2. 1 Материальный баланс установки гидроочистки бензина каталитического крекинга
 Скачать 219.8 Kb.
|
1 2  2 Расчетная часть 2.1 Материальный баланс установки гидроочистки бензина каталитического крекинга Исходные данные: -сырье бензиновая фракция 35 – 190  ;-годовая производительность – 1200000 т/год; -число рабочих дней – 360 дней; -ассортимент получаемой продукции: ЛБФ, ТБФ, углеводородный газ, сероводород. Суточная производительность Gсут  , (1)где ЧРД - число рабочих дней; Gгод - годовая производительность установки, т/год. Gсут =  = 3333,33 т/сутЧасовая производительность Gчас =  , (2)где 1000 – килограмм в 1 тонне; 24 – часа в сутках. Gчас =  = 138888,89 кг/чСекундная производительность Gсек =  , (3)где 3600 – секунд в 1 часе. Gсек =  = 38,58 кг/сТаблица 9 – Материальный баланс установки
2.2 Расчет реактора гидроочистки Исходные данные: - сырье – бензиновая фракция 65 - 190  - суточная производительность реактора  = 2500,46 т/сут;- температура на входе в реактор t = 260 - температура на выходе реактора t = 277 - давление на входе в реактор = 2,4 МПа; - кратность циркуляции водородсодержащего газа n = 500  ;- объемная скорость подачи сырья w = 3  ;- плотность сырья  = 760 кг/ ;2.2.1 Расчет материального баланса реактора Таблица 10 – Материальный баланс реактора гидроочистки
2.2.2 Расчет молекулярной массы циркулирующего водородсодержащего газа Состав циркулирующего водородсодержащего газа принимаем на основе практических данных и данные расчета сводим в таблицу 11. Таблица 11 – Состав циркулирующего водородсодержащего газа
Молекулярная масса циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) МЦВСГ = 7,6 кг/кмоль 2.2.3 Расчет плотность циркулирующего газа при нормальных условиях ЦВСГ =  , (4)где МЦВСГ – молекулярная масса ЦВСГ, кг/кмоль; 22,4 – объем газа при нормальных условиях.  ЦВСГ =  = 0,339 кг/м32.2.4 Расчет объема циркулирующего газа при нормальных условиях VЦВСГ =   , (5)где Gс –количество сырья на входе в реактор, кг/ч; с – плотность сырья в жидком виде, кг/м3;n – кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм3/м3. VЦВСГ=  = 68636,8  /ч;Массовое количество ЦВСГ GЦВСГ = VЦВСГ · ЦВСГ (6)GЦВСГ = 68636,8· 0,339 = 23267,88 кг/ч = 6,46 кг/с. 2.2.5 Расчет теплового баланса Тепловой баланс реактора составляется с целью определения количества тепла, снимаемого циркулирующим газом при нормальных условиях. Qприх = Qрасх (7) Приход тепла Qприх = Qс + Qр + QВСГ + QЦВСГ, (8) где Qс – тепло, приходящее с нагретым сырьем, кВт; Qр – тепло, выделяемое в процессе реакции, кВт; QВСГ – тепло, приходящее в реактор с ВСГ, кВт; QЦВСГ – тепло, приходящее в реактор с ЦВСГ, кВт. 2.2.5.1 Количество тепла, приходящее с нагретым сырьем Qc = Gc ·( Jс.е+iс(1 – e)), (9) где Gc – количество сырья на входе в реактор, кг/сек; Jс – энтальпия сырья в жидком виде, кДж/кг; е – доля отгона сырья на выходе из печи. Энтальпия паров сырья рассчитываем по формуле Jn = (129,58 + 0,134·Т + 0,00059·Т2)(4 –  ) – 308,99 (10)где Т – температура сырья на входе в реактор, К; – относительная плотность сырья при 15 0С по отношению к плотности воды при 15 0С. = + 5 , (11) 0,001828 – 0,00132· (12) 0,001828 – 0,00132·0,760 = 0,000824 =760+ 5 = 0,764Jn = (129,58 + 0,134·533 + 0,00059·5332)(4 – 0,764) – 308,99 = 883,85 кДж/кг Так как в качестве сырья в процессе каталитического крекинга используются вакуумный газойль широкого фракционного состава 350 – 5000С, а так же в сырье вовлекаются