МАХП

Технологическая схема установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором

Циклонный элемент.

Циклонный элемент (рис. 28) служит для отделения твердых частиц от пара или газа за счет центробежной силы. Пары с катализаторной пылью поступают в элемент циклона по кольцевой щели 6 на винтовой завихритель 3, пройдя по которому, они получают вращательное движение. При вращении парового (газового) потока частицы пыли под действием центробежной силы оседают на стенках корпуса 1, затем спадают в конус и удаляются через пылеотводящий патрубок 7. Очищенные от пыли пары продукта или газовоздушная смесь отводятся по выхлопной трубе 2 по своему назначению.

Схема горизонтальной топки под давлением для подогрева воздуха.

Горизонтальная топка (рис. 29) под давлением для нагрева воздуха используется для регенерации и пневмотранспорта катализатора на установках каталитического крекинга. Корпус топки выполнен из листовой углеродистой стали, цилиндрическая часть толщиной 18 мм, а днище и конический переход толщиной 20 мм. Принятый для топки предохранительный клапан не может полностью сбросить в атмосферу излишнее давление при хлопках, когда оно повышается мгновенно, поэтому корпус топки рассчитан на давление 7 кг/см2 и испытывается гидравлически на 10, 5 кг/см2. Камера горения горизонтальной топки расположена у сферического днища, на котором размещен штуцер для установки форсуночных устройств, и представляет собой сварной цилиндр из листовой углеродистой стали толщиной 10 мм. Камера горения опирается на две подставки, при этом она приваривается наглухо только к одной передней подставке, а по второй может свободно перемещаться при тепловых деформациях. С внутренней стороны стакан камеры горения футерован огнеупорным кирпичом класса А толщиной в один кирпич. Футеровка должна быть выполнена особо тщательно из клинового и прямого кирпича вперемешку. Конец камеры горения выполнен в виде усеченного конуса для лучшего перемешивания в камере смешения продуктов горения и холодного воздуха. Холодный воздух подается в камеру смешения по кольцевому зазору между корпусом топки и кожухом камеры горения. При перемещение в направлении камеры смешения холодный воздух омывает камеру горения и несколько нагревается за счет охлаждения ее поверхности. Для равномерного распределения воздуха в кольцевом зазоре и лучшего перемешивания его в камере смешения с продуктами сгорания к цилиндру корпуса аппарата по образующей под углом 300 приварены два ряда пластин. Воздух для сжигания топлива подводится к форсункам отдельно по двум штуцерам, врезанным в сферическое днище корпуса аппарата, поэтому кольцевой зазор отделен от передней части топки глухой перегородкой из листовой стали. Края перегородки в месте приварки корпуса отбортованы для компенсации разности тепловых деформаций корпуса и кожуха камеры горения. Камерой смешения горизонтальной топки под давлением служит задняя часть корпуса за пределами камеры горения. Эта часть аппарата также футерована огнеупорным кирпичом для защиты стенок от действия высокой температуры. Камера смешения выполнена со ступенчато – изменяющимся диаметром. В ней предусмотрен люк диаметром 500 мм для осмотра и ремонта топки. Топка устанавливается на пяти опорных лапах, из них только одна крепится к фундаменту наглухо анкерными болтами, а остальные могут перемещаться при температурных деформациях аппарата.

Топка под давлением рассчитана для подогрева 30000 м3/час воздуха с 20 до 5000С. Рабочее давление в топке около 0, 25 атм, тепловое – 900000 ккал/м3*час.

Расход жидкого топлива при этом составляет около 550 кг/час.

Схема горизонтальной топки под давлением для подогрева воздуха.

4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором (1-Б).

Каталитический крекинг с пылевидным катализатором диаметром от 40 до 150 мк применяется при производстве высокооктановых бензинов и по сравнению с другими процессами каталитического крекинга имеет ряд преимуществ, а именно: однородность температуры в кипящем слое, высокий коэффициент теплопередачи, однородность состава твердой фазы и использование последней в качестве теплоносителя, возможность смешения жидкостей и твердых веществ с образованием газовой фазы. В связи с этим процессы каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора находят широкое применение в промышленности (рис. 30).

Процесс крекирования начинается уже в линии пневмотранспорта с момента смешания сырья с горячим катализатором и завершается в кипящем слое реактора.

Качество и количество бензинов каталитического крекинга, газо – и коксообразование зависят от природы сырья, температуры, давления процесса, времени контакта сырья с катализатором и активности последнего.

Процесс проводится в следующих условиях: температура крекинга 450 – 5250С; температура регенерации катализатора 540 – 6800С; давление в реакторе 0, 6 – 1, 4 атм; давление в регенераторе 0, 3 – 2, 1 атм. Чаще используется алюмоселикатный катализатор.

Сырье – керосино – соляровая фракция насосом 1 прокачивается последовательно через теплообменники легкого и тяжелого газойля 2 и 3, печь 4, где нагревается до температуры 220 – 3000С и поступает в захватное приспособление 5 транспортной линии, идущей в реактор 6. Одновременно из стояка регенератора в захватное устройство поступает катализатор, имеющий температуру 550 – 5900С.

Пары сырья, водяной пар, подаваемый также в захватное устройство, и катализатор поступают в реактор. Поток проходит распределительное устройство и входит в зону кипящего слоя катализатора, в котором происходит крекинг сырья. Пары воды и продуктов реакции проходят через две ступени циклонных сепараторов, улавливающих большую часть унесенных частичек катализатора, которые ссыпаются вниз, а пары по шлемовой трубе реактора поступают в ректификационную колонну 8.

Закоксованный катализатор после отпарной секции реактора поступает в захватное приспособление транспортной линии регенератора 7, подхватывается струей воздуха и транспортируется в регенератор. Регенерация производится при температуре 560 – 6000С при подаче воздуха. В случае большого избытка тепла в регенераторе в работу включается котел – регенератор 17. Дымовые газы в регенераторе проходят циклонные сепараторы, котел – утилизатор 18 и электрофильтр 20. Пары продуктов крекинга в ректификационной колонне 8 подвергаются промывке и очистке от катализаторной пыли, увлеченной из регенератора. Промывка осуществляется остаточным продуктом с низа колонны. Часть циркулирующего продукта по мере накопления в нем катализаторной пыли отводится в реактор. Тяжелый газойль в виде бокового погона отбирается из колонны, проходит через отпарную колонну 24 и частично насосом Н-9 прокачивается через теплообменник 3, холодильник 10 и возвращается в колонну 8, а частично насосом Н-25 через холодильник 26 отводится с установки. С тарелки 10 колонны 8 легкий газойль отводится в отпарную колонну 11, откуда насосом Н-12 через теплообменник 2 и холодильник 13 отводится с установки. Газ, пары бензина и врды с верха колонны 8 через конденсатор – холодильник поступают в газоотделитель 15. Бензин частично подается на орошение колонны 8, а остальное количество поступает на газофракционирующую установку. Туда же направляется и жирный газ с верха газоотделителя.

Технологическая схема установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором
 

Вакуумный блок установки АВТ

Вакуумный блок установки АВТ.

 

Вакуумная установка, работающая обычно в комплексе с атмосферной трубчаткой, предназначена для глубокой перегонки нефти. На вакуумной установке мазут атмосферной трубчатки перегоняется до гудрона с получением или широкой дистиллятной фракции 350-500оС, являющейся сырьем термического и каталитического крекинга (топливный вариант работы), или дистилятных масел (веретенное, трансформаторное, машинное, цилиндровое) и остаточных масел (авиационное, дизельное) при работе по масляному варианту.

Для понижения температуры кипения этих фракций, часто находящейся выше температуры начала их разложения, в колонне создают вакуум и в качестве инерта вводят водяной пар. Большая часть вакуумных установок работает по схеме однократного испарения мазута. Мазут подогревается в дистиллятных полугудроновых и гудроновых теплообменниках, доводится в трубчатой печи до 425°С и поступает в ректификационную колонну, отгонная часть которой имеет меньший диаметр, чем концентрационная часть. Благодаря этому сокращается время пребывания остатка в колонне и уменьшается опасность его разложения. Боковыми погонами являются веретенный, трансформаторный и соляровый дистилляты. Отпаренный в отгонной колонне полугудрон идет на извлечение из него остаточных масел. Вакуум в колонне создается физико-механическим способом, т.е. конденсацией паров (обычно в барометрическом конденсаторе) и отсасыванием несконденсировавшихся газов насосами или пароструйными эжекторами. Конденсат откачивают насосами или удаляют свободным истечением.

