Элементы расчета химических реакторов в нефтепереработке

Расчет реакторов для проведения химического взаи­модействия является основной частью технологического расчета производства. Этот расчет сводится к определе­нию основных конструктивных размеров аппаратов и их числа. Размеры и число аппаратов как периодического, так и непрерывного действия определяются их произво­дительностью.

Производительность реакционного аппарата или ус­тановки — количество целевого продукта (кг, т, м³), получаемого в единицу времени (с, ч, сутки, год). За­фиксированная производительность аппарата, установки называется мощностью.

Объем рабочей части (реакционной зоны) аппаратов непрерывного действия определяют по уравнению:

V_р = N_cτ

где N_c — секундная объемная производительность (м³/с), а τ - время, необходимое для проведения про­цесса, с.

Площадь поперечного сечения аппарата составляет (в м²):

S = N_c/ω

где ω — скорость течения среды в аппарате, м/с.

Определив площадь сечения, легко найти диаметр ап­парата (в м):

D =

Высота (длина) реакционной зоны аппарата равна
(в м):

H =

Для аппаратов, заполненных катализатором, объем
рабочей части принимают равным объему катализатора
V_K (м³), который определяют исходя из объемной скорости газа (жидкости) или производительности катализатора.

Объемная скорость — объем газовой смеси (жидко­сти), проходящей через единицу объема катализатора в единицу времени [м³/(м^3.ч) или ч^-1]:

откуда

Производительность катализатора — масса (объем) целевого продукта, снимаемого с единицы объема (мас­сы) катализатора в единицу времени (кг/(м^3.ч), м³/(м^3.ч), кг/(кг^.ч), м³/(кг^.ч)]:

;

Для периодических процессов общий реакционный объем аппаратов равен (в м³):

где V_сут — суточный объем перерабатываемых веществ, τ — время технологического цикла (на проведение соб­ственно процесса и вспомогательных операций), k_зап — коэффициент заполнения аппарата (принимается от 0,4 до 0,9).