反应 - 再生系统工艺计算(4)

物流 蜡油 回炼油 水蒸气 流量 Kg/时 190×103 190×103 6050 温度℃ 350（液） 350（液） 183 进 焓KJ/kg 912.8 912.8 2780 出 热量， 温焓KJ/kg KJ /公斤 度℃ I1 17334×104 t（汽） I1 17334×104 t（汽） 1683×104 t I2 热量 千焦/公斤 19.0×104 I1 19.0×104 I1 0.605×104 I2 油和水蒸气共吸收热量

=(19×10 I1-17334×10)+ (19×10 I1-17334×10)+ (0.605×10 I2 -1683×10)

=(38 I1+0.605 I2)×10－36351×10 根据热平衡原理

143.85×10 (640- t)= (38 I1+0.605 I2)－36351×10

设 t=483℃， 查焓图得I1=1495 千焦/公斤 I2 =3450 千焦/公斤 代入上式得：

左边=22584×10 右边=22546×10所以t=483℃

3、提升管直径 4

4

4

4

4

4

4

4

4444

千焦/时

相对误差为0.17%,

（1）选取提升管内径 D=1.2ｍ，则 提升管面积F=0.785D= 1.132米

（2）核算提升管下部气速

由物料平衡得油气与蒸汽、烟气的总流率为1467.2千摩/时，所以下部气体体积流率

V

下2

2

=1467.2×22.4×(483+273)/273×

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1.013/(1.966+1.013) =3.1×10 m3/h=8.6 m3/s

4

式中 1.013巴=1大气压

下部线速 U下= V下/F=8.6/1.132=7.59 m/s (3) 核算提升管出口线速

出口处油气总流率为2803.5千摩/时，所以出口处油气体积流率 V

上

=2803.5×22.4×(470+273)/273×

1.013/(1.77+1.013)

=6.24×10 m3/h=17.33 m3/s

4

所以出口线速 U上= V上/F=17.33/1.132=15.3 m/s 核算结果表明： 提升管出、入口线速在一般设计范围内，故所选内径D=1.2米是可行的。

4、提升管长度

提升管平均气速U＝（U上－U下）/ ln（U上/U下）=11 m/s 取提升管内停留时间为3s，则提升管的有效长度L＝U×3=33 ｍ

设计的提升管由沉降器的中部进入，根据沉降器的直径和提升管拐弯的要求，提升管直管部分长27米，水平管部分6米，提升管出口向下以便催化剂与油气快速分离。提升管出口至沉降

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器内一级旋风分离器入口高度取7米，其间密度根据经验取8kg/m3。

严格的计算应由沉降器及提升管的操作条件、确定TDH值及饱和夹带量值，然后取提升管出口至沉降器内一旋入口高度≥TDH。

提升管内总压降包括静压△Ph、摩擦压降△Pf及转向、出口损失等压降△Pa。各项分别计算如下： （1）△Ph

提升管内密度计算见表11

表11 提升管密度计算

项 目 催化剂流率,kg/h 油气流率, m3/h 视密度ρ, kg/m3 气速, m/s 滑落系数, 实际密度, kg/m3 上 部 1310×103 17.33 20.9 15.3 1.1 23 下 部 1310×103 8.6 42.2 7.58 2.0 84.4 对数平均值 30.4 11 查图8(流态化原理) 47.2 △Ph=ρ×△h×10-4 =47.2×27×10-4=0.127 公斤/厘米2

=12.46千帕

（2）△Pf（直管段摩擦压降）

由（流化基本原理）式（9－46）计算 △Pf = 7.9×10-8×L/D×ρU

2

=7.9×10-8×33/1.2×30.4×11

2

=0.008 公斤/厘米2=0.784 千帕

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(3) △Pa

由（流化基本原理）式（9—45）计算 △Pa =N×U2ρ/(2g）×10-4

=3.5×11×30.4/(2×9.8) ×10-4

2

=0.0656 公斤/厘米2=6.43 千帕 N=3.5, 包括加速催化剂及两次转向。 （4）提升管总压降△P降

提升管总压降 △P降=△Ph + △Pf +△Pa =0.2006 公斤/厘米2=19.68 千帕

(5) 校核原料油进口处压力

提升管出口至沉降器顶部压降=8×7×10-4=0.0056 公斤/厘米2=0.55 千帕

提升管内原料入口处压力=沉降器顶压+0.55+△P提

=177+0.55+19.68=197.23 千帕(表) 与前面假设的196.6千帕(表)很接近，因此前面计算时假设的压力不必重算。

5、预提升的直径和高度 （1）直径

预提升段的烟气与预提升蒸汽的流率=45.2+2000/18=155.2 千摩/时

体积流率≈155.2×22.4×(640+273)/273×

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1.013/(1.966+1.013)×1/3600≈1.1m/s

取预提升段气速=1.5m/s， 则预提升段直径： D预= 1.1/(1.5×π/4)=0.965 m 取预提升段内径为 0.96 m。 （2）高度

考虑到进料喷嘴以下设有事故蒸汽进口管、人孔、再生剂斜管入口等，预提升段的高度取4米。

6、综合以上计算结果，提升管的尺寸如下： 预提升段长度为4米、内径0.96米；

反应段长度为33米、内径1.2米，其中27米为直立管、6米为水平管；

提升管全长37米，直立管部分高31米。

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