В вакуумной колонне стремятся создать условия, обеспечивающие высокую долю отгона (перехода в паровую фазу) вводимого сырья и его минимальное разложение. Для этого необходимо уменьшить время пребывания мазута в печи, снижать гидравлические сопротивления во всех элементах системы и применять вакуумсоздающие системы, обеспечивающие поддержание минимального давления в колонне (30?50 мм.Hg). для этой цели применяют печи двухстороннего облучения (уменьшают время пребывания мазута в печи), а также вводят в змеевики водяной пар (снижает интенсивность коксообразования и его отложения на стенки труб), увеличивают диаметр труб змееевка, последних по ходу сырья, соединения труб змеевиков производят с помощью ________, а не _______, трансферную линию выполняют с минимальным числом поворотов.

На рис.8 приведена схема вакуумного блока, работающего по принципу выделения широкой фракции вакуумных дистиллятов (вакуумный газойль), которая используется в качестве сырья установки каталитического крекинга.

Мазут (I) сырьевым насосом 1 прокачивается двумя параллельными потоками через печь 2 и подается в вакуумную двухсекционную колонну 3. Две части укрепляющей секции соединены по парам, но орошаются раздельными потоками жидкости. С низа колонны 3 после предварительной отпарки водяным паром (IV) насосом 9 отводится поток гудрона (II), а с низа верхней части укрепляющей секции отводится поток вакуумного газойля (III), который частично возвращается на орошение нижней части  укрепляющей секции. Остаток прокачивается насосом 7 через рекуперационные теплообменники 6 и после концевого холодильника 8 отводится на склад. Конденсация дистиллятных паров достигается за счет холодного орошения (IIIа).

Несконденсированные углеводороды газов разложения и воздух (IV) через барометрический конденсатор 4 эвакуируются из системы пароводяным насосом 5.

Для отвода нескольких дистиллятных фракций могут использоваться несколько типов схем, дающих примерно одинаковые результаты (рис.8А(а,б,в)).

Вакуумный блок установки АВТ

Вакуумная колонна.

Вакуумные колонны (рис. 9) работаю т под наружным избыточным давлением до 710 мм.рт.ст. и имеют диаметр верхний части корпуса до 12м. Диаметр нижней части корпуса значительно меньше ввиду меньшего объема идущих снизу паров и необходимости сокращения времени пребывания в колонне тяжелых, легкоразлагающихся остатков перегонки.

Во избежание потери устойчивости формы корпус аппарата снаружи укреплен кольцами жесткости, имеющими обычно тавровое или двутавровое сечение.

Внутри колонны устанавливаются желобчатые, колпачковые или клапанные тарелки, состоящие из ряда отдельных секций и выполненные одно- или многопоточными в зависимости от диаметра аппарата. Над местом ввода сырья и наверху вакуумной колонны располагаются отбойные устройства чаще жалюзийного типа, обеспечивающие достаточно эффективное отделение капель жидкости от паров.

В последние годы в вакуумных колоннах все большее распространение находит насадка, выполненная в перекрестно-точных насадочных ________ различной геометрии. При использовании перекрестно-точной насадки (ПТН) удается снизить гидравлические сопротивления колонны и сохранить достаточно высокую эффективность массопередачи за счет оптимизации скоростных режимов взаимодействующих фаз в ПТН.

Можно также отметить тенденцию перехода на «сухой» вакуум (работа без использования в качестве отпаривающего агента водяного пара), что позволяет разгрузить сечение вакуумной колонны по парам. В качестве отпаривающего агента используется перегретый дистиллятный погон самой вакуумной колонны или один из потоков АТ, который в этом случае после конденсации возвращается в атмосферный блок. Для перегрева дистиллятного потока используется один из элементов основной печи.

 

Барометрический конденсатор.

Барометрический конденсатор (рис. 10) предназначен для создания вакуума в колонне за счет конденсации отводимых из нее паров.

Тарельчатый барометрический конденсатор представляет собой цилиндр диаметром 1800 мм и высотой 5370 мм, нижняя часть которого сделана конусообразной. В цилиндрической части конденсатора помещены 6 каскадных тарелок.

Барометрические конденсаторы снабжены барометрической трубой высотой не менее 10 м, штуцерами для ввода паров и газов и подачи охлаждающей воды в верхнюю часть конденсаторов. Тарельчатый барометрический конденсатор работает следующим образом. Пары разложившихся нефтепродуктов, водяной пар и воздух вводятся в нижнюю часть, под первую тарелку барометрического конденсатора. Смесь паров по тарелкам направляется наверх. Охлаждающая вода вводится в верхнюю часть аппарата и, стекая по тарелкам вниз, охлаждает и конденсирует водяной пар и часть продуктов разложения и с конденсатом по барометрической линии отводится в колодец. Неконденсированные пары продуктов разложения и воздух через верхний штуцер аппарата отсасывается эжектором.

Пароэжекторные насосы.

На вакуумных блоках для эвакуации несконденсированных в барометрическом конденсаторе углеводородов, газов разложения и воздуха, попадающего в систему через неплотности оборудования (прокладки, уплотнительные устройства насосов, …), используются многоступенчатые пароэжекторные насосы (ПЭНы).

Двухступенчатый ПЭН показан на рис.11. Насос раработает следующим образом. Камера всасывания 1-ой ступени соединена с вакуумной линией барометрического конденсатора. Рабочим агентом насоса является водяной пар (0.6?1.0 МПа), который подволится к соплам обоих ступеней ПЭНа. Водяной пар 1-ой ступени, истекая из сопла сосверкритической скоростью, поступает в диффузор, захватывая из камеры смешения несконденсированные газы. В диффузоре скоростной напор газовой струи преобразуется в статическое давление, вследствие чего на выходе из диффузора давление в системе повышается. Смесь рабочего пара 1-ой ступени и откачиваемых газов поступает в промежуточный конденсатор, орошаемый холодной водой. За счет роста давления и понижения температуры обеспечивается частичная конденсация рабочего газа и откачиваемых углеводородов. Остаточные газы поступают в камеру смешения 2-ой ступени, где процесс повторяется. Во 2-ой ступени происходит дожатие откачиваемой среды до атмосферного давления. Смесь рабочего пара и откачиваемых газов из 2-ой ступени выбрасывается непосредственно в атмосферу (иногда через дополнительный конденсатор). Конденсанты из конденсаторов через барометрические трубы (высота > 10м) сбрасываются в барометрические колодцы (ящики).

Двухступенчатый ПЭН

Ректификационная колонна.

Ректификационные методы разделения смесей играют важную роль в переработке нефти и ее продуктов. Типичная конструкция колонны (стабилизационная и атмосферная колонны АВТ, колонны блоков разделения других установок) представлена на рис. 12.

Корпус ректификационной колонны представляет вертикальный цилиндрический сварной сосуд. На корпусе предусмотрены штуцера: ввода сырья, вывода продуктов, подачи орошения и ввода паров из отпарных колонн.

К корпусу колонны снизу приваривается цилиндрическая опорная часть, в которой имеется один или два лаза и отверстие для вывода трубопровода остатка. Для крепления к фундаменту опорная часть имеет лапы. Верх и низ корпуса заканчиваются эллиптическим, коробовым или сферическим днищем. Внутри колонны к корпусу крепятся ректификационные тарелки. Конструкция их очень разнообразна.

Широкое распространение пола еще имеют тарелки с желобчатыми колпачками (рис. 13). Основные детали тарелки: сегментный карман 1; два глухих сегмента 2; опорные уголки 3, на которые опираются желоба 4; колпачки 5, прикрепляемые к опорным уголкам на шпильках 6; сливная перегородка 7 со сливной планкой 8.

Пары, поднимающиеся с нижележащей тарелки, через щели между желобами, попадают под колпачки и, проходя в зубчатые кромки колпачка, барботируют через жидкость, протекающую по желобам.

Другой разновидностью ректификационных тарелок является ситчатая тарелка (рис. 14). Она представляет плоский перфорированный лист с обычными сливными устройствами. Перфорация ее может быть выполнена в виде круглых отверстий диаметром 3-4 мм или щелей. Если такая тарелка выполнена с переливными устройствами, то движение организует так, чтобы пары способствовали ее течению к сливу.

Ректификационная колонна

В настоящее время для конденсации и охлаждения паров нефтепродуктов, имеющих достаточно высокую температуру кипения (более 350-450С) вместо водяных конденсаторов-холодильников применяются конденсаторы-холодильники воздушного охлаждения. Такая замена позволяет сократить расход охлаждающей воды, уменьшить вероятность загрязнения окружающей среды сточными водами и поэтому является экономически оправданной.

 В конденсаторах воздушного охлаждения (КВО) теплообменные секции расположены в виде шатра или горизонтально (рис. 15, 16, 17). Атмосферный воздух просасывается осевым вентилятором, расположенным в основании теплообменника, и, проходя через охлаждающие секции, отбирает тепло поступающих в них нефтепродуктов.

