Ngày nay, quá trình reforming xúc tác được sử dụng rất phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu và các ngành công nghiệp khác. Mục đích chính của quá trình là biến đổi các hydrocacbon có trong phân đoạn xăng thành những hydrocacbon thơm là họ có trị số octan cao nhất. Quá trình này cho phép sản xuất ra các cấu tử cao octan cho xăng đạt tới 98÷100. Ngoài việc sản xuất ra xăng có trị số octan cao thì quá trình reforming xúc tác còn sản xuất ra nguồn nguyên liệu BTX rất quan trọng cho công nghiệp hoá dầu. Bên cạnh đó còn sản xuất ra nhiều khí hydro. Đây là nguồn khí hydro được sử dụng làm nguyên liệu sạch và rẻ tiền phục vụ cho các quá trình chế biến dầu mỏ và tổng hợp hữu cơ Có thể nói quá trình reforming ra đời là một bước ngoặc lớn trong công nghệ chế biến dầu. Việc tìm hiểu và tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng thiết bị phản ứng reforming là cơ sở để thiết kế chế tạo thiết bị xây dựng dây chuyền công nghệ trong tương lai. Trong bài này sẽ tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng thứ 2 của Reforming xúc tác có năng suất 2 triệu tấnnăm, nguyên liệu lấy từ dầu thô Bạch hổ Việt Nam.
Trang 1VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC
****OoO****
BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: CHẾ BIẾN DẦU
Đề tài 22: Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng thứ 2 của Reforming xúc tác có năng suất 2 triệu tấn/năm, nguyên liệu lấy từ dầu thô Bạch Hổ
Việt Nam
Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lê Văn Hiếu
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Khang
Hà Nội, 05/2018
Trang 2MỤC LỤC
PHẦN 1:
Trang 3MỞ ĐẦU
Ngày nay, quá trình reforming xúc tác được sử dụng rất phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu và các ngành công nghiệp khác Mục đích chính của quá trình là biến đổi các hydrocacbon có trong phân đoạn xăng thành những hydrocacbon thơm là họ có trị số octan cao nhất Quá trình này cho phép sản xuất ra các cấu tử cao octan cho xăng đạt tới 98÷100 Ngoài việc sản xuất ra xăng có trị số octan cao thì quá trình reforming xúc tác còn sản xuất
ra nguồn nguyên liệu BTX rất quan trọng cho công nghiệp hoá dầu Bên cạnh đó còn sản xuất ra nhiều khí hydro Đây là nguồn khí hydro được sử dụng làm nguyên liệu sạch và rẻ tiền phục vụ cho các quá trình chế biến dầu mỏ và tổng hợp hữu cơ
Có thể nói quá trình reforming ra đời là một bước ngoặc lớn trong công nghệ chế biến dầu Việc tìm hiểu và tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng thiết bị phản ứng reforming là cơ sở để thiết kế chế tạo thiết bị xây dựng dây chuyền công nghệ trong tương lai
Trong bài này sẽ tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng thứ 2 của Reforming xúc tác có năng suất 2 triệu tấn/năm, nguyên liệu lấy từ dầu thô Bạch hổ Việt Nam