газойлевые фракции термодеструктивных процессов, гидрокрекинга, рафинаты процессов деасфальтизации мазутов и гудронов, полупродукты масляного производства, то нам не известно потенциальное содержание фракции. Тогда строим кривую истинных температур кипения фракции 65-1900С по двум точкам. По кривой ИТК фракции находим t10, t50, t70: - t10 – 770С; - t50 – 1280С; - t70 - 1530С. tg угла наклона кривой ИТК определяем по формуле tg ИТК =  (13)tg ИТК =  = 1,27По графику Смидовича и Обрядчикова определяем температуру начала (НОИ) и конца (КОИ) однократного испарения и соответствующие им температуры: НОИ – 23%; tнои = 930С КОИ – 69%; tкои = 1470С Строим линию однократного испарения при атмосферном давлении. Рассчитываем парциальное давление бензиновой фракции на входе в реактор Р = Рб + Рвсг (14) где Рб – давление бензина, МПа; Рвсг – давление ВСГ, МПа. Определяем число молей ВГС – N1 N1 =  (15)Молекулярная масса бензина М = 60 + 0,3· tср + 0,001· t2ср (16) tср =  , (17)где  – температура начала кипения фракции; – температура конца кипения фракции;tср =  = 127,50С=400,5К Рисунок 4 – Кривая истинных температур кипения фракции 65 - 190 0С МБ = 60 + 0,3·127,5 + 0,001·127,52 = 144,51 кг/кмоль N1 =  = 1,18 моль/сОпределяем число молей бензина – N2 N2 =  = 0,25 моль/сРБ =Р ·  (18)РБ =2,4 ·  = 0,42 МПаПо линии ОИ определяем, что при давлении Р=0,42 МПа бензин находится в парообразном состоянии. Тепло с нагретым сырьем Qc = Gc · Jс (19) Qc = 28,98 · 883,85= 25613,97 кВт 2.2.5.2 Тепло, выделяемое в процессе реакции Qр= Gc  q, (20)где q – тепловой эффект реакции равный q = 80 кДж/кг Qр =28,98 · 80 = 2318,4 кВт 2.2.5.3 Тепло, приходящее в реактор с водородсодержащим газом Qвcг=  Ji · Gi, (21)где Ji – энтальпия газа с учетом давления, кДж/кг; Gi – массовый расход газа, кг/с. Отдельные компоненты газа определяются по формуле Gi= Gц.г.· yi, (22) где yi – массовая доля компонента в газе. В реакторном блоке циркулирует свежий водородсодержащий газ. Тепло, приходящее со свежим ВСГ при температуре Твх=2600С сводим в таблицу 12. Таблица 12 – Расчет тепла, приходящего с ВСГ
Таблица 13 – Расчет тепла, приходящего с ЦВСГ
Qприх = 25613,97 + 2318,4+ 60,65 + 11654,55 = 39647,57 2.2.5.4 Расход тепла Qрасх = Qгидр + Qцвсг+ Qпот + Qгаз, (23) где Qгидр – тепло, уходящее с гидрогенизатом, кВт; Qгаз – тепло, уходящее с газами, кВт; Qцвсг – тепло, уходящее с ЦВСГ; Qпот – потери тепла, кВт; Расход тепла с гидрогенизатом при температуре 277 0С Qгидр = Gгидр · Jгидр, (24) где Gгидр – массовый расход гидрогенизата, кг/с; Jгидр – энтальпия гидрогенизата при температуре выхода Твых=2770С. Jгидр = (129,58 + 0,134·550 + 0,00059·5502)(4 – 0,764) –308,99 = 926,37 кДж/кг Принимаем гидрогенизат на выходе из реактора в газообразном состоянии Qгидр = 28,94 · 926,37 = 26809,15 кВт Таблица 14 – Расчет тепла, уходящего с ЦВСГ
Qцвсг = 12181,77 кВт. Qгаз = Gгаз · Jгаз (25) где Gгаз – массовый расход газа, кг/с; Jгаз – энтальпия газа при температуре выхода Твых=2770С Qгаз = 0,07 · 1483,26 = 103,83 кВт Qрасх = 26809,15 + 12181,77 + 103,83 = 39094,75 кВт Потери в окружающую среду принимаем 2% от количества тепла, унесенного из реактора Qпот = Qприх - Qрасх (26) Qпот = 39647,57 - 39094,75 = 552,82 кВт Тепловой баланс реактора сводим в таблицу 15 Таблица 15 – Тепловой баланс реактора
2.2.6 Основные размеры реактора Находим среднюю молекулярную массу сырья M= 1 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||