Трубы теплообменных секций имеют диаметр от 25 до 30 мм и выполняются гладкими или оребренными. В последнем случае поверхность может быть увеличена в 10 раз. Обычно оребренные трубы применяются для конденсаторов и холодильников, охлаждающих светлые нефтепродукты, гладкие- для охлаждения тяжелых продуктов (например, мазута). Воздушным охлаждением технологических потоков температура может быть снижена до 350С.

 Конденсаторы – холодильники воздушного охлаждения позволяют обеспечить автоматическое регулирование процесса охлаждения.

   

Решение задач часть 1

Задача 1.3. Провести проектный расчет конденсатора для конденсации паров диэтиленгликоля (ДЭГ). Охлаждение осуществляется технической водой, которая подается в трубное пространство.
Исходные данные:
- расход паров ДЭГ на входе в конденсатор 0,35 кг/ч;
- начальная температура воды - 200С, а конечная - 350С;
- начальная температура ДЭГа - 1400С.
- Давление в трубном пространстве составляет 0,4 МПа, в межтрубном - 1,5 МПа.
Теплофизические свойства теплоносителей при средней рабочей температуре.
ДЭГ: плотность конденсата  986 кг/м3; коэффициенты динамической вязкости  0,45*10^-3 Пас и теплопроводности 0,163 Вт/(мК); удельная теплота конденсации r = 754,2 кДж/к .
Вода: плотность воды 996 кг/м3; коэффициент теплоемкости воды с = 4180 Дж/(кг К); коэффициент динамической вязкости воды 0,8*10^-3 Пас, коэффициент теплопроводности воды 0,612 Вт/(м К)

Скачать решение задачи 1.3 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.4. Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый конденсатор для конденсации паров ацетона в установке получения ацетона. В качестве охлаждающей жидкости принять воду.  
Исходные данные: температура паров ацетона - 56°С, расход ацетона - 3,1 кг/с, начальная температура воды - 20°С, конечная - 35°С.  
Теплофизические свойства теплоносителей при средней рабочей температуре. Удельная теплота конденсации паров ацетона r = 522,8 кДж/кг, температура конденсации паров ацетона - 56°С, коэффициент теплопроводности  ацетона 0,0105 Вт/(м К),  плотность  конденсата  ацетона 750 кг/м3; коэффициент динамической вязкости ацетона 0,236*10^-3 Па-с, коэффициент теплопроводности 0,01163 Вт/(м К), коэффициент  динамической  вязкости воды 0,8*10^-3 Па с,  плотность воды 993 кг/м3, коэффициент теплоемкости воды с=4180 Дж/(кг К).

Скачать решение задачи 1.4 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.5 Рассчитать и подобрать кожухотрубчатый конденсатор для конденсации паров этилового спирта. Охлаждающая жидкость - вода. Исходные данные: расход этилового спирта 0,6 м3/ч. температура спирта на входе - 90°С, на выходе - 25°С; начальная температура воды - 20°С, конечная - 45°С. Давление в межтрубном пространстве - 0,09 МПа, в трубном - 0,2 МПа. Вода поступает в трубное пространство, этиловый спирт в межтрубное.
Теплофизические характеристики этилового спирта для средних рабочих температур: коэффициент теплопроводности 0,25 Вт/(м К), коэффициент динамической вязкости 0,8*10^-3 Па с, коэффициент теплоемкости спирта с=3226,3 Дж/(кг К); плотность 785 кг/м3. Теплофизические свойства воды проведены в таблице 1.

Скачать решение задачи 1.5 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.7. Рассчитать и подобрать нормализованный водоводяной теплообменник «труба в трубе».
Исходные данные: расход греющей воды 0,6 кг/с и она движется по внутренней трубе с начальной температурой – 95  °С; расход нагреваемой воды 0,9 кг/с, начальная температура составляет 15 °С, конечная – 45 °С. Теплофизические свойства теплоносителей представлены в табл.1.

Скачать решение задачи 1.7 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.8. Провести проектный расчет кожухотрубчатого холодильника для охлаждения азотной кислоты водой.
Исходные данные: расход азотной кислоты 0,8 кг/с, начальная температура кислоты - 120°С, конечная - 40°С; начальная температура воды - 20°С, конечная - 40°С. Кислота поступает в трубное пространство с давлением - 0,1  МПа,  вода  поступает  в  межтрубное  пространство  с давлением - 0,5 МПа.
Теплофизические свойства кислоты: плотность кислоты 1391 кг/м3, коэффициент динамической вязкости кислоты 0,52*10^-3 Па-с, коэффициент теплоемкости кислоты с=3565,7 Дж/(кг-К), коэффициент теплопроводности  кислоты 0,267  Вт/(м-К),  коэффициент объемного расширения b1=0,0027 К-1. Теплофизические свойства воды приведены в табл. 1.

Скачать решение задачи 1.8 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.18. Рассчитать и подобрать нормализованный пластинчатый теплообменник для нагрева товарной нефти.
Исходные данные: количество нагреваемой нефти 50000 кг/ч входит в аппарат с температурой - 10°С; количество товарной нефти 45000 кг/ч входит в аппарат с температурой 100°С; температура товарной нефти на выходе из аппарата - 40°С.
Теплофизические параметры теплоносителей. Нагреваемая нефть: коэффициент динамической вязкости  Па с, коэффициент теплопроводности 0,61 Вт/(м К), коэффициент теплоемкости с=3550 Дж/(кг К), плотность 930 кг/м3. Товарная нефть: коэффициент динамической вязкости 1,8*10^-3 Па с, коэффициент теплопроводности 0,6 Вт/(м К), коэффициент теплоемкости с=3190 Дж/(кг К), плотность 820 кг/м3.

Скачать решение задачи 1.18 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.23. Рассчитать и подобрать нормализованный спиральный теплообменник для охлаждения 20% раствора NaOH водой.
Исходные данные: количество раствора 5 кг/ч; начальная температура раствора 80°С,  конечная 40°С;  температура  охлаждающей  воды  на входе 20°С,  на  выходе 40°С.  Движение  теплоносителей  противоточное.
Теплофизические  свойства  раствора  при  средней  температуре  потоков:  коэффициент  теплопроводности 0,536  Вт/(м К),  плотность 1196  кг/м3,  коэффициент  кинематической  вязкости 1,563*10^-6 м2/с, коэффициент теплоемкости с=3,963 кДж/(кг К), критерий Прандтля Pr=10,7. Теплофизические свойства воды приведены в табл. 1.

Скачать решение задачи 1.23 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.25.  Выполнить  проектный  расчет  кожухотрубчатого  холодильника  для охлаждения раствора натриевой щелочи, который подается в трубное пространство теплообменника.
Исходные данные и теплофизические свойства теплоносителей.  Водный 10%  раствор  щелочи NaOH:  объемный  расход 20  м3/ч,  начальная  температура - 500°С; конечная - 250°С,  давление  в  трубном  и  межтрубном пространствах 0,6 МПа, плотность 1103 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,63 Вт/(м К), коэффициент динамической вязкости 1,39•10-3  Па•с,  коэффициент  удельной  теплоемкости 3,3 кДж/(кг К), критерий Прандтля Pr1=7,3.
Вода: начальная температура составляет 200°С, конечная - 350°С, плотность 995,9 кг/м3, коэффициент динамической вязкости 0,996*10^-3 Па с,  коэффициент теплопроводности 0,61 Вт/(м К), коэффициент удельной  теплоемкости 4,180 кДж/(кг К), критерий Прандтля Pr2=5,5.   Ориентировочный коэффициент теплопередачи Кор=300 Вт/( м2 К).