Trang 41 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1.1 Sơ đồ công nghệ
Lựa chọn sơ đồ công nghệ gồm 3 thiết bị phản ứng phản ứng nối tiếp nhau và riêng
lẻ Tái sinh xúc tác cố định
Hình 1.1 Sơ đồ công nghê lựa chọn để tính toán
1.2 Đặc tính nguyên liệu
Dầu khai thác ở mỏ Bạch Hổ là dầu nhiều paraffin Hàm lượng paraffin thay đổi theo một phạm vi khá rộng từ 13 – 27% [1] Nguyên liệu sử dụng cho quá trình reforming xúc tác là phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp của dầu thô Bạch Hổ tầng đáy
Bảng 1.1 Đặc tính của nguyên liệu sử dụng Khối lượng riêng [2] Thành phần cất [3] Hàm lượng (%klg) [2]
ρ27
1.3 Điều kiện công nghệ quá trình reforming xúc tác
Năng suất thiết kế: 2.000.000 tấn/năm
Giả thiết các điều kiện phản ứng:
- Nhiệt độ phản ứng: 470oC - 530 oC
Trang 5- Tốc độ thể tích: 1,5 h-1
- Áp suất: 40 at = 3922722,37 Pa
- Phân bố lượng xúc tác trong thiết bị phản ứng phản ứng lần lượt là:1,5: 2 :6,5
1.4 Các phản ứng trong quá trình reforming
Trong quá trình reforming xúc tác thường xảy ra những phản ứng sau:
- Phản ứng dehydro hóa naphten thành Hydrocacbon thơm:
CnH2n ↔ CnH2n-6 + 3H2 (1)
- Phản ứng chuyển hóa hydrocacbon naphten thành parafin:
CnH2n + H2 ↔ CnH2n+2 (2)
- Phản ứng hydro cracking naphten
CnH2n + H2 ↔ (CH4 + C2H6 + C3H8 + C4H10 + C5H12) (3)
- Phản ứng hydro cracking paraffin
CnH2n + H2 ↔ (CH4 + C2H6 + C3H8 + C4H10 + C5H12) (4)
- Ta có thể mô ta sự giảm hàm lượng hydrocacbon do chuyển hóa hoá học ở các phản ứng trên bằng các phương trình vi phân sau:
(5) (6) (7) (8) Trong đó:
PP, PA, PN, PH2: Lần lượt là áp suất của paraffin, thơm, naphten, hydro (Pa)
P: Áp suất chung của hệ (Pa)
NN, NP: lần lượt là phần mol của hydrocacbon naphten và paraffin trong nguyên liệu
bị chuyển hóa (kmol/kmol)
VR: đại lượng nghịch đảo của tốc độ nạp liệu theo mol (kg xúc tác/h.nguyên liệu)
K1, K2, K3, K4 hằng số tốc độ phản ứng (1), (2), (3), (4) được xác định bằng đồ thị (kg xúc tác/h.Pa.nguyên liệu)
Kp1, KP2: hằng số tốc độ phản ứng (1), (2) được xác định theo phương trình:
KP1 = 9,813 1012.e46,15 - 25600/T (9) KP2 = 98,1-1.10-3.e(4450/T) - 7,12 (10)
Để tính toán được đầy đủ các thiết bị phản ứng phản ứng là một vấn đề không đơn giản và tốn nhiều thời gian Do đó trong bài này chỉ xét đến hai phản ứng chính (1) và (2)
Trang 61.5 Tính toán thành phần của hỗn hợp
- Khối lượng trung bình của nguyên liệu: Me = 0,4 - 45
Trong đó: là nhiệt độ sôi tại 50% thể tích của nguyên liệu
Vậy ta tính được: Me = 0,4 x 395 - 45 = 113
Dựa vào thành phần nguyên liệu ta có:
(14n +2) x 0,6261 + 14n x 0,26 + (14n – 6) x 0,1139 = 113
Từ đó tính được: n= 8,0308 và khối lượng phân tử trung bình của các hydrocacbon
Bảng 1.2 Thành phần của nguyên liệu Hydrocacbon Công thức hóa học Công thức khối lượng Khối lượng phân tử
- Thành phần của hỗn hợp được tính theo công thức: Me.yi = Mi.yi’
