Расчет основного оборудования

Назначение, устройство и основные размеры. Определение числа реакторов

Реактор предназначен для парофазного каталитического дегидрирования этилбензола в стирол в токе водяного пара. Для установки выбран вертикальный цилиндрический стальной адиабатический реактор шахтного типа с двумя слоями катализатора и встроенным вертикальным двухходовым межступенчатым теплообменником с U-образными трубками. Теплообменник предназначен для подогрева газовой смеси, выходящей из первой ступени катализа, до начальной температуры (на входе в слой катализатора) за счет теплоты перегретого водяного пара.

Техническая характеристика реактора: диаметр реактора внутренний-6500 мм, высота общая-9140 мм.

Характеристика железохромкалиевого катализатора: плотность, кг/м³: кажущаяся-2300, насыпная-l400; срок службы (пробег) — 15 840 ч; производительность катализатора за период пробега 2370−2380 кг продукта на 1 кг катализатора; объем катализатора в реакторе 100 м³.

При длительности пробега 15 840 ч и производительности катализатора за этот период 2370 кг/кг производительность катализатора по стиролу-ректификату за 1 ч составит:

N_К =2370/15 840= 0,15 ч^-1.

Необходимый объем катализатора для обеспечения заданной производительности:

V_к =N/(N_кР_н),.

V_к =42 929,29*1,0125/(0,15*1400) = 206,98,.

где N-производительность реактора по стиролу-ректификату с учетом 1,25% потерь, кг/ч.

Количество этилбензола (углеводородной смеси) на входе в реактор составляет (см. состав потока 6):

m_эб= 270 985,98−179 609,31= 91 376,68 кг/ч.

Необходимый объем катализатора для обеспечения заданной производительности:

V_к =m_эб/(р_эбV_об),.

V_к =91 376,68 /(867*0,5)= 210,79 м³,.

где V_об -объемная скорость жидкого этилбензола, ч^-1.

Число реакторов для обеспечения заданной производительности;

n=210,79 /100 = 2,11.

Необходимо установить три реактора, соединенные параллельно. Запас производительности по катализатору:

(100,0*3−210,79). 100/210,79 =42,43%.