Скачать решение задачи 1.25 (МАХП КНИТУ)

Задача  1.26.  Рассчитать  и  подобрать  нормализованный  кожухотрубчатый конденсатор для охлаждения углеводородов этиленового ряда.
Исходные данные: расход углеводородов 0,8 кг/с; температура на входе в конденсатор (-22°С), на выходе (-28°С); давление углеводородов – 2,5 МПа. Охлаждающая среда – этан. Температура этана на входе (-43°С),  на  выходе (-30°С);  давление  этана – 1,8  МПа.  Углеводороды подаются в межтрубное пространство, а этан – в трубное. Межтрубное пространство разбивается на две зоны: конденсации и охлаждения.
Теплофизические  свойства  углеводородов:  теплота  конденсации r=301,46 кДж/кг; энтальпия жидкого конденсата в начале второй зоны i=333,99 кДж/кг; энтальпия конденсата на выходе из аппарата i=292,3 кДж/кг; коэффициент теплоемкости этана с=3,3 кДж/(кг-К); ориентировочный коэффициент теплопередачи 100 Вт/(м2-К). Теплофизические  свойства  конденсата:  для I  зоны:  плотность 435 кг/м3; коэффициент теплоемкости 3,3 кДж/(кг-К); коэффициент динамической  вязкости 70*10^-6 Па-с;  коэффициент  теплопроводности 0,0113 Вт/(м-К); для II зоны: плотность 630 кг/м3; коэффициент теплоемкости 3,24  кДж/(кг-К);  коэффициент  теплопроводности 0,0138 Вт/(м-К); коэффициент динамической вязкости 56*10^-6 Па-с; скорость движения 0,04 м/с. Теплофизические  свойства  этана:  плотность 580  кг/м3;  коэффициент теплоемкости 3,26  кДж/(кг-К);  коэффициент  теплопроводности 0,0133 Вт/(м-К);  коэффициент  динамической  вязкости 5*10^-6 Па-с; критерий Прандтля Pr=1,18.

Скачать решение задачи 1.26 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.34. Рассчитать и подобрать нормализованный пластинчатый теплообменник для подогрева коррозионноактивной органической жидкости.
Исходные данные: расход жидкости 3 кг/с; начальная температура составляет 200?С, конечная – 800?С; давление насыщенного водяного пара равно 0,6 МПа; температура конденсации водяного пара 1600?С.
Теплофизические свойства теплоносителей при средней рабочей температуре.
Органическая жидкость: плотность 900 кг/м3; коэффициент динамической вязкости  536*10^-6 Пас; коэффициент теплопроводности 0,458Вт/(мК); коэффициент теплоемкости с=3730 Дж/(кгК); критерий Прандтля Pr=4,35.
Конденсат: плотность 908 кг/м3; коэффициент теплопроводности 0,683 Вт/(м*К); коэффициент динамической вязкости 177*10^-6 Па с; удельная теплота парообразования с=2095 кДж/кг; критерий Прандтля Pr=1,11. Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи составляет K = 1500 Вт/(м2*К).

Скачать решение задачи 1.34 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.42. Рассчитать и подобрать нормализованный спиральный теплообменник для охлаждения раствора хлористого кальция водой.
Исходные  данные:  расход  раствора 4,2  кг/с;  начальная  температура раствора равна 100°С, конечная – 30°С; начальная температура воды составляет 20°С, конечная – 40°С.
Теплофизические свойства раствора (25% CaCl) при средней рабочей температуре: плотность р=1240 кг/м3; коэффициент динамической вязкости 5,9*10^-3 Па с;  коэффициент  теплоемкости  с=3060  Дж/(кг К); критерий  Прандтля  Pr=30;  коэффициент  теплопроводности 0,6 Вт/(м К). Теплофизические свойства воды приведены в табл. 1.

Скачать решение задачи 1.42 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.52. Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник (нагреватель) для нагрева насыщенного раствора моно-этаноламина (МЭА) обедненным раствором МЭА в производстве диоксида углерода.
Исходные данные: начальная температура насыщенного раствора МЭА равна 400С, конечная - 700С; начальная температура обедненного раствора МЭА - 750С, конечная - 550С; расход насыщенного раствора МЭА 20 м3/ч, давление в трубном и межтрубном пространствах равны 0,2 МПа.
Теплофизические характеристики теплоносителей для средних рабочих температур.
Коэффициент теплоемкости насыщенного раствора МЭА с=3695 Дж/(кгК), его коэффициент теплопроводности 0,548 Вт/(мхК), плотность 980 кг/м3, коэффициент динамической вязкости  0,657*10^-3Пахс; удельная теплоемкость обедненного раствора МЭА с=3700 Дж/(кг К), плотность 956 кг/м3; коэффициент динамической вязкости 0,396*10^-3 Пахс, его коэффициент теплопроводности 0,574 Вт/(м*К). Коэффициент теплопроводности стали 17,5 Вт/(мхК).

Скачать решение задачи 1.52 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.57.  Рассчитать  и  подобрать  кожухотрубчатый  теплообменник  для нагрева воздуха в паровом котле.
Исходные  данные  и  теплофизические  свойства  теплоносителей  при средней рабочей температуре. Воздух: расход воздуха 37,6 кг/c; температура на входе равна 30°С, на выходе – 260°С; средняя скорость 8 м/с; плотность  =0,844 кг/м3; коэффициент теплопроводности  3,52*10^-2 Вт/(м К); коэффициент теплоемкости с=1,01 кДж/(кг К); коэффициент кинематической вязкости 28,3*10^-6 м2/с; критерий Прандтля Pr=0,684.
Дымовые газы (13% CO2, 11% H2O): расход газа 24,8 кг/с и он движется  внутри  стальных труб со скоростью 14 м/с; температура газов  на входе в воздухоподогреватель 380°С; коэффициент теплопроводности 4,54*10^-2  Вт/(м К); коэффициент  теплоемкости с=1,12  кДж/(кг-К); плотность 0,622  кг/м3;  коэффициент  кинематической  вязкости 41,2*10^-6  м2/с; коэффициент  теплопроводности стальных труб 46,5 Вт/(м К).

Скачать решение задачи 1.57 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.64. Рассчитать и подобрать нормализованный пластинчатый теплообменник для нагрева товарной нефти.  
Исходные данные: нагреваемая нефть в количестве 54000 кг/ч входит в  аппарат  с  температурой 10°С;  количество  товарной  нефти 47000 кг/ч,  входит  в  аппарат  с  температурой 100°С;  температура  товарной нефти на выходе из аппарата 40°С.
Теплофизические параметры теплоносителей.
Нагреваемая  нефть:  коэффициент  динамической  вязкости 1,2*10^-3 Па-с,  коэффициент  теплопроводности 0,61  Вт/(м-К),  коэффициент теплоемкости с=3550 Дж/(кг-К), плотность 930 кг/м3. Товарная нефть: коэффициент динамической вязкости 1,8*10^-3 Па-с, коэффициент  теплопроводности 0,6  Вт/(м-К),  коэффициент  теплоемкости с=3190 Дж/(кг-К), плотность 820 кг/м3.

Скачать решение задачи 1.64 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.65. Рассчитать и подобрать нормализованный пластинчатый теплообменник для охлаждения обессоленной (мягкой) воды в производстве форполимера захоложенной водой.
Исходные данные: количество обессоленной воды 16,2 кг/с, температура обессоленной воды на входе в аппарат равна 80°С, на выходе 30°С; температура захоложенной воды на входе в аппарат 5°С, на выходе 10°С. Теплофизические свойства воды приведены в табл.1.

Скачать решение задачи 1.65 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.72.  Рассчитать  и  подобрать  нормализованный  кожухотрубчатый конденсатор для охлаждения углеводородов этиленового ряда.
Исходные данные: расход углеводородов 1,7 кг/с; температура на входе в конденсатор (-22°С), на выходе (-28°С); давление углеводородов равно 2,5 МПа. Охлаждающей средой является этан. Температура этана на входе (-43°С), на выходе (-30°С); давление этана 1,8 МПа. Углеводороды подаются  в  межтрубное пространство, а этан – в трубное.
Межтрубное  пространство  разбивается  на  две  зоны:  конденсации  и охлаждения.
Теплофизические  свойства  углеводородов:  теплота  конденсации r=301,46 кДж/кг; энтальпия жидкого конденсата в начале второй зоны i=333,99 кДж/кг; энтальпия конденсата на выходе из аппарата i=292,3 кДж/кг; коэффициент теплоемкости этана с=3,3 кДж/(кг К); ориентировочный коэффициент теплопередачи 100 Вт/(м2 К). Теплофизические  свойства  конденсата:  для I  зоны:  плотность 435 кг/м3; коэффициент теплоемкости 3,3 кДж/(кг-К); коэффициент динамической  вязкости 70*10^-6 Па-с;  коэффициент  теплопроводности 0,0113 Вт/(м-К); для II зоны: плотность 630 кг/м3; коэффициент теплоемкости 3,24  кДж/(кг-К);  коэффициент  теплопроводности 0,0138 Вт/(м-К); коэффициент динамической вязкости 56*10^-6 Па-с; скорость движения 0,04 м/с. Теплофизические  свойства  этана:  плотность 580  кг/м3;  коэффициент теплоемкости 3,26  кДж/(кг-К);  коэффициент  теплопроводности 0,0133 Вт/(м-К);  коэффициент  динамической  вязкости 5*10^-6 Па-с; критерий Прандтля Pr=1,18.