Trong đó:
Me: khối lượng phân tử trung bình của nguyên liệu
Mi: khối lượng phân tử trung bình của các hydrocacbon trong nguyên liệu
yi, yi’ lần lượt là phần khối lượng và phần mol của cấu tử i trong nguyên liệu
Bảng 1.3 Thành phần nguyên liệu Cấu tử Khối lượng phân tử Hàm lượng trong nguyên liệu
yi phần khối lượng yi' =yi Me/Mi
1.6 Tính lưu lượng vào thiết bị
Gc = Trong đó:
L: năng suất năm, L = 2.000.000 tấn/năm
Trong đó thời gian hoạt động trong năm là 8000h (thời gian còn lại để sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị)
Vậy ta tính được lượng nguyên liệu vào thiết bị trên giờ là:
Gc = = 250000 (kg/h)
NC = Gc/Me = 250000/113 = 2212,39 (kmol/h)
Trang 7Vậy ta có bảng sau:
Bảng 1.4 Thành phần các cấu tử trong nguyên liệu Cấu tử y’i (phần mol) Ni = NC y’i (kmol/h) Gi = GC y’i (kg/h)
1.7 Tính lượng tuần hoàn cần thiết
- Lưu lượng thể tích của nguyên liệu trong một giờ được tính theo công thức sau:
Gr = (Gc/Pc).Ni Trong đó:
Gc là năng suất của thiết bị, (kg/h)
Pc là tỷ trọng của nguyên liệu Pc=733(kg/m3)
Ni là tỷ lệ H2/RH, (m3/m3) = 1500
- Vậy lưu lượng thể tích của nguyên liệu trong một giờ là :
Gr = (250000/733).1500 = 511596,18 (kg)
- Năng suất khí tuần hoàn được tính:
N'r = Gr/22,4 = 511596,18/22,4 = 22839,12 (kmol/h)
Ta giả thiết thành phần khí tuần hoàn như trong bảng sau
Bảng 1.5 Thành phần khí tuần hoàn
Từ đó xác định được thành phần các cấu tử trong khí tuần hoàn
Bảng 1.6 Thành phần các cấu tử trong khí tuần hoàn Cấu tử Khối lượng phân tử Mi Y’i Mi.Y’i Mri =N’r Y’i
- Lượng hydrocacbon trong khí tuần hoàn là
P* = 22839.12 - 19641.64= 3197,48 (kmol/h)
Trang 8- Tính toán lượng xúc tác cho quá trình
Thể tích xúc tác: Vxt = Gc / ρc V0 (m 3)
Trong đó:
V0 là tốc độ thể tích = 1,5h-1
ρC: Khối lượng riêng của nguyên liệu ở thể lỏng; ρ C = 733 (kg/m 3)
Vxt = (m3)
- Lượng xúc tác: mxt = Vxt x ρxt
Trong đó: ρxt: khối lượng riêng xúc tác; ρxt = 550 ÷ 650 (kg/m3)
Chọn ρxt = 600 (kg/m3)
Vậy mxt = 600 = 136425,654 (kg)
1.8 Tính toán phân bố áp suất của các cấu tử trong hỗn hợp nguyên liệu và thành
phần khí tuần hoàn
Pi = P.y’i Trong đó:
Pi: áp suất riêng phần cấu tử i (Pa)
P: áp suất chung của thiết bị phản ứng phản ứng (Pa)
y’i: nồng độ phần mol của cấu tử i trong hỗn hợp
Chọn P = 40 at =3922722,37(Pa)
Bảng 1.7 Thành phần áp suất Cấu tử Ni (kmol/h) Y'i = Ni/Σ Ni Pi= 3922722,37 Y'i (Pa)
Phân bố xúc tác trong các thiết bị phản ứng phản ứng theo tỷ lệ như sau: 1,5 : 2 : 6,5
Bảng 1.8 Sự phân bố xúc tác trong các thiết bị phản ứng phản ứng Thiết bị phản ứng phản ứng VXT (m3) MXT = VXT x 600 (kg)
Trang 9PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THỨ NHẤT 1.9 Tính cân bằng vật chất
1.9.1 Quá trình chuyển hóa napthen thành aromatic
- Hằng số tốc độ phản ứng chuyển hoá naphten thành aromatic
