Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Материальные балансы установки и реактора
Определение часовой производительности установки Объемная часовая производительность одного потока Wс= = = 162, 57 м3/ч, (2.2.1) [8c27] где nc – число сырьевых циклов в год, nc =1 Число циклов реакции зависит от продолжительности сырьевого цикла τ с, затрат времени на регенерацию tрег, смену катализатора tсм и капитальный ремонт установки tрем. и определяется из уравнения (2.2.2) [8c28] Массовая часовая производительность Gc= = = 141435, 9 кг/ч. (2.2.3) [8c29] Определение количества циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) Общий расход водорода на промышленных установках складывается из расхода на реакцию, отдув, циркуляцию ВСГ для поддержания необходимой концентрации и расхода на растворение. Количество свежего водородосодержащего газа определяется по формуле: (2.2.4) [8c30] Gсвсг = , где Gн2 - расход водорода, кг/ч; Yн - массовая концентрация водорода в СВСГ, (см. табл.2.2.1); Расход водорода рассчитываем из уравнения: (2.2.5) [8c31] Gн = , где Сн - выход водорода, принимается Сн = 0, 5 % мас. Gс – расход сырья, кг/ч. Gн = = 707, 17 кг/ч. Определяем количество СВСГ Gсвсг = = 707, 74 кг/ч. Объемный расход ЦВСГ рассчитывается по уравнению: Vцвсг = Wc × Kц, (2.2.6) [8c32] где Wc – объемная часовая производительность установки, м3/ч; Кц - кратность циркуляции ВСГ, нм /м ; Vцвсг = 162, 57 × 243 = 39504, 51нм /ч. Массовое количество циркулирующего ВСГ находим по формуле: Gцвсг = , (2.2.7) [8c33] где Мцвсг – молекулярная масса циркулирующего газа. Таблица 2.2.3 Расчёт молекулярной массы ЦВСГ
Gцвсг = кг/ч Определение выхода сероводорода Выход H2S гидроочистки зависит от содержания серы в сырье и гидрогенизате. Выход H2S в % мас. на сырьё рассчитываем по формуле: Сн s = , (2.2.8) [8c34] где Сн s – выход Н S на сырьё, % масс; So-содержание серы в исходном сырье, % масс; Sд.т, б.о. – содержание серы в дизельном топливе и бензине отгоне соответственно, % мас; д.т, б.о. – выход дизельного топлива и бензина - отгона, принимаются из данных задания: д.т = 0, 96; б.о. = 0, 025. Сн s = = 1, 03 % мас
Таблица 2.2.4 Материальный баланс установки
Определение объема катализатора в реакционной зоне, диаметра и высоты слоя катализатора в реакторе, количества и размеров реакторов Объём реакционной зоны определим по формуле: (2.2.9) [8c35] , где v-объёмная скорость подачи сырья. При конструировании диаметр новых реакторов может быть определен расчетным путем или принят по заводским данным, исходя из соотношения высоты и диаметра слоя катализатора. При гидроочистки в реакторах с аксиальным вводом при полностью испарившемся сырье допустима линейная скорость смеси паров сырья в ЦВСГ до 0, 2 м/с в расчете на свободное сечение реактора. При гидрообессеривании сырья, поступающего в реактор в парожидком состоянии, рекомендуется принимать значения массовой скорости 10, 5т/ч м2. При принятом диаметре слоя катализатора dр.з. общая высота слоя катализатора – высот реакционной зоны – определяется из выражения: м (2.2.10) [8c36] Количество реакторов принимаем равным 2. Фактическая высота слоя катализатора в каждом из реакторов при одинаковой загрузке: м (2.2.11) [8c37] Общая высота реактора и его внешний диаметр определяются с учетом размеров внутренних устройств и насадки (распределительного устройства, опорной решетки, слоя фарфоровых шариков и т.д.), толщины стенки реактора, футеровки и изоляции. Поскольку выбрана однопоточная схема, а количество реакторов равно 2, то производительность одного реактора равна половине от общей производительности. Таблица 2.2.5 Материальный баланс реактора гидроочистки
Тепловой баланс реактора Реакции, протекающие в процессе гидроочистки, гидрообессеривания и гидрокрекинга, идут с выделением тепла. Поэтому тепловой баланс реакторного блока составляют для определения подъема температуры на выходе из реактора по сравнению с температурой на входе в реактор и для определения количества холодного циркулирующего газа, смеси сырья и циркулирующего газа или гидрогенизата, которые необходимо ввести в реакторы для снятия избыточного тепла. Расчет парциального давления ГСС на входе и ГПС на выходе из реактора. Таблица 2.2.6 Парциальное давление компонентов газо-сырьевой смеси на входе в реактор. Р = 4, 5 МПа
Таблица 2.2.7 Парциальное давление компонентов газо-продуктовой смеси на выходе из реактора Р = 4, 3 МПа
Расчет энтальпий паров сырья, гидрогенизата, газов реакции, СВСГ и ЦВСГ Определение энтальпии сырья Исходные данные: = 0, 867 tср = (tн.к. + tк.к.)/2 tср = (176 + 356)/2 = 266 0С Характеризующий фактор данного нефтепродукта К= , (2.2.12) [9c32] где Тср мол – средняя молекулярная температура кипения нефтепродукта, К - плотность нефтепродукта, Тср мол = tср + 273 = 266 + 273 = 539 К = + 5α = 0, 867 + 5 х 0, 000673 = 0, 870 К= =11 Молекулярная масса нефтепродукта М = (7К – 21, 5) + (0, 76 – 0, 04К)tср. мол. + (0, 0003К – 0, 00245)tср. мол.2 Мс =(7 х 12 – 21, 5) +(0, 76 – 0, 04 х 12) х 270+ (0, 0003 х 12–0, 00245)х2702= 240 В зависимости от К и Мс находим псевдокритические параметры Тпс.кр = 515 0С = 788 К Рпс.кр = 17, 5 х 105 Па = 1, 75 МПа Приведенная температура. Тг=Т/Тпс.кр, где Т – абсолютная температура, при которой находят энтальпию, К; Т150 = 423/788 = 0, 54 Т200 = 473/788 = 0, 60 Т300 = 573/788 = 0, 73 Т360 = 633/788 = 0, 80 Т390 = 663/788 = 0, 84 Т420 = 693/788 = 0, 88 Приведенное давление Рг = Рн.п./Рпс.кр где Рн.п –парциальное давление нефтепродукта Рг = 0, 58./1, 75 = 0, 34 Расчет энтальпии сырья при нормальных условиях Нtн = а × (4 - ) – 308, 99, (2.2.13) [9c33] где а – коэффициент, зависящий от температуры. Н150н = 289, 78(4 – 0, 846) – 308, 99 = 605 кДж/кг Н200н = 315, 79(4 – 0, 846) – 308, 99 = 687 кДж/кг Н300н = 401, 39(4 – 0, 846) – 308, 99 = 957 кДж/кг Н360н = 450, 76(4 – 0, 846) – 308, 99 = 1113 кДж/кг Н390н = 447, 66(4 – 0, 846) – 308, 99 = 1197 кДж/кг Н420н = 505, 60(4 – 0, 846) – 308, 99 = 1286 кДж/кг Расчет энтальпии сырья при повышенном давлении Нtп = Нtн – Δ Н, (2.2.14) [9c34] где Δ Н – поправка на давление, кДж/кг Тг = 0, 54 = 43 Δ Н = 43Ткр/М = 43 х 788/222 = 153 кДж/кг Тг = 0, 60 = 24 Δ Н = 24Ткр/М = 24 х 788/222 = 85, 2 кДж/кг Тг = 0, 73 = 15 Δ Н = 15Ткр/М = 8 х 788/222 = 53, 2 кДж/кг Тг = 0, 80 = 8 Δ Н = 8Ткр/М = 8 х 788/222 = 28, 4 кДж/кг Тг = 0, 84 = 7 Δ Н = 7 х 788/222 = 24, 8 кДж/кг Тг = 0, 88 = 5 Δ Н = 5 х 788/222 = 17, 8 кДж/кг Н150п = 605 – 153 = 452 кДж/кг Н200п = 687 – 85, 2 = 601, 8 кДж/кг Н300п = 957 – 53, 2 = 903, 8 кДж/кг Н360п = 1113 – 28, 4 = 1084, 6 кДж/кг Н390п = 1197 – 24 = 1172, 2 кДж/кг Н420п = 1286 – 17, 8 = 1268, 2 кДж/кг Расчеты сведем в табл.
Таблица 2.2.8 Определение энтальпии сырья при 4, 5 МПа
Дальнейший расчет ведем аналогично Определение энтальпии гидрогенизата. Исходные данные: = 0, 847 tср = 275 0С = 0, 847 + 5 х 0, 000699 = 0, 850 Характеризующий фактор К= =12 Молекулярная масса Мг/г =(7 х 12 – 21, 5)+ (0, 76 – 0, 04 х 12)х275+ (0, 0003 х 12-0, 00245)х2752= 209 Псевдокритические параметры Тпс.кр = 446 0С = 719 К Рпс.кр = 18 х 105 Па = 1, 8 МПа Приведенная температура. Т150 = 423/719 = 0, 59 Т200 = 473/719 = 0, 66 Т300 = 573/719 = 0, 80 Т360 = 633/719 = 0, 88 Т390 = 663/719 = 0, 92 Т420 = 693/719 = 0, 96 Приведенное давление Рг = 0, 59./1, 8 = 0, 33 Дальнейший расчет сведем в табл. Таблица 2.2.9 Определение энтальпии гидрогенизата при 4, 5 МПа
Определение энтальпии бензина-отгона. Исходные данные = 0, 724 кг/м3 tср = 124 0С = 0, 724 + 5 х 0, 000870 = 0, 728 т/м3 Характеризующий фактор К= =12 Молекулярная масса Мс=(7х 12- 21, 5) + (0, 76 - 0, 04 х 12) х 124 + (0, 0003 х 12 - 0, 00245)х1242 = 106 Так как парциальное давление бензина-отгона равно 0, 4 МПа, то поправкой на давление можно пренебречь. Находим энтальпию паров бензина-отгона. Таблица 2.2.10 Определение энтальпии бензина при атмосферном давлении Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 1399; Нарушение авторского права страницы