Скачать решение задачи 1.72 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.75. Рассчитать и подобрать нормализованный пластинчатый теплообменник  для  нагрева  жирных  кислот  водяным  паром.  Определить гидравлическое сопротивление аппарата.
Исходные  данные:  температура пара 160°С;  давление  пара 0,8  МПа; расход жирных кислот 0,67 кг/с; начальная температура кислот 30°С, конечная 120°С.
Теплофизические свойства теплоносителей.
Теплота парообразования r=2095 кДж/кг, коэффициент теплопроводности  на  линии  насыщения 0,0683 Вт/(м К);  плотность  воды  на линии насыщения 907,4 кг/м3, коэффициент динамической вязкости воды на линии насыщения 0,177*10^-3 Па с; плотность кислот 920 кг/м3,  коэффициент  теплопроводности  кислоты 0,15  Вт/(м•К),  коэффициент теплоемкости с=2,304 кДж/(кг К), коэффициент динамической вязкости кислоты 0,25*10^-3 Па•с, критерий Прандтля Pr=1,11; ориентировочное  значение  коэффициента  теплопередачи   ор=120Вт/(м2 К).

Скачать решение задачи 1.75 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.81. Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охлаждения диэтилового эфира рассолом из холодильной установки. Исходные данные: расход эфира 3,4 кг/с; начальная температура эфира равна 35°С, конечная 5°С; температура рассола на входе (-6°С).
Теплофизические свойства теплоносителей при средней рабочей температуре. Эфир: плотность 716 кг/м?; коэффициент теплоемкости с=2150 Дж/(кгК); коэффициент динамической вязкости  0,249*10^-3 Па с; коэффициент теплопроводности 0,133 Вт/(м К); критерий Прандтля Pr=4,0. Рассол (20%-ный раствор NaCl): плотность 1150 кг/м?; коэффициент теплоемкости с=3400 Дж/(кг К); коэффициент динамической вязкости  3,23*10^-3 Па с; коэффициент теплопроводности 0,529 Вт/(мК); критерий Прандтля Pr=20,7.

Скачать решение задачи 1.81 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.90. Рассчитать и подобрать стандартный аппарат воздушного охлаждения для конденсации и последующего охлаждения углеводорода.
Исходные данные: расход углеводорода 8,7 кг/с; избыточное давление 0,08 МПа; конечная температура жидкого углеводорода равна 45°С. Температура воздуха на выходе из теплообменника составляет 60°С. По всей длине зоны конденсации температура постоянна и в соответствии с абсолютным давлением 0,16 МПа равна 110°С. Теплофизические свойства конденсата в зоне конденсации: плотность р=760 кг/м3; коэффициент динамической вязкости  =3*10^-4 Па с; коэффициент теплопроводности  = 0,13 Вт/(мК); коэффициент теплоемкости с=2450 Дж/(кг К); теплота конденсации r = 3,19105 Дж/кг. Теплофизические свойства конденсата в зоне охлаждения при средней температуре: плотность р=780 кг/м3; коэффициент динамической вязкости 7,3*10^-4 Па с; коэффициент теплоемкости с=2150 Дж/(кг К); коэффициент теплопроводности 0,14 Вт/(м К). Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Кор=200Вт/(м2 К)

Скачать решение задачи 1.90 (МАХП КНИТУ)

Задача 1.100. Рассчитать и подобрать горизонтальный холодильник для охлаждения керосинового дистиллята воздухом.
Исходные данные: количество охлаждаемого керосина 40000 кг/ч; начальная температура 377 К, конечная температура 315 К; начальная температура сухого воздуха 299 К, а конечная - 333 К.
Теплофизические параметры теплоносителей. Керосин: относительная плотность d277 = 0,8  остальные параметры находятся по справочникам.

Скачать решение задачи 1.100 (МАХП КНИТУ)

Задача 3 Подобрать типовую барабанную сушилку по следующим исходным данным: производительность по готовому продукту 1500кг/ч; начальное влагосодержание материала w1 = 0,1 кг/кг, конечное w2 = 0,01 кг/кг, критическое влагосодержание материала wK = 0,05 кг/кг, коэффициент теплоемкости сухого материала см = 1000 Дж/(кг-К), насыпная плотность материала рн = 1500 кг/м3, температура материала на входе в сушилку = 15°С, температура воздуха на входе в сушилку t1 = 130°С, температура воздуха на выходе t2 = 60°С, средний размер частиц материала dч = 2мм, барометрическое давление 105 Па.
Принимаем температуру окружающего воздуха 15°С с относительной влажностью 75%.

Скачать решение задачи 3 (МАХП КНИТУ)

Задача 11. Подобрать стандартизованные тарельчатые абсорбционные колонны по исходным данным, см. Таблица 4, провести расчет гидравлического сопротивления.
G –нагрузка  колонны по газу; G = 3000 кг/ч;
L –  нагрузка  колонны по жидкости; L = 2500 кг/ч;
p , pж – плотность газа и жидкости; p = 3,6 кг/м?; pж = 850 кг/м?;
G - поверхностное натяжение жидкости; G = 0,017 Дж/м?
m, mж - вязкости газа и жидкости, m = 5,8*10^-6, mж = 4,2*10^-3
nст=20 число ступеней изменения концентрации.
Тип тарелки – колпачковые

Скачать решение задачи 11 (МАХП КНИТУ)

Задача 23. Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения аммиака из аммиачно-воздушной смеси водой.
Исходные данные: начальное содержание NH3 в смеси составляет 5% (объем.); конечное содержание - 0,27% (объем.); количество посту¬пающего газа равно 10000 м3/ч (для нормальных условий); общее давление газа составляет 760 мм рт.ст.; начальное содержание NH3 в воде составляет 0,2 %(масс.); расход жидкости 14500 кг/ч; температура газа t = 25°С; насадка (правильно уложенная), состоящая из колец Рашига с размерами 50x50x5 мм.

Скачать решение задачи 23 (МАХП КНИТУ)

Задача 25. Рассчитать однокамерную сушилку с кипящим слоем для сушки мыла. Исходные данные: производительность по высушенному мылу 2100 кг/ч; начальное влагосодержание материала W1 = 0,55 кг/кг, конечное влагосодержание w2 = 0,12 кг/кг, критическое wkр = 0,36 кг/кг; средний размер частиц материала dcp = 8мм; плотность pм = 1600 кг/м3; коэффициент теплоемкости сухого материала см = 2 кДж/(кг-К), температура материала на входе в сушилку 30°С, температура воздуха на входе в сушилку t1 = 160°С, на выходе t2 = 60°С.

Скачать решение задачи 25 (МАХП КНИТУ)

Задача 31. Рассчитать диаметр и высоту противоточной абсорбционной колонны с регулярной насадкой для поглощения двуокиси углерода водой.
Исходные данные: содержание двуокиси углерода в газовоздушной смеси 10% (мольн.); расход газовой смеси составляет 1800 кмоль/ч; давление процесса равно 1,8 МПа; температуры газа и жидкости одинаковы и равны 20°С. Требуемая степень извлечения двуокиси углерода 95%.

Скачать решение задачи 31 (МАХП КНИТУ)

   

Решение задач часть 2

Задача 2.2 Выполнить проектный расчет ректификационной колонны непрерывного действия с клапанными тарелками для получения 100000 тонн этилена в год. Колонна работает при давлении 1,2 МПа. Требуемое содержание этилена в дистилляте 98% (масс.), содержание этилена в кубовом остатке 4% (масс.). Состав исходной смеси: 57% этилена и 43% этана (масс.). Исходная смесь поступает в колонну при температуре кипения.

Скачать решение задачи 2.2 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.4.  Рассчитать  однокамерную  сушилку  с  кипящим  слоем  при  следующих исходных данных: производительность по высушенному материалу 450  кг/ч;  начальное  влагосодержание  материала w1 = 0,68 кг/кг; конечное влагосодержание продукта w2=0,029 кг/кг; коэффициент  теплоемкости  продукта  см = 1,4  кДж/(кг К);  плотность  высушенного продукта 3000 кг/м3; начальная температура материала 18°С;  конечная  температура  продукта 60°С;  атмосферное давление равно 100 кПа; начальная температура воздуха перед калорифером t1 = 18°С,  после  калорифера t2  = 130°С;  влажность  воздуха 75%; средний диаметр частиц dч = 1,5мм.