Tr1 = 8030K → 1000/ Tr1 = 1000/803 = 1,245 (oK-1) Tra phụ lục [4] ta được K1 = 3,145.10-7 (kmol/h.kg xúc tác.Pa3)
- Phương trình tính hằng số cân bằng phản ứng:
KP1 = 9,813.1012.e46,15 - 25600/T = 9,813.1012.e46,15 - 25600/803 = 14,866.1020 (Pa3)
- Độ giảm tương đối hàm lượng naphten do phản ứng thơm hoá:
→ NN1 = - 0.0282 VR1
Mà VR1 = mxt1/NC
mxt1: Lượng xúc tác đi vào thiết bị 1 mxt1 = 20463,85kg
VR1: Tỷ lệ xúc tác và nguyên liệu VR1 = 20463,85/2212,39 = 9,25(kg/kmol)
NN11 = 0,0282.9.25 = 0.2608 (kmol/h)
- Lượng naphten sau khi phản ứng là:
NN1s = (NN1 – N11).ncl = (0,261 - 0,2608) 2212,39 = 0.4425 (kmol/h)
- Lượng naphten tham gia phản ứng (1) là: 0,2608 2212,39 = 576,99 (kmol/h)
1.9.2 Quá trình chuyển hóa paraffin thành napthen
- Hằng số tốc độ phản ứng chuyển hoá naphten thành parafin ở (2)
Tr2 = 8030K → 1000/Tr2 = 1000/803 = 1,245 Tra đồ thị phụ lục [4] ta được K2 = (kmol/h.kg xúc tác.Pa2) KP2 = 98,1-1.10-3.= 98,1-1.10-3 = 0,0021.10-3 [Pa2]
Do KP2 << 1 nên chứng tỏ phản ứng nghịch xảy ra mạnh hơn Như vậy trong thiết bị phản ứng phản ứng nhất sẽ xảy ra phản ứng chuyển hoá parafin thành naphten
- Sự tăng hàm lượng naphthen do phản ứng này là:
kmol/h.kgxt
Trang 10N12 = 9,25 = 2,31.10-3 (kmol/h)
- Vậy lượng naphten sau phản ứng (1) và (2) là:
N2s = (Y'N + NN1 – N12).Gc = (0,261 - 0,2608 + 2,31.10-3) 2212,39 = 5,55 kmol/h
- Lượng parafin chuyển hóa thành napthen là:
NA = NN2s – NN1s = 5,55 - 0.4425 = 5.1075 kmol/h Bảng 2.9 Cân bằng các phản ứng hóa học cho phản ứng hoá học thứ nhất
Lượng chất tham gia phản ứng (kmol/h) Lượng các sản phẩm
576,99 CnH2n 576,99 CnH2n-6 + 576,99.3 H2
1.9.3 Tổng hợp lượng vật chất ở dòng vào và dòng ra của thiết bị phản ứng thứ nhất Bảng 2.10 Thành phần khí tuần hoàn ra khỏi thiết bị phản ứng phản ứng thứ nhất Cấu tử Lượng vào (kmol/h) Lượng ra (mol/h)
Napthen 577,43 577,43 + 5,1075 - 576,99 =5,5475
- Lượng H2 tạo thành: 576,99.3 +5,1075 +19641,64 = 21377,72
Bảng 2.11 Thành phần các cấu tử trong khí tuần hoàn
Bảng 2.12 Thành phần trong khí tuần hoàn ra khỏi thiết bị phản ứng phản ứng thứ nhất
Trang 11C5H12 72 228,39 0.009 0.669
Lượng khí tuần hoàn là: 24575,20 6,164 = 151481.53 kg/h
Lượng hydrocacbon là: 398859,23 - 151481.53 =247377.7 kg/h
Tính lại n: 844,69.(14n-6) + 5,5475.14n + 1362,15.(14n-2) = 247377,7
Suy ra n=8,238
Vậy MA=14.8,238- 6 =109.34
MN=14.8,238 =115.332
MP=14.8,238 + 2 =117.332
1.9.4 Cân bằng vật chất của thiết bị phản ứng thứ nhất
Bảng 2.13 Cân bằng vật chất của thiết bị phản ứng phản ứng thứ nhất
Dòng vào
Lượng ra (Thành phần)
1.10 Cân bằng nhiệt lượng thiết bị phản ứng thứ nhất
Ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 + Q3 + Q4
Trong đó:
Q1: là nhiệt độ hỗn hợp nguyên liệu và khí tuần hoàn mang vào
Q2: là nhiệt độ tiêu tốn cho phản ứng reforming
Q3: là nhiệt độ hỗn hợp sản phẩm và khí tuần hoàn mang ra
Trang 12 Q4: là nhiệt mất mát.
