Проект установки процесса гидроочиски дистилятного сырья (дизельного топлива) мощностью по сырью 800т.т./год. Реактор процесса гидроочистк

       Поскольку требование уравнения выполняется, возможна работа без отдува частиц циркулирующего ВСГ. Таким образом, общий расход водорода в процессе гидроочистки будет складываться из водорода, поглощаемого при химической реакции, абсорбируемого в сепараторе высокого давления и механически теряемого:

       

       Расход  свежего ВСГ на гидроочистку равен:

         
 

       3.4 Материальный баланс установки.

       Рассчитываем  выход сероводорода:

       

       Таким образом балансовым сероводородом  поглощается 0,05% (масс) водорода (1,91-1,80=0,11%)

       Количество  водорода, вошедшего при гидрировании в состав дизельного топлива, равно:

       G₁ + G₂ – 0,05 = 0,086 +0,084 – 0,05 = 0,12 % (масс)

       Уточненный  выход гидроочищенного дизельного топлива

       98,275 + 0,12 = 98,395% (масс)

       Выход сухого газа, выводимого с установки, складывается из углеводородных газов, поступающих со свежим ВСГ, газов, образующихся при гидрогенолизе, а также абсорбированного гидрогенизатом водорода:

       0,82∙(1-0,29) + 0,21 + 0,026 = 0,8182 % (масс)

       На  основе полученного материального баланса проводим расчет реакторного блока установки гидроочистки. 
 

       2.5 Материальный баланс установки гидроочистки.

        

 
 

       Установка работает 340 дней в году. 
 

       3.6 Материальный баланс установки реактора гидроочистки. 
 
 
 
 
 

        

 

       В реактор поступает сырье, свежий водород содержащий газ (ВСГ) и циркулирующий водород содержащий газ (ЦВСГ).

       Таблица 3. 

       Состав  ЦВСГ. 

 

       Средняя молекулярная масса ЦВСГ М_ц равна:

       Расход  ЦВСГ на 100 кг сырья G_ц можно находим по формуле:

         
 
 

       3.7 Тепловой баланс реактора.

       Уравнение теплового баланса реактора гидроочистки можно записать так:

                                             

       где Q_c, Q_ц — тепло, вносимое в реактор со свежим сырьем и циркулирующим водородсодержащим газом;

            Q_s,Q_г.п. —тепло, выделяемое при протекании реакций гидрогенолиза сернистых и гидрирования непредельных соединений;

              ∑Q_cм. — тепло, отводимое из реактора реакционной смесью.

Средняя теплоемкость реакционном смеси  при гидроочистке незначительно  изменяется в ходе процесса, поэтому  тепловой баланс реактора можно записать в следующем виде:

       где G — суммарное количество реакционной смеси, % (масс.);

               с —средняя теплоемкость реакционной смеси, кДж/(кг∙К);

          ΔS,ΔC_H —количество серы и непредельных, удаленных из сырья, % (масс);

             t,t₀—температуры на входе в реактор и при удалении серы ΔS, °C;

          q_s,q_H — тепловые эффекты гидрирования сернистых и непредельных соединений, кДж/кг. 

       1.t₀, катализатор — сырье 350 °С.

       2. Суммарное количество реакционной  смеси на входе в реактор составляет 116,79 кг.

       3.  Количество серы, удаленное из сырья, ΔS = 0,75% (масс).

       4.  Количество тепла, выделяемое  при гидрогенолизе сернистых  соединений (на 100 кг сырья) при  заданной глубине обессеривания,  составит

       Таблица 4

       Тепловой  эффект реакции гидрирования органических соединений серы*.

       где q_si — тепловые эффекты гидрогенолиза отдельных сероорганических соединений, кДж/кг ;

                g_si- количество   разложенных   сероорганических  соединений,  кг   (при расчете на 100 кг сырья оно численно равно содержанию отдельных сероорганических соединений в % масс.).

       5.   Количество тепла, выделяемое  при гидрировании непредельных углеводородов, равно 126000 кДж/моль. Тогда.

         

       6.   Среднюю теплоемкость циркулирующего  водородсодержащего газа находим на основании данных по теплоемкости отдельных компонентов (табл. 4).

       Таблица 5.

       Теплоемкость  индивидуальных компонентов. 

 
 

       

       где с_pi—теплоемкость отдельных компонентов с учетом поправок на температуру и давление, кДж/(кг-К);

             y_i — массовая    доля    каждого    компонента в циркулирующем   газе.

       Тогда

       7. Энтальпию паров сырья при 350 °С  равна I³⁵⁰=997,4 кДж/кг.

       Поправку  на давление находим по значениям приведенных температуры и давления.

       Абсолютная  критическая температура сырья Т_кр=497+273=770 К,     

       Приведенная температура равна Т_ПР = 350+273/770=0,809.

       Критическое давление сырья вычисляют по формуле

Р_кр = 0,1Т_KP/М_c = 0,1∙9,26∙770/215 = 3,32 МПа,

       где

       Тогда

       Для найденных значений Т_пр и Р_пр.

       

       

       Энтальпия сырья с поправкой на давление равна I³⁵⁰=997,4-34,6 = 962,8 кДж/кг.

       Теплоемкость  сырья с поправкой на давление равна С_с=962,8:350= =2,75кДж/(кг∙К).

       8. Средняя теплоемкость реакционной  смеси составляет

       Имея  найденные значения, находим температуру на выходе из реактора t:

       

       Для определения температуры реакционной  смеси при разных глубинах обессеривания  строим график зависимости температуры реакционной смеси t от остаточного содержания серы в дизельном топливе S.

Рис.2.

       Зависимость температуры реакционной смеси t от остаточного содержания серы в дизельном топливе S. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Таблица 5.

       Данные  для кинетического расчета процесса обессеривания.