Скачать решение задачи 2.4 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.5. Рассчитать диаметр и высоту пневматической трубной сушилки. Исходные данные: производительность по исходному влажному материалу 700 кг/ч; начальное влагосодержание исходного материала w1= 0,1 кг/кг; конечное влагосодержание w2 = 0,01кг/кг; температура воздуха на входе в сушилку t1 = 300°С, на выходе t2 = 100°С; температура материала на входе в сушилку t = 15°С; эквивалентный размер частиц dэ = 0,9мм, максимальный размер частиц dм = 1,2 мм; фактор формы частиц материала y = 0,7; коэффициент теплоемкости материала см=1200 Дж/(кг?К), плотность материала 1940 кг/м3

Скачать решение задачи 2.5 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.7. Рассчитать диаметр и высоту противоточной абсорбционной колонны с регулярной насадкой для поглощения двуокиси углерода водой.
Исходные данные: содержание двуокиси углерода (СО2) в газовой смеси – 20% (мольн.); расход газовоздушной смеси на входе в абсорбер 1200 кмоль/час; давление процесса 1,5 МПа; температуры газа в аппарате и воды на входе составляют 20°С; требуемая степень извлечения двуокиси углерода 85%.

Скачать решение задачи 2.7 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.8. Определить гидравлическое сопротивление  абсорбционной колонны с регулярной (кольца Рашига в укладку) насадкой при рабочей высоте абсорбера 15м, скорости газа 0,5 м/с; диаметр аппарата 2,5 м; объемный расход жидкости составляет 40 м3/час.

Скачать решение задачи 2.8 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.10. Рассчитать диаметр, высоту, гидравлическое сопротивление противоточной  абсорбционной  колонны  с  насыпной  насадкой  Палля 50х50х5 мм для поглощения сероводорода (Н2S) водой.
Исходные данные: расход газовоздушной смеси 1500 м3/час; начальные концентрации распределяемого компонента (в объемных долях) в газе Yн = 0,3; в воде Хн = 0; степень извлечения  сероводорода 75%; давление в аппарате равно 6 МПа; температуры газа и жидкости одинаковы и равны 20°С.

Скачать решение задачи 2.10 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.21 Подобрать стандартизованные тарельчатые абсорбционные колонны  по  исходным данным, см. Таблица 4, провести  расчет  гидравлического сопротивления.
G –нагрузка  колонны по газу; G = 43000 кг/ч;
L –  нагрузка  колонны по жидкости; L = 47500 кг/ч;
p, pж – плотность газа и жидкости; p = 5,8 кг/м?; pж = 675 кг/м?;
G - поверхностное натяжение жидкости; G = 0,041 Дж/м2
m , mж - вязкости газа и жидкости, m = 1,8*10^-6 , mж = 2,4*10^-6
nст=14 – число ступеней изменения концентрации.
Тип тарелки – провальные

Скачать решение задачи 2.21 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.26. Рассчитать диаметр, длину, число оборотов, угол наклона барабана, необходимую мощность для вращения барабанной сушилки для сушки поливинилхлорида.
Исходные данные: производительность 12000кг/час; начальное влагосодержание материала w1 = 25%, конечное w2  = 0,3%; температура воздуха на входе в сушилку t1 = 130°С; температура на выходе t2  = 55°С;

Скачать решение задачи 2.26 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.30. Рассчитать и подобрать нормализованную барабанную сушилку для сушки хлористого калия.
Исходные данные: производительность 3000 кг/ч; начальное влагосодержание материала w1=7%, конечное влагосодержание w2=0,5%; температура воздуха на входе в сушилку t1 = 700°С, на выходе t2 = 170°С, насыпная  плотность  материала   м = 1650  кг/м3,  насыпная  плотность высушенного материала  н = 1000 кг/м3; средний размер частиц материала dч = 1,5мм;  удельная  теплоемкость  сухого  продукта  см = 1,16 кДж/(кг К).

Скачать решение задачи 2.30 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.36. Рассчитать однокамерную цилиндрическую сушилку с кипящим слоем для сушки силикагеля.
Исходные данные: производительность 5500кг/ч; начальное влагосодержание материала w1 = 0,40 кг/кг; конечное влагосодержание материала w2 = 0,015 кг/кг, критическое wкр = 0,030 кг/кг; средний диаметр частиц dср = 0,2 мм; плотность материала pм = 2300 кг/м3, коэффициент теплоемкости сухого материала см= 0,85 кДж/(кг?К),температура материала на входе в сушилку q1 =18°С, температура воздуха на входе в сушилку t1 = 200°С, на выходе t2 = 70°С.

Скачать решение задачи 2.36 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.40. Рассчитать ректификационную колонну с провальными тарелками.
Исходные данные: нагрузка по пару 34000 кг/ч; нагрузка по жидкости 27500 кг/ч; плотность паров 3,34 кг/м3; поверхностное натяжение 0,017 н/м; плотность жидкости 660 кг/м3; вязкость паров 5*10^-5 Па?с; вязкость жидкости 0,005 Па с; толщина листа тарелки d = 2мм; ширина шага b = 4мм; число ступеней изменения концентрации nст=20; расстояние между тарелками Нт = 0,7м.

Скачать решение задачи 2.40 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.51. Рассчитать  диаметр,  высоту и  гидравлическое  сопротивление  тарельчатых  ректификационных  колонн  по  исходным  данным, приведенным см. Исходные данные к задачам 2.41 – 2.56 Таблица 5. Исходная смесь Вода-уксусная кислота, Тип тарелки - Колпачковые, GF = 14000 кг/ч, XF = 0,63, XD = 0,93, XW = 0,04, P = 3МПа, tохл = 22°С.
ХF, ХD, Х W - массовые доли  низкокипящего компонента  соответственно в питании, дистилляте и остатке; Р – абсолютное давление пара в колонне;
tохл – температура охлаждающей воды на дефлегматор.

Скачать решение задачи 2.51 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.59. Подобрать типовую барабанную сушилку по следующим исходным  данным:  производительность  по  готовому  продукту 1750кг/ч; начальное влагосодержание  материала w1  = 0,2  кг/кг,  конечное w2  = 0,01  кг/кг,  критическое  влагосодержание  материала wк = 0,05  кг/кг, коэффициент теплоемкости сухого материала см = 1000 Дж/(кг-К), насыпная плотность материала   = 1500 кг/м3, температура материала на входе в сушилку q1 = 20°С, температура воздуха на входе в сушилку t1 = 130°С, температура воздуха на выходе t2 = 40°С, средний размер частиц материала dч = 2мм, барометрическое давление равно 105 Па.  Температура  окружающего  воздуха t0 = 15°С  с  относительной влажностью 75%.

Скачать решение задачи 2.59 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.65. Рассчитать и подобрать нормализованную барабанную сушилку для сушки суперфосфата.
Исходные данные: производительность 2500 кг/час; начальное влагосодержание материала (масс. %) w1 = 24%, конечное w2 = 2%; температура воздуха на входе  в сушилку t1 = 600°С, на выходе t2 = 80°С; коэффициент  теплоемкости  сухого  материала  см = 1,21  кДж/(кг К);плотность  материала  рм = 1700  кг/м3,  плотность  высушенного  материала рн = 1000 кг/м3, средний размер частиц материала dср = 2мм

Скачать решение задачи 2.65 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.73. Рассчитать однокамерную сушилку с кипящим слоем для сушки мыла.
Исходные данные: производительность по высушенному мылу 2100 кг/ч; начальное влагосодержание материала w1 = 0,55 кг/кг, конечное влагосодержание w2 = 0,12 кг/кг, критическое wкр = 0,36 кг/кг; средний размер частиц материала dср = 8мм; фактор формы частиц материала   = 0,4; плотность материала rм = 1600 кг/м?; коэффициент теплоемкости сухого материала см = 2 кДж/(кг?К), температура материала на входе в сушилку q1 = 30°С, температура воздуха на входе в сушилку t1=160°С, на выходе t2 = 60°С.

Скачать решение задачи 2.73 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.77. Рассчитать и подобрать нормализованную барабанную сушилку для сушки хлористого аммония.
Исходные данные: производительность 2000кг/час, начальное влагосодержание материала (в масс. %) w1 = 8%, конечное w2 = 0,8% , температура воздуха на входе в сушилку t1 = 400°С, на выходе t2 = 120°С, коэффициент теплоемкости сухого материала см = 1,2 кДж/(кг К); плотность материала p=1100 кг/м3; средний размер частиц материала dср = 0,2мм.

Скачать решение задачи 2.77 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.87. Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения диоксида углерода водой из газовой смеси. Для выбранного аппарата рассчитать его гидравлическое сопротивление.
Исходные данные: расход газовой смеси 1000 кмоль/ч; давление в аппарате 1,6 МПа. Состав газовой смеси (объемн.%): СО2 – 30,2; СО – 4,0; Н2 – 48; N2 - 17,8. На орошение подается чистая вода при температуре 25°С. Степень извлечения диоксида углерода составляет 95%.  