Số liệu entanpi của H2, CH4, C3H8, C4H10, C5H12, tra trong [5]
Bảng 2.14 Enthanpi của các cấu tử trong dòng vào Cấu tử Mi Ni Y'i = Ni/∑ M'i.Y'i Yi = Mi.Y'i/∑ Entanpy
qt (kJ/kg) qt.Yi(kJ/h)
Paraffin 117.332 1367,26 0,0546 5,918 0,379 170,3 64,48
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng được tính theo công thức qp = -335.b
Với b: hiệu suất tạo hydro tính theo khối lượng nguyên liệu ban đầu (% khối lượng)
GH2 = (21377,72 - 9641,64).2 = 3472,16 (kg/h)
b = 3472,16/250000.100% = 1,39%
qp = -335.1,39 = -465,65 (kJ/kg)
- Nhiệt do hỗn hợp nguyên liệu và khí tuần hoàn mang vào thiết bị thứ nhất
Q1 = 398859,23 1652,65 = 659174706.46 (kJ/h)
- Ta có nhiệt mất mát tỏa ra ngoài môi trường:
Q4 = 0,01.Q1 = 0,01 659174706.46 = 6591747.06 (kJ/h)
- Nhiệt lượng tiêu tốn cho phản ứng reforming
Q2= Gc.qp = 250000.465,65 = 11642500 (kJ/h)
- Do vậy nhiệt do sản phẩm và khí mang ra là
Q3 = Q1- Q2- Q4 = 659174706,46 - 6591747.06 - 11642500= 640940459,4 (kJ/kg)
Mà Q3 = 398859,23.qTr
qTr = 640940459,4/398859,23 = 1606.93 (kJ/kg)
Bảng 2.15 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng phản ứng thứ nhất
Trang 13Dòng Nhiệt độ (oK) Lưu lượng (kg/h) Entanpy (kJ/kg) Nhiệt lượng (kJ/h)
Dòng vào
Dòng ra
Trang 14PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THỨ HAI 1.11 Tính cân bằng vật chất
Độ tụt áp giữa các thiết bị phản ứng thường từ: 0,15 – 0,35 at, chọn 0,3 at Khi đó áp suất chung của khí nguyên liệu vào thiết bị phản ứng:
P2= 40 - 0,3 = 39,7 (at) = 3893301,95(Pa)
Nhiệt độ vào thiết bị phản ứng thứ hai 803oK
Bảng 3.16 Thành phần hydrocacbon đi vào thiết bị phản ứng thứ 2
Bảng 3.17 Thành phần áp suất nguyên liệu và khí tuần hoàn vào thiết bị phản ứng 2
1.11.1 Quá trình chuyển hóa paraffin thành aromatic
- Hằng số tốc độ phản ứng chuyển hoá naphten thành aromatic
Tr1 = 8030K → 1000/ Tr1 = 1000/803 = 1,245 (oK-1) Tra phụ lục [4] ta được K1 = 3,145.10-7 (kmol/h.kg xúc tác.Pa3)
- Phương trình tính hằng số cân bằng phản ứng:
KP1 = 9,813.1012.e46,15 - 25600/T = 9,813.1012.e46,15 - 25600/803 = 14,866.1020 (Pa3)
- Độ giảm tương đối hàm lượng naphten do phản ứng thơm hoá:
→ NN1 = - VR1
Mà VR1 = mxt1/NC
Trong đó:
mxt1: Lượng xúc tác đi vào thiết bị 2 mxt1 = 27285,13 kgh
VR1: Tỷ lệ xúc tác và nguyên liệu VR1 = 27285,13/2212,39 = 12.33 (kg/kmol)
Trang 15NN12 = 12,33= 0.0015 (kmol/h)
- Lượng naphten sau khi phản ứng là:
NN1s = (NN1 – N12).ncl = (0,0025 - 0.0015) 2212,39 = 2.212 (kmol/h)
- Lượng naphten tham gia phản ứng (1) là: 5.5475 - 2.212 = 3.336 (kmol/h)
1.11.2 Quá trình chuyển hóa paraffin thành napthen
- Hằng số tốc độ phản ứng chuyển hoá naphten thành parafin ở (2)
Tr2 = 8030K → 1000/Tr2 = 1000/803 = 1,245 Tra đồ thị phụ lục [4] ta được K2 = (kmol/h.kg xúc tác.Pa3) KP2 = 98,1-1.10-3.= 98,1-1.10-3 = 0,0021.10-3 [Pa3]
Do KP2 << 1 nên chứng tỏ phản ứng nghịch xảy ra chiếm ưu thế hơn cả Như vậy trong thiết
bị phản ứng phản ứng thứ 2 thì xảy ra phản ứng chuyển hoá parafin thành naphten
