СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Состав пирогаза Таблица 19
Состав |
% масс. |
Кг/час |
|
|
|
|
|
Н2 |
0,71 |
153,84 |
|
|
|
|
|
СО |
0,05 |
10,83 |
|
|
|
|
|
СО2 |
0,01 |
2,17 |
|
|
|
|
|
Н2S |
0,01 |
2,17 |
|
|
|
|
|
CH4 |
11,49 |
2 489,54 |
|
|
|
|
|
C2H2 |
0,47 |
101,83 |
|
|
|
|
|
C2H4 |
21,26 |
4 606,40 |
|
|
|
|
|
C2H6 |
2,09 |
452,84 |
|
|
|
|
|
C3H4 |
0,71 |
153,84 |
|
|
|
|
|
C3H6 |
8,56 |
1 854,70 |
|
|
|
|
|
C3H8 |
0,23 |
49,83 |
|
|
|
|
|
C4H4 |
0,13 |
28,17 |
|
|
|
|
|
C4H6 |
2,93 |
634,84 |
|
|
|
|
|
C4H8 |
2,07 |
448,51 |
|
|
|
|
|
C4H10 |
0,21 |
45,50 |
|
|
|
|
|
бензол |
5,39 |
1 167,85 |
|
|
|
|
|
толуол |
3,00 |
650,00 |
|
|
|
|
|
Ксилол |
1,06 |
229,67 |
|
|
|
|
|
С5 |
2,06 |
446,34 |
|
|
|
|
|
С6 |
0,46 |
99,67 |
|
|
|
|
|
С7 |
0,07 |
15,17 |
|
|
|
|
|
С8 |
0,01 |
2,17 |
|
|
|
|
|
С9 |
0,64 |
138,67 |
|
|
|
|
|
С10 |
0,29 |
62,83 |
|
|
|
|
|
Масло |
3,27 |
708,52 |
|
|
|
|
|
Вода |
32,32 |
7 002,77 |
|
|
|
|
|
Технологически |
0,5 |
108,33 |
|
е потери |
|||
|
|
||
|
|
|
|
Итого: |
100,00 |
21 667,00 |
|
|
|
|
Технологические потери берем из масляного потока и принимаем равные 0,5% , т.е. 108,33 кг/час. Следовательно, пересчитываем массовые проценты по пирогазу:
21 667,00 – 108,33= 21 558,67 кг/час
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Рассчитываем процент массовый объема водорода в пирогазе:
21 450,33 кг – 100%
153,84 - х
х = 153,84 ∙ 100/21 450,33= 0,72%
Результаты подсчетов материального баланса сведем в табл.21
материального баланса: как по массе исходных веществ и продуктов реакции в целом, так и по углеводородному составу, но уже учитывая масло для нагрева бензина в теплообменнике и воду для закалки в ЗИА.
Материальный баланс печи пиролиза Таблица 21
|
Приход |
|
|
Расход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статья баланса |
кг/час |
% |
Статья баланса |
|
кг/час |
% |
|
|
|
|
|
|
|
1. Смесь бензина |
21 667,00 |
25,00 |
1. Пирогаз всего, |
|
21 667,00 |
25,00 |
с водяным паром, |
|
|
в том числе: |
|
|
|
в том числе: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- бензол |
598,01 |
0,69 |
Н2 |
|
153,84 |
0,18 |
|
|
|
|
|
|
|
- циклогексан |
4 064,73 |
4,69 |
СО |
|
10,83 |
0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
- гексан |
8 337,46 |
9,62 |
СО2 |
|
2,17 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
- водяной пар |
8 666,80 |
10,00 |
Н2S |
|
2,17 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH4 |
|
2 489,54 |
2,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H2 |
|
101,83 |
0,11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H4 |
|
4 606,40 |
5,31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H6 |
|
452,84 |
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H4 |
|
153,84 |
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H6 |
|
1 854,70 |
2,13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H8 |
|
49,83 |
0,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H4 |
|
28,17 |
0,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H6 |
|
634,84 |
0,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H8 |
|
448,51 |
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H10 |
|
45,50 |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бензол |
|
1 167,85 |
1,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
толуол |
|
650,00 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
|
|
Ксилол |
229,67 |
0,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С5 |
446,34 |
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С6 |
99,67 |
0,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С7 |
15,17 |
0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С8 |
2,17 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С9 |
138,67 |
0,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С10 |
62,83 |
0,07 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масло |
708,52 |
0,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода |
7 002,77 |
8,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Технологические |
108,33 |
0,13 |
|
|
|
|
потери: |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Масло для |
40 678,71 |
46,93 |
2. Масло после |
40 678,71 |
46,93 |
|
предварительног |
|
|
предварительногонагр |
|
|
|
онагрева сырья |
|
|
ева сырья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Вода для |
24 341,46 |
28,07 |
3. Вода после закалки |
24 341,46 |
28,07 |
|
закалки пирогаза |
|
пирогаза |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
86 687,17 |
100,00 |
Итого: |
86 687,17 |
100,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Тепловой баланс
В основе уравнения теплового баланса любого процесса или аппарата лежит закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты
(ΣQ1), поступающей в данный процесс, если в последнем нет превращение ее в другой вид энергии, равно количеству теплоты, выделяющейся в процессе
(ΣQ2).