Скачать решение задачи 2.87 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.88. Рассчитать и подобрать нормализованную ректификационную колонну непрерывного действия с ситчатыми тарелками для получения 100 000 тонн этилена в год. Колонна работает при давлении 1,5 МПа. Требуемое содержание этилена в дистилляте 98% (масс.), содержание этилена в кубовом остатке 4% (масс.). Состав исходной смеси: 57% (масс.) этилена и 43% (масс.) этана. Исходная смесь поступает в колонну при температуре кипения.

Скачать решение задачи 2.88 (МАХП КНИТУ)

Задача 2.97. Рассчитать ректификационную колонну с клапанными тарелками для разделения смеси н.пентан – н.гексан. Определить максимальную допустимую  скорость  движения  пара  в  полном  сечении  колонны; рассчитать диаметр аппарата; гидравлическое сопротивление тарелок; расчетное межтарельчатое расстояние; дать описание принципа работы переливных устройств; рассмотреть влияние уноса жидкости, диапазона устойчивой работы на условия работы тарелок.
Исходные данные: расход пара 50000 кг/ч, жидкости 35000 кг/ч; давление в аппарате 0,3 МПа, температура 350 К. Состав  компонентов  в  потоках  пара y  и  жидкости  х:  у1=х1=30 % (масс.), у2=х2=70 % (масс.).

Скачать решение задачи 2.97 (МАХП КНИТУ)

   

Решение задач часть 3

Задача 3.12. На установке каталитического крекинга типа Ортофлоу В циркулирует 890000  кг/ч  катализатора.  Определить  размеры  отпарной секции pеактора,  если  известно:  расход  водяного  пара  составляет 0,6%  масс.  на  циркулирующий  катализатор;  продолжительность пребывания  катализатора  в  отпарной  секции 1  мин;  скорость движения водяных паров w = 0,3 м/с;  плотность кипящего слоя катализатора ?к.с.=380 кг/м3;  температура и давление в секции 480 °С и 0,25 МПа.

Скачать решение задачи 3.12 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.14. Определить диаметр и высоту регенератора установки каталитического  крекинга  с  кипящим  слоем  катализатора,  если  известно: объем  дымовых  газов Vд.г.=27,8  м3/с;  скорость  движения  дымовых газов  над  кипящим  слоем  катализатора  w=0,73  м/с;  масса  циркулирующего катализатора Gк.ц=585000 кг/ч;  продолжительность пребывания  катализатора  в  регенераторе  10  мин;  плотность  кипящего слоя ?к.с =450 кг/м3;  высота отстойной зоны принимается равной hо.з. =5,3 м.

Скачать решение задачи 3.14 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.15. В регенераторе установки каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора сжигают 8350 кг/ч кокса. Определить температуру катализатора на выходе из регенератора, если известно: масса циркулирующего катализатора Gк.ц=1200000 кг/ч;  расход воздуха 11,5 кг/кг кокса;  воздух подается с температурой 25 °С;  температура катализатора на входе в регенератор 480 °С;  теплота сгорания кокса (с учетом неполного  сгорания  в  Q"p =23,442  МДж/кг;  удельная  теплоемкость катализатора Скт=1,046 кДж/(кгК), кокса Ск=1,255 кДж/(кгК), воздуха Св=1,0 кДж/(кгК) и дымовых газов Сдг=0,45 кДж/(кгК).

Скачать решение задачи 3.15 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.17. На установке каталитического риформинга с платиновым катализатором производительностью 60000 кг/ч по сырью перерабатывают фракцию с температурами 120-180 °С (d420 = 0,772 ;  Ткр =601 К;  Ркр=2,50 МПа;  М=133 кг/кмоль). Определить размеры реакторов, если известно: давление и средняя температура в реакторе 2,02 МПа и 500 °С;  объемная скорость подачи сырья w=1,0 ч-1;  объем циркулирующего водорода 1500 м3/м3 сырья;  линейная скорость движения паров сырья и циркулирующего газа w= 0,5 м/с;  на установке шесть реакторов, соединенных последовательно по три.

Скачать решение задачи 3.17 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.21. Определить размеры реакторов на установке изомеризации н-гексана в присутствии палладия на цеолите, если известно: производительность установки по сырью Gc=1600 т/сут; объемная скорость подачи сырья w=3,5 ч-1; насыпная плотность катализатора pнас= 680кг/м3; общее число реакторов 2

Скачать решение задачи 3.21 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.26. Определить размеры реактора установки гидродеалкилирования метилнафталина в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, если известно: производительность установки по сырью Gc = 5200 кг/ч; относительная плотность сырья d420 = 1,000; объемная скорость подачи сырья w=0,5 ч-1.

Скачать решение задачи 3.26 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.28. Рассчитать и подобрать нормализованный реактор-котел периодического действия по исходным данным: производительность по реакционной массе G = 85 кг/ч; начальная концентрация реагирующего вещества хн = 0,17 кмоль/м3; степень превращения y = 0,7; константа скорости реакции второго порядка  Кр= 5,5*10^-5 м3/(кмоль с) ; температура реакции tp =120°С; давление в реакторе Р = 0,25 МПа; плотность  = 1050 кг/м3; вязкость 0,015 Па с; теплоемкость 1900Дж/(кг К); теплопроводность 0,18 Вт/(м К).

Скачать решение задачи 3.28 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.33 Рассчитать камеру радиации печи пиролиза для этановой фракции. Производительность по сырью G=7000 кг/ч;  количество добавляемого водяного пара Z=700 кг/ч;  температура сырья на входе в печь равна 35 °С;  состав сырья для пиролиза и состав продуктов пиролиза даны в табл. 3.1 и 3.2; сжигается газовое топливо следующего состава: CH4 - 59% и H2 - 41% (об.).
Таблица 3.1 Сырье этановая фракция

Скачать решение задачи 3.33 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.35. Рассчитать и подобрать нормализованный реактор-котел периодического действия по исходным данным: производительность по реакционной массе G=120 кг/ч;  начальная концентрация реагирующего вещества Cн =0,2 кмоль/м3; степень превращения y = 0,75; константа скорости реакции второго порядка  м3/(кмоль с); температура реакции tp =110°С;  давление в реакторе Р=0,4 МПа;  плотность ?ж=1050  кг/м3 ; вязкость 0,02  Па с;  теплоемкость сж =1800 Дж/(кг К); теплопроводность 0,19 Вт/(м•К).

Скачать решение задачи 3.35 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.37. Рассчитать и подобрать нормализованный реактор-котел периодического действия по исходным данным: производительность по реакционной массе G = 200 кг/ч; начальная концентрация реагирующего вещества хн = 0,25 кмоль/м3; степень превращения y = 0,7; константа скорости реакции второго порядка  Кр= 5*10^-5 м3/(кмоль с) ; температура реакции tp =125°С; давление в реакторе Р = 0,4 МПа; плотность 1250 кг/м3; вязкость 0,020 Па с; теплоемкость 1800Дж/(кг*К); теплопроводность 0,185 Вт/(м К).

Скачать решение задачи 3.37 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.38. Рассчитать скорость химической реакции и объем реактора-котла непрерывного  действия.  Уравнение  химической  реакции:

CuO+H2SО4=CuSО4+H2О;

производительность по продукту С (CuSО4) G = 4 т/сут;  концентрация исходных веществ А(CuO) и В (H2S04) в водных растворах или суспензиях xa=0,30*, xb=0,80*;  коэффициент пропорциональности в уравнении Аррениуса  ko =1,0•1010;  энергия активации химической реакции Е =105•106 Дж/кмоль;  степень превращения y = 0,77;  плотность чистых веществ  pА = 6400 кг/м3 ;  pВ = 1830 кг/м3;   pС = 3800 кг/м3;   pD = 1000 кг/м3. Примечание: 1. Константы  ko  и Е взяты произвольно. 2.* Реагент находится в водной суспензии.

Скачать решение задачи 3.38 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.40. Рассчитать скорость химической реакции и объем реактора-котла непрерывного действия. Уравнение химической реакции:

FeO+H2SО4=FeSО4+H2О;

производительность по продукту С (FeSО4) G = 8 т/сут; концентрация исходных веществ А(FeO) и В (H2SО4) в водных растворах или суспензиях xa=0,25*, xb=0,75; коэффициент пропорциональности в уравнении Аррениуса  k0 = 98*10^10; степень превращения y=0,82; энергия активации химической реакции E = 120*10^6 Дж/кмоль; плотность чистых веществ pA = 5180 кг/м3; pB = 1830 кг/м3; pC = 1900 кг/м3; pD = 1000 кг/м3.

