Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Января 2011 в 19:20, курсовая работа
Получение дизельного топлива, соответствующего условиям Технического регламента РФ «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу и топливу для реактивных двигателей», базируется на интесификации процессов гидрооблагораживания дизельных фракций. Последняя, при прочих равных условиях, существенно зависит от потенциала применяемого катализатора.
В основе производства ряда эффективных катализаторов лежат технологии, обеспечивающие:
•получение алюмооксидной матрицы катализатора с заданными текстурными характеристиками;
•введение в алюмооксидную матрицу соединений металлов в виде водного раствора биметаллического комплексного соединения, содержащего в своем составе ионы молибдена (или вольфрама) и никеля (или кобальта).
Введение………………............................................................................................4
1 Теоретическая часть
1.1 Назначение, краткая характеристика установки гидроочистки дизельного топлива..……………………………………………………..…7
1.2 Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов …………………………………………………………………..8
1.3 Теоретические основы процесса гидроочистки дизельного
топлива……………………………………………………………………..15
1.4 Описание технологической схемы процесса гидроочистки дизельного топлива. Нормы технологического режима……………………....……...23
1.5 Охрана труда………………………………………………………………38
1.6 Охрана окружающей среды………………………………………………51
2 Расчетная часть
2.1 Материальный баланс установки гидроочистки дизельного топлива……………………….....................................................................54
2.2 Материальный баланс реактора Р-1……………………………………
2.3 Тепловой баланс реактора Р-1…………………………………………
2.4 Расчёт конструктивных размеров реактора Р-1………………………
Заключение……………………………………………………………………..
Литература………………………………………………………………………
2.2
Материальный баланс
реактора Р - 1
В реактор
поступает сырье, свежий водородсодержащий
газ и циркулирующий
Таблица 2.3 - Материальный баланс реактора Р - 1
| Наименование продукта | Выход продукта | ||
| % масс | кг/ч | кг/с | |
|
Поступило:
1. 1)Сырье 2. 2)Свеж. ВСГ 3. 3)ЦВСГ Итого Получено: 1. 1)Д/т г/о 2. 2)Сероводород 3. 3)Сух. газ 4. 4)Бензин 5. 5)ЦВСГ Итого |
100 0,79 8,08 108,87 99,01 0,53 0,76 0,50 8,08 108,87 |
104477,50 825,42 8440,18 113743,10 103442,24 550,58 791,81 518,21 8439,72 113743,10 |
29,02 0,23 2,34 31,59 28,73 0,15 0,22 0,14 2,34 31,59 |
2.3
Тепловой баланс реактора
Из теплового баланса определяют температуру реакционной смеси на выходе из реактора гидроочистки, ввиду поглощения тепла в процессе гидрогенолиза температура повышается.
Qприх =
Qс + QцВСГ + QS + Qнеп
+ Qреакции ,
где Qс, QцВСГ - тепло, вносимое в реактор со свежим сырьем и циркулирующим водородсодержащим газом;
QS, Qнеп -тепло, выделяемое при протекании реакций гидрогенолиза сернистых и гидрирования непредельных соединений;
1.Определяем тепло приходящее с сырьем, кВт.
Qс = Gс ·
J350
,
По приложению определяем энтальпию паров сырья при температуре 350 С;
J350 = 1050 кДж/кг. [4; 152]
Qс =29,02 · 997,4=28944,55 кВт
Энтальпия дана без поправки на давление. Определяют Ткр и Тпр, а также Ркр и Рпр.
К = 11,6 [4; 153]
Зная Тпр и Рпр определяют энтальпию ∆IМд/т/Ткр или пр (определяется графически) [4; 153]
Iп350
= J350 - ∆J (с поправкой на давление)
∆JM/(4,2 · Т) = 4,19
∆J = 4,19 · 4,2 · (623/209)=52,6 кДж/кг
J350 = 1050 – 52,6 = 997,4 Кдж/кг
2.Определяем тепло приходящее с циркулирующим ВСГ, кВт.
