ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловой режим в змеевике из "Математическое моделирование и оптимизация пиролизных установок" Из выражений (IV.6) и (IV.7) следует, что основными независимыми величинами, с помощью которых задается и изменяется температурный режим по длине змеевика при заданных параметрах входного потока, являются температура стенки трубы и температура смеси в одной точке реактора. [c.92] Наибольшая крутизна температурного профиля Т х) достигается в том случае, когда температура стенки Тд х) на конечном участке змеевика равна максимально допустимой rg(L2) = T , на начальном же участке Lj она равна температуре потока. Длина участка максимальной интенсивности обогрева выбирается такой, чтобы обеспечить необходимую температуру потока на выходе из змеевика (Тв). [c.93] Влияние температурного профиля на качественные показатели пиролиза прямогонного (фракция 85—180 С) бензина на двухпоточной пиролизной печи было подвергнуто исследованию [50, 51 ]. Изменение характера Т(х) достигалось путем полного отключения части горелок, обогреваюших начальный или конечный участок змеевика (см. рис. IV-18). При сохранении постоянного значения температуры пирогаза на выходе из печи (Гц) отключение горелок на начальном участке интенсифицирует теплоподвод в конец реакционной зоны (кривая 2), отключение горелок на конечном участке соответствует наиболее интенсивному обогреву ее начального участка (кривая 3). Влияние Т (д ) на процесс можно проанализировать путем сравнения статических характеристик, полученных при разных условиях распределения подводимого тепла Q(x) (рис. IV-19). [c.93] При изменении расхода сырья отмеченные особенности статических характеристик качественно сохраняются. При повышении Р до и выше перераспределение теплоподвода оказывает меньшее влияние на выход этилена, чем при более низком расходе. [c.94] Анализ характеристик, отражающих зависимость выхода метана и плотности пирогаза от при разных (ЗМ [50 ] показывает, что при интенсификации теплоподвода в конечную часть реакционной зоны выход метана снижается на 1,0—1,5% (масс.), а плотность пирогаза возрастает на 5,0—7,0% (отн.). [c.94] Повышение плотности пирогаза является очень важным фактором для всего производства этилена оно поволяет повысить общую производительность отделения пиролиза за счет увеличения нагрузки на узел компримирования. Интенсификация теплоподвода в начальный участок реакционной зоны снижает плотность пирогаза, что нежелательно. Рост плотности пирогаза при увеличении крутизны Т х) следует отнести за счет снижения содержания в нем метана и водорода и увеличения содержания этилена, пропилена и бутиленов. [c.94] Таким образом, для повышения эффективности пиролиза необходимо сокращать размер конечного участка змеевика, подвергающегося интенсивному обогреву, и повышать интенсивность теплоподвода к реакционной смеси на этом участке. [c.95] Анализ полученных экспериментальных данных показал, что наиболее сильное влияние на выходы продуктов и эффективность пиролиза оказывает тепловой режим в конце змеевика. Как показано на рис. 1У-21, температура продукта на выходе из радиантной зоны влияет на показатель эффективности Я в 2—4 раза больше, чем температура на ее входе. Таким образом, температура является точкой профиля Т(х), в наибольшей степени характеризующей тепловой режим процесса. [c.96] В результате исследований получены статические характеристики канала температура Тв— выход продуктов пиролиза как для равномерного распределения подачи топлива в горелки, так и для максимально допустимой интенсивности обогрева конечного (порядка /д общей длины) участка змеевика. [c.97] Регулирование теплового режима процесса осуществлялось с помощью систем, представленных на рис. 1У-22,а,б, и реализующих профиль смеси Т(х), изображенный на рис. 1У-22,в. [c.97] Из статических характеристик процесса (рис. 1У-23) видно, что закономерности, полученные для печей с горизонтальным расположением труб, сохраняют свою силу и для данной печи. При интенсификации теплоподвода к конечному участку змеевика выходы товарных продуктов возрастают, причем наиболее сильно—на 2,0— 2,5% (масс.)—возрастают выходы пропилена и бутилен-дивиниль-ной фракции — приблизительно на 1,5% (масс.). Выход метана снижается, а общая эффективность процесса, определенная по формуле (IV.8), растет. [c.97] Как показывает сравнение результатов, полученных для разных расходов сырья, наибольший эффект от интенсификации обогрева конечного участка змеевика получается при низких расходах (рис. 1У-24). [c.97] Однако при iiижeнии продолжительности реакции т необходимо одновременно увеличивать температуру Т , чтобы ускорить эндотермическую реакцию инициирования, являющуюся лимитирующей стадией процесса, и обеспечить заданную степень конверсии сырья. [c.98] В реальных условиях для изменения эффективного времени пребывания Тэ необходимо деформировать весь температурный профиль потока Т(х), причем возможность подобной операции существенно ограничена свойствами управляемого объекта. [c.98] Основными ИЗ этих ограничений являются максимальная тепловая мощность горелок и максимально допустимая температура стенки труб змеевика. Оптимальным будет такой температурный профиль Т х), который в условиях заданной совокупности ограничений обладает максимально возможной крутизной. [c.99] Л/а — общее число горелок в печи. [c.99] Вернуться к основной статье