Скачать решение задачи 3.40 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.41 Рассчитать скорость химической реакции и объем реактора-котла непрерывного действия. Уравнение химической реакции:

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O;

производительность по продукту С (CaCl2) G =7 т/сут; концентрация исходных веществ А(CaO) и В (HCl) в водных растворах  или  суспензиях xa=1*, xb=0,20;  коэффициент  пропорциональности в уравнении Аррениуса k0 = 97*10^-10;  степень превращения y = 0,84;  энергия  активации  химической  реакции E = 114*10^6 Дж/кмоль;  плотность чистых веществ pA = 3370 кг/м3; pB = 1600 кг/м3; pC = 2510 кг/м3; pD = 1000 кг/м3. Примечание: 1.  Константы  ko   и Е взяты произвольно. 2.* Реагент находится в водной суспензии.

Скачать решение задачи 3.41 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.42. Рассчитать скорость химической реакции и объем реактора-котла непрерывного действия. Уравнение химической реакции:

HCl + NH4OH = NH4Cl+H2O;

производительность по продукту С (NH4Cl) G =3 т/сут; концентрация исходных веществ А(HCl) и В (NH4OH) в водных растворах  или  суспензиях xa=0,05*, xb=0,10;  коэффициент  пропорциональности в уравнении Аррениуса k0 = 50*10^-10;  степень превращения y = 0,85;  энергия  активации  химической  реакции E = 100*10^6 Дж/кмоль;  плотность чистых веществ pA = 1600 кг/м3; pB = 1700 кг/м3; pC = 1530 кг/м3; pD = 1000 кг/м3. Примечание: 1.  Константы  ko   и Е взяты произвольно. 2.* Реагент находится в водной суспензии.

Скачать решение задачи 3.42 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.43. Рассчитать скорость химической реакции и объем реактора-котла непрерывного  действия.  Уравнение  химической  реакции:

2HCl+Ca(OH)2  = CaCl2+2H2О;

производительность  по  продукту  С (CaCl2) G = 5  т/сут;  концентрация  исходных  веществ  А(HCl)  и  В (Ca(OH)2) в водных растворах или суспензиях xa=0,06, xb=0,18*;  коэффициент пропорциональности в уравнении Аррениуса k0 = 55*10^-10;  степень превращения y = 0,86;  энергия  активации  химической  реакции E = 106*10^6 Дж/кмоль;  плотность чистых веществ pA = 1600 кг/м3; pB = 2240 кг/м3; pC = 2510 кг/м3; pD = 1000 кг/м3. Примечание: 1.  Константы  ko   и Е взяты произвольно. 2.* Реагент находится в водной суспензии.

Скачать решение задачи 3.43 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.47. Рассчитать мощность привода реактора-котла с рамной мешалкой по исходным данным: внутренний диаметр аппарата D=2,2 м;  высота мешалки  H1=2,16 м;  диаметр мешалки  dM =2,04 м;  плотность реакционной  массы  р =1200  кг/м3; вязкость  реакционной  массы   Па с;  частота вращения мешалки n=60 мин-1.

Скачать решение задачи 3.47 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.58. Рассчитать время реакции, диаметр трубы и гидравлическое сопротивление трубчатого  реактора. Исходные  данные: объемный расход реакционной смеси V =4 м3/ч;  начальная концентрация исходного вещества А СAН= 2,0 кмоль/м3;  степень превращения y = 0,50;  порядок реакции n = 0;  константа скорости реакции  kp =5,0*10^-4 кмоль/(м3 с);  плотность  реакционной  среды 800  кг/м3;  динамическая  вязкость реакционной среды 4,35*10^-3 Па с.

Скачать решение задачи 3.58 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.61. Рассчитать время реакции, диаметр трубы и гидравлическое сопротивление трубчатого  реактора. Исходные  данные: объемный расход реакционной смеси V=16 м3/ч;  начальная концентрация исходного вещества А САН=1,1 кмоль/м3;  степень превращения y=0,8;  порядок реакции n=1;  константа скорости реакции  kp =8*10^-4 с-1;  плотность реакционной среды  р =950 кг/м3;  динамическая вязкость реакционной среды 8,25*10^-3 Па с.

Скачать решение задачи 3.61 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.65. Рассчитать время реакции, диаметр трубы и гидравлическое сопротивление трубчатого  реактора. Исходные  данные: объемный расход реакционной смеси V=32 м3/ч;  начальная концентрация исходного вещества А САН=0,24 кмоль/м3;  степень превращения y=0,55;  порядок реакции n=1;  константа скорости реакции  k p =5,3*10-4 с-1;  плотность реакционной среды 820 кг/м3;  динамическая вязкость реакционной среды 11,6*10^-3 Па с.

Скачать решение задачи 3.65 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.72.  Рассчитать  камеру  радиации  пиролиза  для  этановой  фракции. Производительность по сырью G=8000 кг/ч;  количество добавляемого водяного пара Z=800 кг/ч;  температура сырья на входе в печь 25 °С;  состав  сырья  для  пиролиза  и  состав  продуктов  пиролиза  даны см. Таблица 6, Таблица 7;  сжигается газовое топливо следующего состава: CH4 - 60% и H2 - 40% (об.).

Скачать решение задачи 3.72 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.90. На установке каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора перерабатывают 400 т/сут. газойля. Определить размеры регенератора и продолжительность пребывания в нем частиц катализатора, если известно: насыпная плотность катализатора pнас = 700 кг/м3; линейная скорость движения частиц катализатора в регенераторе u = 0,004 м/с; интенсивность выжигания кокса К = 15 кг/м3 слоя в 1ч; допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе Х'к = 2%; выход кокса Хк = 5,9% масс. на сырье.

Скачать решение задачи 3.90 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.91 На установке каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора  перерабатывают  тяжелый  газойль - 25000  кг/ч.  Определить диаметр реактора и высоту слоя катализатора в нем, если известно: относительная плотность сырья  d420 = 0,918;  объемная скорость подачи сырья в реакторе w=2,5 ч-1;  насыпная плотность катализатора pнас=700 кг/м3;  линейная  скорость  движения  частиц  катализатора  в  реакторе u = 0,0024 м/с;  выход кокса на сырье Хк=3,4% масс.; Допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе Хк=1,6%;  остаточное содержание кокса на регенерированном катализаторе составляет 0,3%.

Скачать решение задачи 3.91 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.95. На установке каталитического крекинга типа Ортофлоу В циркулирует 470000 кг/ч катализатора. Определить размеры отпарной секции peaктора, если известно: расход водяного пара 0,6% масс. на циркулирующий катализатор; продолжительность пребывания катализатора в отпарной секции 1 мин; скорость движения водяных паров u = 0,3 м/с; плотность кипящего слоя катализатора pк.с. = 380 кг/м3; температура и давление в секции 480 °С и 0,15 МПа.

Скачать решение задачи 3.95 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.109. Водные растворы веществ А и В перемешиваются в смесителе без их химического взаимодействия и поступают в реактор, где протекает реакция вида: А+В=2*С. Расход Ga =4,5 кмоль/ч вещества А в 0,8 раз  больше расхода GВ кмоль/ч вещества В, а концентрация Сa =3,5 кмоль/м3 вещества А в 0,8 раз больше концентрации СВ, кмоль/м3 вещества В. Кинетическое уравнение реакции имеет вид: dCB/dt=K1*CB, где K1=0,35 ч-1 – константа скорости реакции первого порядка. Определить объемы реактора идеального вытеснения, одно - и трехсекционного реакторов идеального смешения м3, при заданной степени превращения y=0,82. Определить концентрации исходных веществ А и В перед входом в реактор, концентрацию продукта Gс, кмоль/м3 и расход раствора G, кмоль/ч на выходе из реактора. Cхема к расчету реактора приведена в задаче 3.101.

Скачать решение задачи 3.109 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.135. Определить диаметр и высоту регенератора установки каталитического  крекинга  с  кипящим  слоем  катализатора,  если  известно: объем  дымовых  газов Vд.г.=27,8  м3/с;  скорость  движения  дымовых газов  над  кипящим  слоем  катализатора  w=0,73  м/с;  масса  циркулирующего катализатора Gк.ц=585000 кг/ч;  продолжительность пребывания  катализатора  в  регенераторе 10  мин;  плотность  кипящего слоя pк.с =450 кг/м3;  высота отстойной зоны принимается равной hо.з. =5,3 м.

Скачать решение задачи 3.135 (МАХП КНИТУ)

Задача 3.142. Рассчитать мощность привода реактора-котла с рамной мешалкой по исходным данным: внутренний диаметр аппарата D=1,0 м;  высота мешалки  H1=0,7 м;  диаметр мешалки  dM =0,9 м;  плотность реакционной  массы  р =1200  кг/м3; вязкость  реакционной  массы 15*10^-3 Па с;  частота вращения мешалки n=50 мин-1.

Скачать решение задачи 3.142 (МАХП КНИТУ)

   

Cтраница 4 из 4

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат