Фізико-хімічні основи процесу вловлювання бензольних вуглеводнів. Матеріальний та конструктивний розрахунки бензольного скруберу. Розрахунок насосної установки для подання поглинаючого мастила. Якість уловлювання бензольних вуглеводнів з коксового газу.
Аннотация к работе
Основне призначення бензольного відділення на коксохімічному виробництві є, звісно, відокремлення від коксового газу бензольних вуглеводнів. Витяг з коксового газу бензольних вуглеводнів було потрібно, в головному, для значної цінності для народного господарства, в індивідуальності, фактично бензолу, на частку якого припадає 70 - 76% від їх маси. Проведення цього відокремлення може проводитися кількома методами: · абсорбційні методи; На виробництві ці методи полягають у промиванні коксового газу маслами камяновугільного або нафтового походження, які мають велику поглинальну здатність стосовно бензолу і його гомологів.В основі відокремлення бензольних вуглеводнів від коксового газу лежить процес абсорбції - процес поглинання газів в обємі рідини. На практиці абсорбції піддають не окремі гази, а газові суміші, складові частини яких поглинаються рідиною. Пояснюється воно наступним чином: розчинність компоненту прямо пропорційна тиску цього компоненту над розчином. Закон Дальтону свідчить про те, що тиск, який здійснює газова суміш дорівнює сумі парціальних тисків кожного газу із суміші: … , де Рзаг - загальний тиск газової суміші; Існує наступний звязок між парціальним тиском компоненту та тиском суміші: , де у - мольна частка компонента у газовій суміші.Коксовий газ, охолоджений у кінцевому газовому холодильнику, надходить до бензольних скруберів, послідовно йдучи з одного скруберу у інший. Обезбензолене поглинальне масло із температурою 27 - 30° С подається відцентровим насосом до верхньої частини насадки останнього по ходу газу скруберу, стікає по насадці й потім через гідро затвор відводиться до переточного ящику, звідки насосом подається до наступного скруберу. Насичене бензолом масло після першого по ходу газу скруберу насосом подається до апаратури для десорбції бензолу. Для запобігання обводнення поглинального масла у скруберах, особливо у зимовий час, за рахунок конденсації водяної пари з коксового газу необхідно, щоб температура масла, що надходить до скруберів, була вищою від температури коксового газу.Серед конструкцій абсорберів для видалення бензольних вуглеводнів з коксового газу можна виділити наступні апарати: насадковий скрубер, полий (без насадковий) скрубер, апарати, що працюють в режимі емульгування, тарілчаста колона, апарати, які працюють у провальному режимі, скрубери із плоско-паралельною насадкою. Скрубери для поглинання бензольних вуглеводнів поглинальним маслом являють собою вертикальні циліндричні апарати діаметром 4 ? 6 м та висотою 34 ? 45 м (рис. Скрубери заповнюють насадкою. Насадку укладають секціями по 20 ? 25 кіл з відстанями між секціями до 0,5 м. Залежно від величини зазору між листами питома поверхня такої насадки становить 60-130м2/м3, а питома обсяг 0,9-0,95 м3/м3 застосування плоско-паралельної насадки дозволяє істотно зменшити розміри скруберів та їх гідравлічний опір.Водяна пара становить: , де - кількість водяних парів у газі за обсягом, ; Бензольні вуглеводні становлять: , де - кількість бензольних вуглеводнів у газі за обсягом, ; Приймаємо втрати бензольних вуглеводнів з газом, що виходить зі скруберів рівними 2 сухого газу, що становить[3]: ; По фактичному вмісту бензольних вуглеводнів у газі знайдемо кількість цих вуглеводнів у газі, що входить і виходить зі скрубера: ; Максимальний вміст бензольних вуглеводнів у маслі, що поступає, визначаємо за рівнянням, що справедливо для невеликих концентрацій (4.1): , де а2 - вміст бензольних вуглеводнів у газі, що виходить, г/м3;Потрібний живий перетин насадки встановлюється згідно (4.7): , (4.7) де Vф - фактична обємна витрата коксового газу на виході зі скрубера: , звідси: . Рушійна сила абсорбції зверху скрубера становить (4.9): , (4.9) де - парціальний тиск бензольних вуглеводнів у газі, що виходить з апарату; Рушійна сила абсорбції внизу апарату становить (4.10): , (4.10) де - парціальний тиск бензольних вуглеводнів у газі, що поступає до апарату; Коефіцієнт швидкості абсорбції визначається за рівнянням (4.12): , (4.12) де - коефіцієнт масовіддачі при абсорбції крізь газову плівку. Коефіцієнт дифузії бензольних вуглеводнів у коксовому газі за нормальних умов визначається рівнянням (4.17): , (4.17) де - молекулярна маса коксового газу: ;Приймаємо швидкість руху поглинального масла у трубопроводі: = 2 . Діаметр трубопроводу розраховуємо за рівнянням (5.1): , (5.1) де - швидкість розчину у трубопроводі, ; Отриманий діаметр трубопроводу округляємо до найближчого стандартного значення d = 133 мм й товщиною 4 мм[2]. Приймаємо, що трубопровід виготовлений з нових стальних труб, тобто абсолютна шорсткість мм. Фактична швидкість руху рідини з вище наведеної формули буде дорівнювати: ;Треба знайти діаметр насосу, швидкість масла в трубі, розрахувати режим течії рідини, напір насосу, потужність корисну та установчу. Порівняти результати отримані у програмі з розрахунковими.6.2.1 Блок-схема основної програмиКількість масла, що подається до скруберу, м3/с Vm Vm 0.
План
ЗМІСТ
Вступ
1. Фізико-хімічні основи процесу
2. Опис технологічної схеми уловлювання бензольних вуглеводнів
3. Вибір конструкції основного апарату
4. Розрахунок бензольного скруберу
4.1 Матеріальний розрахунок
4.2 Конструктивний розрахунок
5. Розрахунок насосної установки для подання поглинального масла до бензольного скруберу