Андреева Мария Михайловна. Оценка оптимальных параметров работы печи пиролиза этана

brief description

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
АНДРЕЕВА МАРИЯ МИХАЙЛОВНА
ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ
ПЕЧИ ПИРОЛИЗА ЭТАНА
Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических
технологий
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук профессор А.В. Фафурин
Казань 2008 
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1
Современное состоянии вопроса получения этилена и моделирования процесса пиролиза
1.1. Современное состояние производства этилена 8
1.2. Конструктивное оформление блока пиролиза 21
1.3. Влияние технологических параметров и исследование
закономерностей пиролиза в промышленных трубчатых печах 29
1.4. Кинетические модели пиролиза углеводородов 40
ГЛАВА 2
Физическая схематизация и математическое описание процесса пиролиза в трубчатой печи ., *
2.1. Основные уравнения математической модели 48
2.2. Химические реакции процесса пиролиза этана 57
2.3. Кинематические и тепловые характеристики газа при движении
по тракту печи пиролиза 62
ГЛАВА 3
Экспериментальное оборудование, методика проведения опытов, измеряемые параметры, результаты эксперимента .
3.1. Характеристика объекта оптимизации 72
3.2. Опытный участок 88
3.3. Система измерений 91
3.4. Методика проведения эксперимента 96
3.5. Обработка результатов эксперимента 99
з
ГЛАВА 4
Исследование процесса пиролиза с использованием разработанной математической модели. Оценка параметров оптимизации.
4.1. Тестирование программы расчета. Сопоставление результатов с
экспериментальными данными 103
4.2. Оценка влияния давления смеси на входе в реактор на
концентрацию этилена в пирогазе 113
4.3. Оценка влияния соотношения «сырьё-пар» на концентрацию
этилена в пирогазе 122
4.4. Оценка влияния температурного режима в печи пиролиза на
концентрацию этилена в пирогазе 130
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 140
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 141

bibliography

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Реализована математическая модель и её алгоритм расчёта пиролиза этана. Выполнены тестовые расчёты состава продуктов пиролиза на выходе из змеевика, тепловых и кинематических характеристик продуктов пиролиза в функции продольной координаты и начальных и граничных условий.
2. Анализ расчёта состава продуктов выявил основные химические реакции, определяющие процесс пиролиза и наиболее существенно влияющие на конечный результат.
3. В условиях промышленной эксплуатации выполнено экспериментальное определение начальных параметров процесса, а также величин температуры, теплофизических параметров и продуктов пиролиза в функции продольной координаты и на выходе из змеевика.
4. Сопоставление результатов расчёта с опытными данными показывает, что результаты расчёта удовлетворительно согласуются по концентрации этилена и по температуре на выходе из реактора.
5. На основе сопряжённого физического и математического*
моделирования установлено, что рост давления на входе от 0,2 до 0,3 МПа приводит к увеличению выходной концентрации этилена на 3% об., изменение соотношения «этан-пар» от 1 до 2 позволяет достичь аналогичного эффекта, но в пределах 1,5%. Поддержание температурного режима , превышающего настоящий па 100 С, даёт возможность увеличить выход этилена на 1%, при этом сокращаются габаритные размеры печи.