диплом гидроочистка. готовый диплом ДТ испр (Автосохраненный). Бакалаврской работы
 Скачать 0.63 Mb.
|
3.3 Расчёт расхода водорода на гидроочисткуВодород в процессе гидроочистки расходуется на: гидрогенолизсероорганических соединений; потери водорода с отходящими потоками (отдувом и жидкимгидрогенизатом); Расход водорода на гидрогенолизсероорганических соединений рассчитывается:  G1 = m ∆S, (3.4) где G1 -расход 100 %-го водорода, % (масс.) на сырьё; ∆S - количество серы, удаляемое при гидроочистке, % (масс) на сырьё; m - коэффициент, зависящий от характера сернистых соединений. Поскольку в нефтяном сырье присутствуют различные сернистые соединения, то определяют расход водорода на гидрогенолиз каждого из них и результаты суммируются. Наиболее стабильны при гидроочистке тиофеновые соединения, поэтому при расчёте принимаем, что вся остаточная сера в гидрогенизатетиофеновая, а остальные сероорганические соединения разлагаются полностью. При этом получаем G1=0,0325*0,062+0,0305*0,125+0,035*0,0938+(0,552-0,001)*0,25=0,186 % (масс.). Расход водорода на гидрирование ароматических углеводородов. Мольная доля ароматических углеводородов (  ), подлежащих превращению, рассчитывается по формуле: где МА - средняя молекулярная масса ароматических углеводородов, МА= 136 кг/кмоль ; М- средняя молекулярная масса сырья, кг/кмоль; А0 и Ак - соответственно начальное и конечное содержание ароматических углеводородов в сырье в % (масс.) Среднюю молекулярную массу сырья рассчитываем по формуле Крэга  (3.5) (3.6) где ρ 1515 – относительная плотность сырья при температуре 15°С. Тогда М = 192,07 = 192,07· (22 - 11) / (136 · 100) = 0,155 (3.7)Количество молей ароматических углеводородов, подвергающихся гидрированию:  , (3.8)где - производительность установки по сырью, кг в год. νА= (2400000000 / 192,07) · 0,155 = 1874,31 · 103кмоль Так как при гидрировании ароматических углеводородов на один моль этих углеводородов тратится три моля водорода, то мольный расход водорода может быть найден следующим образом: νH2= 3 ·1874,31 · 103 = 5622,93 · 103кмоль Соответственно масса этого водорода равна: mH2= 2·5622,93 103 = 11245,86 тонн. G2= (11245,86 /2400000) ·100 = 0,046 % (масс.) Мольную долю водорода, растворенного в гидрогенизате, можно рассчитать из условий фазового равновесия в газосепараторе высокого давления  0,9/30 = 0,03, где  ,  - мольные доли водорода в паровой и жидкой фазах;Кр – константа фазового равновесия. Потери водорода от растворения в гидрогенизатеG3 (% масс.) на сырье составляют:  (3.9)Потери водорода на растворение могут быть приняты равными данным  %.Кроме этого, имеются также потери водорода за счет его диффузии через стенки аппаратов и утечки через неплотности, так называемые механические потери. По практическим данным, эти потери составляют около 1 % от общего объема циркулирующего газа. Механические потери G4 (% масс.) на сырье равны  , (3.10)где χ – кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм3/м3;  - плотность сырья, кг/м3. G4= 400*0,01*2*100/(833*22,4)=0,042  % масс.3.3.1 Потери водорода с отдувом. На установку гидроочистки обычно подается водородсодержащий газ (ВСГ) с установок платформинга и получения водорода, в котором концентрация водорода колеблется от 65 до 99,7 % (об.). В таблице 3.1 приведен типичный состав водородсодержащего газа, подаваемого на установки гидроочистки. Таблица 3.1 – Состав водородсодержащего газа
Для нормальной эксплуатации установок гидроочистки содержание водорода в циркулирующем газе должна быть не ниже 65 % об. Уменьшению концентрации водорода способствует следующие факторы: – химическое потребление водорода на реакции гидрирования и гидрогенолиза; – растворение водорода в жидкомгидрогенизате, выводимом с установки; – образование газов гидрокрекинга, которые, накапливаясь в циркулирующем водородсодержащем газе, разбавляют водород. Концентрация водорода в системе повышается за счёт растворения углеводородных газов в жидком гидрогенизате и увеличения концентрации водорода в водородсодержащем газе, поступающем с установок риформинга. Для поддержания постоянного давления в системе объём поступающего и образующегося газа должен быть равен объёму газа, отходящего из системы и поглощенного в ходе химической реакции. Для упрощения расчетов примем, что установка работает без отдува части циркулирующего ВСГ. Таким образом общий расход водорода будет складываться из водорода. Поглощаемого при химической реакции, абсорбируемого в сепараторе высокого давления и механически теряемого: GH2 = G1 + G2 + G3 + G4, (3.11) GH2 = 0,186+0,046+0,15+0,042 = 0,424 % масс. Расход свежего ВСГ на гидроочистку равен: G  0H2= GH2/0,29=0,424/0,29=1,46% масс., (3.12)где 0,29 – содержание водорода в свежем водородсодержащем газе, % масс. | |||||||||||||||||||||||||||