QцВСГ
= GцВСГ · СцВСГ · t
QцВСГ =8,078 · 5,3 · 386,6=16551,66 кВт
СВСГ
= ∑Сi · Xi
СВСГ
=0,18 · 14,57+0,42 · 3,35+0,2 · 3,29+0,11 · 3,23+0,075 · 3,18=5,3
Таблица 2.4 - Состав циркулирующего ВСГ
| кДж/кг · град | Мольные доли | Массовая доля | |
| H2 |
|
|
|
| CH2 |
|
|
|
| C2H6 |
|
|
|
| C3H8 |
|
|
|
| C4H10 |
|
|
|
3.Температуру
реакционной смеси на выходе из реактора
обозначим символом t, ºС
G · C · t0
+ ∆S · JS + Gнепр · Jнепр = Gсм · Ссм · t
t0+(∆S JS + Gнеп · Jнеп)
t = —————————
GC · Сср
где Gс - суммарное количество реакционной смеси, % (масс.);
Сср - средняя теплоёмкость реакционной смеси, кДж/(кг·К);
∆S, Gнеп - количество серы и непредельных, удаленных из сырья, % (масс.);
t0, t - температуры на входе в реактор и при удалении серы ∆S, ºС;
JS, Jнеп - тепловые эффекты гидрирования сернистых и непредельных соединений, кДж/кг.
t =350+(8471+5421)/(117,44 · 3,23)=386,6ºС
4.Определяем тепло на реакцию сернистых соединений, кВт
Qs = ∆S · Jsi
где Jsi - тепловые эффекты гидрогенолиза отдельных сероорганических соединений, кг
Qs =0,01 ·
2100+3500 · 0,25+5060 · 0,02+0,22 · 8700=2911,2 кВт
| Соединения | Jsi, кДж/кг |
| RSH | 2100 |
| RSR| | 3500 |
| RSSR| | 5060 |
| Тиофен | 8700 |
5.Определяем тепло, выделившееся при гидрировании непредельных, кДж/ч
Q
непр
= 0.9 · G
непр
· J
непр
/М
д/т
где G
неп
- количество непредельных, удаленных из сырья, % (масс.);
J
неп
- тепловые эффекты
гидрирования непредельных
Q
непр
=10 · 126000/195,81=6434,81 кДж/ч
6.Определяем расходуемое тепло, кВт.
Q
см
= Gсм · Сср · t (2.22)
Q
см
=39,79 · 386,6 · 2,93=45071,65
кВт
C
cр
= Сс · 100 + Сц.ВСГ · (ВСГсвеж + ВСГцирк)/Gобщ (%) (2.23)
Сс - теплоёмкость сырья с поправкой на давление равна
Сс = 997,4:350=2,85 кДж/(кг·К)
C
cр
=2,85 · 100+5,3 · (0,79+8,078)/108,87=2,93%
Сс = J350/350
Сс =997,4/350=2,85 кДж/кг
2.4 Расчет конструктивных размеров реактора Р - 1
Sкон
Vkat = Vc ∫ dS/r, м³
Sнач
1/r – это обратная скорость глубины обессеривания; м³ ч/м³
Интегрирование ведут графическим методом в зависимости от конечного содержания серы и обратной скорости давления.
Зависимость остаточного содержания серы от времени реакции
(определяется графически)
ds/r = 0,223 м³ ч/м³
Vkat = Vc · 0,223
где Vc - объем сырья (2.26)
Vkat =124,38 · 0,223=27,74 м³
Vc=Gc/ρс (2.27)
где Gc - расход сырья в реактор, кг/ч;
ρс - плотность сырья кг/ м³
Vc =104477,5/840=124,38 м³
Зная объем катализатора определяют объемную скорость подачи сырья
υ0 = Vc / Vр, чֿ¹ (2.28)
υ0 =124,38/27,2=4,57 чֿ¹
Vр= 2πD³ (2.29)
Vр=2 · 3,14 · 1,63³=27,2 м3
Vр – обьем реакционной зоны, м3
Определяем диаметр
D=[27,74/(2 · 3,14))] ⅓=1,63 м
Т.к. реактор имеет цилиндрическую форму то, его высота равна:
Н = 2 · D