- Sự tăng hàm lượng naphthen do phản ứng này là:
kmol/h.kgxt N12 = 12,33= 2,79.10-3 (kmol/h)
- Vậy lượng naphten sau phản ứng (1) và (2) là:
N2s = (Y'N + NN1 – N12).Gc = (0,0025 - 0.0015 + 2,79.10-3) 2212,39 = 8.38 kmol/h
- Lượng parafin chuyển hóa thành napthen là:
NA = NN2s – NN1s = 8.385 - 2.212 = 6.173 kmol/h Bảng 3.18: Cân bằng các phản ứng hóa học cho phản ứng hoá học
1.11.3 Tổng hợp ta có lượng vật chất ở dòng vào và dòng ra của thiết bị phản ứng thứ 2 Bảng 3.19 Thành phần khí tuần hoàn ra khỏi thiết bị phản ứng phản ứng thứ 2
Cấu tử Lượng vào (kmol/h) Lượng ra (kmol/h)
Lượng các chất tham gia phản ứng (kmol/h) Lượng các sản phẩm
3,336 CnH2n 3,336 CnH2n-6 + 3,336.3 H2 6,173 CnH2n+2 6,173 CnH2n + 6,173 H2
Trang 16P 1362.15 1362.15 - 6,173 =1355,977
- Lượng H2 tạo thành là: H2: 3,336.3 + 6,173 + 21377,72= 21393,901
Bảng 3.20 Thành phần các cấu tử trong khí tuần hoàn
Ban đầu (kmol/h) Sau phản ứng (kmol/h)
Bảng 3.21 Thành phần các cấu tử trong khí tuần hoàn ra khỏi thiết bị phản ứng phản ứng 2
Lượng khí tuần hoàn là: 24591,371 6.161 = 151507,44 kg/h
Lượng hydrocacbon là: 398859,23 - 151507,44 = 247351,79 kg/h
Tính lại n: 848,026.(14n-6) + 8.385.14n + 1355,977.(14n-2) =247351,79
Suy ra n=8,238
Vậy MA=14.8,238- 6 =109.34
MN=14.8,238 =115.332
MP=14.8,238 + 2 =117.332
1.11.4 Tổng hợp các số liệu cân bằng vật chất của thiết bị phản ứng thứ hai
Bảng 3.22 Cân bằng vật chất của thiết bị phản ứng phản ứng thứ hai
Dòng vào
Trang 17P 1362.15 0.0509 117.332 159823,78
Lượng ra (Thành phần)
1.12 Cân bằng nhiệt lượng thiết bị phản ứng thứ 2
Ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 + Q3 + Q4
Trong đó:
Q1: là nhiệt độ hỗn hợp nguyên liệu và khí tuần hoàn mang vào
Q2: là nhiệt độ tiêu tốn cho phản ứng reforming
Q3: là nhiệt độ hỗn hợp sản phẩm và khí tuần hoàn mang ra
Q4: là nhiệt mất mát
Số liệu entanpi của H2, CH4, C3H8, C4H10, C5H12, tra trong [5]
Số liệu entanpi của A, N, P đuợc tra dựa theo trọng lượng phân tử trung bình ta có bảng dưới
Bảng 3.23 Entanpi của các cấu tử dòng nguyên liệu Cấu tử Mi Ni Y'i = Ni/∑ M'i.Y'i Yi = Mi.Y'i/∑ Entanpy
qt (kJ/kg) qt.Yi(kJ/h)
Trang 18- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng được tính theo công thức qp = -335.b
Với b: hiệu suất tạo hydro tính theo khối lượng nguyên liệu ban đầu (% khối lượng)
GH2 = (21393,901 - 21377,72).2 = 32.36 (kg/h)
b = 32,36/250000.100% = 0.0129%
qp = -335.0,0129= -4,322 (kJ/kg)
- Nhiệt do hỗn hợp nguyên liệu và khí tuần hoàn mang vào thiết bị thứ 2
Q1 = 398859,23 1664,01= 663705747,30 (kJ/h)
- Ta có nhiệt mất mát tỏa ra ngoài môi trường:
Q4 = 0,01.Q1 = 0,01 663705747,30 = 6637057,47 (kJ/h)
- Nhiệt lượng tiêu tốn cho phản ứng reforming
Q2= Gc.qp = 250000.4,322 = 1080500 (kJ/h)
- Do vậy nhiệt do sản phẩm và khí mang ra là
Q3 = Q1 - Q2 - Q4 = 663705747,30 - 6637057,47 - 1080500= 655988189,80 (kJ/kg)
Mà Q3 = 398859,23.qTr
qTr = 655988189,80/398859,23 = 1617.71 (kJ/kg)
Bảng 3.24 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng phản ứng thứ 2