пределы технологических параметров | Требуемый класс точности измерительных приборов ГОСТ 8.401-80 | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Отделение пиролиза | ||||
| Пиролиз бензина и углеводородного сырья в печах (П-1) | ||||
| Сырье | ||||
| Расход на поток | т/час | 0,5-4 | 1,0 | Регулирование |
| Расход на сторону печи | т/час | 1,5-5 | 1,0 | Регулирование |
| Давление в коллекторе перед печами | кг/см2 | 12-16 | 1,0 | Регистрация |
| Водяной пар | ||||
| Соотношение пара и сырья | % | 50 | 1,0 | Регулирование |
| Давление пара в цеховом коллекторе | кг/см2 | 8 | 1,0 | Регистрация |
| Температура пирогаза | ||||
| На переходе из конвекции в радиацию | оС | 350-560 | 1,5 | Регистрация |
| После печи (температура выходов) | оС | 750-820 | 1,5 | Регулирование |
| После ЗИА (Х-1) | оС | 580-675 | 1,0 | Регистрация |
| После закалочного устройства на печах (П-1) | оС | 170-400 | 1,5 | Регулирование |
| После закалочного устройства на печи | оС | не более 360 | 1,5 | Регулирование |
| Температура газов выжига кокса после ЗИА | оС | 550-650 | 1,5 | Регистрация |
| Температура дымовых газов перед котлом (КУ) | оС | до 400 | 1,5 | Регистрация |
| Разряжение в борове печи | мм.в.ст. | не ниже 20 | 1,5 | Регистрация |
| Температура подшипников дымососа | оС | не выше | 90 | |
| Паросборник | ||||
| Давление пара | Кг/см2 | не более 29 | 1,0 | Регулирование |
| Уровень | % | не более 75не менее 25 | 1,0 | Регулирование |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Колонна (К-1) | ||||
| Температура на входе | оС | 170-300 | 1,5 | Регулирование |
| Температура верха | 105-115 | 1,5 | Регулирование | |
| Температура куба | оС | 110-180 | 1,5 | Регулирование |
| Температура после холодильников | оС | не более +20 | 1,5 | Регистрация |
5.2 Пуск и остановка установки пиролиза
Перед пуском необходимо:
1. Произвести внешний осмотр всего оборудования, запорной и предохранительной арматуры, коммуникаций, приборов КИП с целью выявления и устранения возможных неисправностей.
2. Оборудование и трубопроводы продуть инертным газом до содержания кислорода в отходящем газе не более 2 % об. Проверить оборудование и трубопроводы на герметичность.
3. Принять в соответствующие коллекторы воздух КИП, топливо, сырье, пар, промышленную воду, щелочь, масло, пропилен, аммиак, паровой конденсат. Подать промышленную воду на все водянные холодильники.
При пуске объекта в зимнее время:
1. Включить обогрев приборов КИП, паро и водоспутники. Убедиться в проходимости по всем трубопроводам, замерзшие участки и арматуру отогреть паром или горячей водой.
2. Обеспечить минимальный проток по воде и пару на резервных теплообменниках, проток продукта на резервных насосах ХГВ и ЦНГ, проток ингаза через резервный компрессор, проток пара через змеевики печи при горячем простое.
Пуск отделений пиролиза:
1. Зажечь горелки на печах пиролиза (П-1) и печи подогрева метановодородной фракции (МВФ).
2. Подать паровой конденсат в котлы утилизаторы (КУ). Включить в работу дымососы. Открыть выход получаемого в котлах-утилизаторах (КУ) пара в коллектор пара давления 8 кг/см2.
3. Начать заполнение ЗИА питательной водой. Подключить клапан регулятор давления пара в ЗИА.
4. В течение 9 часов поднимать температуру на перевалах печей (П-1) до 450оС по 50оС в час включением в работу дополнительных горелок.
5. Подать пар в змеевики печей (П-1).
6. Подать паровой конденсат в закалочные устройства 1 и 2 ступени из заводской сети.
7. Поднять температуру перевалов печей пиролиза (П-1) до 650оС по 100оС в час включением в работу дополнительных горелок горелок.
8. Открыть задвижку на входе пирогаза в емкость (Е-5).
9. Включить в работу водяные холодильники (Х-2).
10. Включить в работу воздушные холодильники (ХВ).
11. Включить в работу насос (Н-3) для откачки подсмольной воды из отсека в отстойник (О-2).
12. Принять жидкий аммиак в холодильник (Х-3).
13. Включить в работу насос (Н-2) и подать на закалочные устройства печей (П-1) подсмольную воду из емкости – разделителя (Е-2), а подачу конденсата в закалочные устройства из заводской сети прекратить.
14. Принять сырье на гребенки печей пиролиза (П-1). Поднять температуру пирогаза на выходе из печи до 750-800оС, увеличивая подачу топлива к горелкам печи.
15. Включить в работу насос (Н-4) с подачей легкой смолы на орошение верха и 8-ю тарелку колонны (К-1) для поддержания температур верха и куба.
16. Включить в работу фильтры (Ф-1) и насосы (Н-1) с подачей тяжелой смолы на 8-ю тарелку колонны (К-1).
17. Включить в работу насос (Н-7) и начать откачку подсмольной воды в отстойник (О-2).