ΣQ1 = ΣQ2
ΣQ1 - ΣQ2 = 0 [2]
При сопоставлении теплового баланса необходимо учитывать:
1.теплоту, которую несут с собой входящие и выходящие продукты;
2.теплоту, образующуюся за счет физических и химических превращений, если таковы имеют место в данном процессе;
3.теплоту, теряемую аппаратом в окружающую среду.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Вуравнение теплового баланса входят главным образом следующие величины:
Вприход:
а) теплота (Q1) входящих в аппарат продуктов;
б) теплота (Q2) физических и химических превращений;
в) теплота (Q3), вносимая за счет посторонних продуктов, не принимающих непосредственного участия в процессе (подогрев извне).
В расход:
г) теплота (Q4) выходящих из аппарата продуктов; д) потери тепла (Q5) в окружающую среду.
Таким образом, уравнение теплового баланса примет вид:
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5, [2]
где
Q1 – теплота входящих в аппарат продуктов;
Q2 – теплота химических и физических превращений, протекающих в данном процессе;
Q3 – теплота, подающаяся к аппарату извне через его стенки продуктами, непринимает непосредственного участия в процессе;
Q4 – теплота уходящих из аппарата продуктов;
Q5 – тепловые потери в окружающую среду.
Расчет
В печь пиролиза входят следующие тепловые потоки: бензина, водяного пара, природного газа, воздуха. Из печи выходят тепловые потоки пирогаза и дымовых газов. См. схему тепловых потоков. Приложение №2.
По справочным данным определяем удельные теплоемкости компонентов и сводим их в табл. 22 [2,4,7,8]:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Удельные теплоемкости компонентов Таблица 22
|
Компонент |
Удельная теплоемкость, кДж/кг∙град |
||
|
|
|
|
|
|
Н2 |
14,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
СО |
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
СО2 |
0,838 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2S |
1,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH4 |
2,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H2 |
1,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H4 |
1,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H6 |
1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H4 |
1,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H6 |
1,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C3H8 |
1,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H4 |
2,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H6 |
2,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H8 |
2,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C4H10 |
1,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
бензол |
1,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
толуол |
1,71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ксилол |
1,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С5 |
2,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С6 |
2,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Циклогексан |
2,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С7 |
2,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С8 |
|
2,03 |
|
|
|
|
|
|
|
С9 |
|
2,17 |
|
|
|
|
|
|
|
С10 |
|
2,17 |
|
|
|
|
|
|
|
Масло |
|
1,67 |
|
|
|
|
|
|
|
Вода |
|
1,80 |
|
|
|
|
|
|
|
Топливный газ |
|
1,87 |
|
|
|
|
|
|
|
Воздух |
|
1,005 |
|
|
|
|
|
|
|
Дымовые газы |
|
1,424 |
|
|
|
|
|
|
Рассчитываем теплоту, входящих в аппарат компонентов по формуле: