Расчет реактора установки Гидрокрекинга

 

1.1.4. Определим суммарный расход  водорода на химические реакции:

gSH2,%	gNH2,%	gАУВH2,%	gсГКH2,%	∑chem.gH2,%
0,4375	0,021429	0,873786	0,582524	1,915239

 

Т.о.: ∑chem.gH2=1,915239 %

 

1.2. Рассчитаем расход водорода  на физические потери: механические потери;  потери на отдув водорода; потери водорода при его сепарации.

1.2.1. Сначала определим количество циркулирующего водородсодержащего газа (цВСГ) при кратности циркуляции 850 нм3/м3:

gc,%	kВСГц, нм3/м3	ṀцВСГ, г/моль	gцВСГ, %
100	850	3,12	12,63531026
Vм, л/моль	ρc, г/л
22,4	937

 

1.2.2. Механические потери водорода составят 1% от количества циркулирующего ВСГ:

Т.е.

	gцВСГ, %	gH2 (мех), %
0,01	12,63531	0,126353

 

1.2.3. Потери водорода на отдув цВСГ примем по справочным данным:

=0,3%.

 

1.2.4. Потери водорода от растворения  в гидрогенизате  при его сепарации  так же примем по справочным  данным:

=0,02%.

1.2.5. Суммарный расход чистого водорода на физические потери:

gH2 (мех), %	gH2 (отд), %	gH2 (сеп), %	∑phys.gH2,%
0,126353	0,3	0,02	0,446353

 

Т.о. ∑phys.gH2=0,446353 %

 

1.3. Определим, сколько в целом  расходуется свежего ВСГ на  нашей установке ГК. Для этого:

1.3.1. Определим суммарный расход 100%го водорода:

∑chem.gH2,%	∑phys.gH2,%	∑gH2, %
1,915239	0,446353	2,361592

 

1.3.2. Общий расход свежего ВСГ составит:

∑gH2, %	∑gcВСГ, %
2,361592	2,366325004
φ(H2)
0,998

 

Т.о. ∑gcВСГ≈2,37 %.

 

 

 

 

 

 

1.4. Составим материальный баланс  установки гидрокрекинга:

1.4.1. Рассчитаем выход сероводорода  и аммиака:

;

Mr(H2S)	∆S∑, %	gH2S, %
34	2,4	2,55
Ar(S)
32

 

Т.о. gH2S=2,55 %

 

Mr(NH3), %	∆N∑, %	gNH3, %
17	0,1	0,121429
Ar(N)
14

 

Т.о. gNH3≈0,12 %

 

1.4.2. Оставшиеся компоненты для материального баланса берем по приближенным промышленным данным установки гидрокрекинга [5]:

Материальный баланс установки ГК
Компоненты	gi, %	Gi, кг/с
Приход:
Сырье	100	40,85
сВСГ	2,37	0,97
Итого	102,37	41,82
Расход:
Сероводород	2,55	1,04
Аммиак	0,12	0,05
УВ газ	2,79	1,14
Бензин	28,97	11,83
ДТ	47,97	19,6
ГК остаток	19,97	8,16
Итого:	102,37	41,82

 

 

 

2. Составление  теплового баланса одного реактора  гидрокрекинга

2.1. Определим фазовое состояние сырья и рециркулята на входе в реактор и продуктов на выходе из реактора ГК (тех, что при н.у. являются дистиллятными фракциями) Для этого определим их приведенные параметры (приведенную температуру и приведенное давление):

 или  ;

Компоненты	Тпр,i	Рпр,i
Вакуумный газойль (сырье)	0,731684	9,577954
Рециркулят остатка	0,767482	9,910522
ДТ	0,97558	6,637745
Бензин	1,174782	4,938115

 

Из приведенных данных следует, что при термобарических параметрах реактора ГК в жидкой фазе находятся: сырье, рециркулят остатка ГК, ДТ.

Бензин же (дистилятная фракция при н.у.) при данных параметрах находится в реакторе в газообразной форме.

2.2. Расчет газовой фазы теплового  баланса:

2.2.1. Расчет теплоемкостей компонентов при заданных температурах - на входе и выходе :

• На входе:

• На выходе:

2.2.2. Расчет теплосодержания газов - на входе в реактор

  и выходе из него :

• На входе:

• На выходе:

2.2.3. Результаты расчетов для газовых фаз:

Дополнительные исходные данные газовой фазы необходимые для расчета теплового баланса:

Компонент	Сг0,i, кДж/(кг*К)	α
H2	14,1956	0,04
H2S	0,986	0,24
CH4	2,1714	0,55
C2H6	1,6331	0,7
C3H8	1,5524	0,72
C4H10	1,5701	0,7

 

Расчет теплоемкостей простых составляющих компонентов газофазного сырья на входе в реактор и газофазных продуктов на выходе из реактора ГК:

Компонент	Сг0,i, кДж/(кг*К)	α	Cг370,i, кДж/(кг*К)	Cг400,i, кДж/(кг*К)
H2	14,1956	0,04	14,69028	14,71709791
H2S	0,986	0,24	-	1,22429893
CH4	2,1714	0,55	3,47769	3,565994659
C2H6	1,6331	0,7	2,974065	3,070507981
C3H8	1,5524	0,72	-	2,971907573
C4H10	1,5701	0,7	-	2,95205718

 

Рассчитанные тепловые параметры газофазного сырья и газофазных продуктов процесса ГК из простых составляющих их компонентов по правилу аддитивности:

Газофазные фракции:
Компоненты:
На входе:	Cг370,i, кДж/(кг*К)	qг370,i, кДж/кг
сВСГ	14,66786	9433,633
цВСГ	14,11958	9081,009
На выходе:	Cг400,i, кДж/(кг*К)	qг400,i, кДж/кг
цВСГ	14,14963	9524,825
УВ газ	3,150635	2120,85
Сероводород	1,224299	824,1368

 

 

 

 

 

 

   2.3.Расчет дистиллятных фракций теплового баланса:

2.3.1. Определим вспомогательные  параметры продуктов (независящие от Твх и Твых)-значение среднемольной температуры кипения и, затем, стандартную темлоемкость для нашей i-той дистиллятной фракции по сл. формулам:

;

 

2.3.2. Результаты вспомогательного расчета:

Компоненты:	Т0к,i, K	Сг0,i, кДж/(кг*К)
Вакуумный газойль (сырье)	683,0736	1,23177
Бензин	382,505	1,360422
ДТ	489,5803	1,304618
Рециркулят остатка=ГКО	653,8608	1,294919

 

2.3.3. Расчет теплоемкостей дистиллятных фракций при их газообразном состоянии:

• На входе:

• На выходе:

.

2.3.4. Расчет теплосодержания дистиллятных фракций при их газообразном состоянии:

• На входе:

• На выходе:

 

*в расчет дальнейших (жидкостных) параметров бензиновая фракция не входит, т.к. находится в сверхкритической фазе.

2.3.5. Расчет значений теплоты испарения:

2.3.6. Расчет теплосодержания дистиллятных фракций, находящихся, при данных параметрах реактора, в виде жидкофазных потоков:

• На входе:

• На выходе:

2.3.7. Результаты расчетов для дистиллятных фракций:

Дистиллятные фракции:
Компоненты:	CгТ,i, кДж/(кг*К)	qгТ,i, кДж/кг	L0ис,i, кДж/кг	qжТ,i, кДж/кг
На входе:	Cг370,i	qг370,i	L0ис,i	qж370,i
Вакуумный газойль (сырье)	2,554241136	1642,76	211,9458	1430,814
Рециркулят остатка	2,685189013	1726,979	210,324	1516,655
На выходе:	Cг400,i	qг400,i	L0ис,i	qж400,i
Бензин	2,909552924	1958,566	-	-
ДТ	2,790203396	1878,225	256,8309	1621,394
ГКО	2,769460321	1864,262	210,324	1653,938