Изомеризация как процесс производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов

 

Расчет состава газо-продуктовой смеси. По данным, полученным на установке затраты водорода на гидрокрекинг составляют 0,2% от сырья, а массовые выходы продуктов при изомеризации пентан-гексановой фракции в расчете на сырье представлены в таблице 2.6

Таблица 2.6

Массовые выходы продуктов при изомеризации пентан-гексановой фракции

Компонент	%, масс
н-гексан	18,2
и-гексан	27,1
н-пентан	15,5
и-пентан	35,6
бутаны	0,7
пропан	1
этан	1,1
метан	0,8

 

В соответствии с этими цифрами получим следующий состав газо-продуктовой смеси, представленный в таблице 2.7

Таблица 2.7

Состав газо-продуктовой смеси

 

Компонент	Количество		Доля в газо-продуктовой смеси
	кг/ч	кмоль/ч	массовая	объемная
Водород	477,5	238,7	0,022	0,484
Метан	461,3	28,8	0,021	0,058
Этан	463,3	15,4	0,021	0,031
Пропан	322,2	7,3	0,015	0,015
Бутаны	192,2	3,3	0,009	0,007
н-пентан	3357,9	46,6	0,155	0,095
и-пентан	7712,3	107,1	0,356	0,217
н-гексан	3942,8	45,8	0,182	0,093
и-гексан	5870,9	68,3	0,271	0,138
Итого:	21663,7	493,2	1	1

 

2.2 Расчет  теплового баланса

Основная задача расчета теплового баланса заключается в нахождении температуры сырья на входе в реактор. Так как процесс изомеризации происходит с выделением тепла от 6 до 8 кДж/моль, то для поддержания температуры реакции необходимо найти количество тепла, выделившегося в процессе реакций изомеризации.

Примем конечную температуру продуктов изомеризации 130оС, теплоту реакции изомеризации  7 кДж/моль.

Принимая, что в процессе изомеризации подвергаются только пентаны и гексаны, с учетом количества молей углеводородов общее количество тепла, выделившееся при изомеризации пентанов и гексанов, составит:

Qреак=(Gm(C5)·К(C5)+Gm(C6)·К(C6))·qэф,   

где  Gm – количество углеводорода, поступающего с сырьём, моль/ч; qэф – тепловой эффект реакции (7 кДж/моль).

Qреак =  9955,1·0,984·7/1000+10528,6·0,987·7/1000=141,31 МДж/ч.

По известным конечной температуре процесса и составу продукта, рассчитаем теплосодержание продукта на выходе из реактора. Теплосодержание жидкой фазы углеводородов определим по уравнению

qпр=(1,689·t2+0,0017·(t22))/((0,9943·r204+0,00915)0,5),

где t2 – конечная температура процесса (130 оС); r204 – плотность компонентов газопродуктовой смеси.

Плотность смеси рассчитаем исходя из массовых долей компонентов (таблица 2.6):

,      (5)

где ri – массовая доля i- компонента.

Тогда  qпр = 308,81 кДж/кг.

Теплосодержание ВСГ (водородсодержащий газ) при температуре t2 определим по формуле:

qВСГ =10,976·t2 + 492,68,                   (6)

qВСГ  =1919,63 кДж/кг.

Общее тепло смеси на выходе из реактора:

Qпр= qВСГ ·GВСГ+ qпр·Gпр,                     (7)

где Gводорода – расход водорода на выходе из реактора, кг/ч; Gпр – расход смеси углеводородов без ВСГ и потерь на  выходе из реактора, кг/ч.

Qпр= 1919,63·1,9165+20,8839· 305,709=10 063,3 МДж/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выводы

    В данной работе использовались данные об эффективном режиме и материальном балансе, полученные на установке. Расчет производился в последовательности «изомеризация-разделение» как на установке изомеризации Астраханского ГПЗ. Данная работа соответствует пуску установки, так как не учитывает рециркулирующий поток, который появляется после реакции в процессе разделения.  По этим данным были рассчитаны параметры, характеризующие сырьевой поток реагирующей смеси. Использовалась пентан-гексановая фракция (нк 35-70⁰С). Рассчитан поток циркулирующего газа, газо-сырьевой смеси и газо-продуктовой смеси.

Заметим, что при технологическом расчете достаточно важно знать затраты водорода. Из-за малой массы расходуемого водорода экспериментальное измерение этой величины приводит к большим ошибкам. Более правильным является расчетное определение затрат водорода по массам измеренных углеводородов, измеряемым с достаточной точностью.

 

 

 

5. Список использованных источников:

1. Специальный технический регламент «О требованиях к бензинам, ди- зельному топливу и отдельным горюче-смазочным материалам», федеральный за- кон, 2008.

2. Сборник трудов по материалам 66-ой научно-методической и найно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ)  -М.; МАДИ(ГТУ), 2008. С212-215.

3. Ясакова Е.А., Ситдикова А.В. Тенденции развития процесса изомеризаци в России и за рубежом. http://www.ogbus.ru .

4. Жоров Ю.М. Изомеризация углеводородов. Химия и технология. М. Химия 1983г, 301 стр.

5. Бурсиан Н.Р. Технология изомеризации парафиновых углеводородов. Ленинград, 1985 г. 192 стр.

6. Турукалов М. Полная изомеризация // Нефтегазовая вертикаль. – 2008. – № 16. – c. 22-28.

7. Бруно Домерг, Лоран Ватрипон. Дальнейшее развитие технологии изо- меризации парафинов // Нефтепереработа и нефтехимия – 2001. – № 4. – c. 15-27.

8. UOP LLC, http://www.uop.com .

9. Лапидус А.Л., И.Ф. Крылов, Ф.Г. Жагфаров, В.Е. Емельянов Альтернативные моторные топлива. Учебные пособие. – М: ЦентрЛитНефтеГаз. – 2008. – 288с.

10. ОАО "НПП Нефтехим". http://www.nefthim.ru .

11. Технологический регламент. Установка изомеризации пентан-гексановой фракции. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка")

 

 Содержание

1. Введение…................................................................................................2

2. Литературный обзор……………………………………...….….............5

3. Технологическая часть…………….……………………………………...18

4. Выводы..…………………………………………………………………..26

5. Список использованных источников…………………………………..27

6. Содержание