гидроочистка керосина. КП ГО ЧА. Курсовой проект по дисциплине Теория и технология химических процессов органического и нефтехимического синтеза на тему Технологическое проектирование установки гидроочистки дизельной фракции мощностью 1910 тыс тгод

• Название: Курсовой проект по дисциплине Теория и технология химических процессов органического и нефтехимического синтеза на тему Технологическое проектирование установки гидроочистки дизельной фракции мощностью 1910 тыс тгод
• Анкор: гидроочистка керосина
• Дата: 29.01.2023
• Размер: 1.78 Mb.
• Имя файла: КП ГО ЧА.docx
• Тип: Курсовой проект; #910738
• страница: 20 из 24

H₂₁₀ = 774,25 – (-49,04) = 823,3 кДж/кг.

Энтальпию жидкого бензина-отгона находим по формуле

,

где α = 0,403·t + 0,000405·t².

Тогда

α = 0,403·210 + 0,000405·210² = 102,49;

кДж/кг.

По формуле определяем количество теплоты, уходящее с компонентами ГПС при температуре 210 °С и давлении 3,8 МПа:

• 
  с дизельным топливом
  

кДж/ч;

• 
  с бензином
  

кДж/ч;

• 
  с углеводородным газом
  

кДж/ч;

• 
  с сероводородом
  

кДж/ч;

• 
  с ЦВСГ
  

кДж/ч;

где - расход компонента ГПС в паровой фазе при 210 °С, кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС в паровой фазе при 210 °С, кДж/кг;

- расход компонента ГПС в жидкой фазе при 210 °С, кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС жидкой фазе при 210 °С, кДж/кг.

Количество теплоты, содержащееся в ГПС при 210 °С по формуле:

кДж/ч.

Определяем количество теплоты приходящее с ГПС:

млн кДж/ч,

где — коэффициент использования теплоты, принимаем 0,96 [27].

Найдем энтальпию нефтяных паров сырья при 100 °С и атмосферном давлении:

кДж/кг.

Поправку к энтальпии нефтяных паров сырья при 100 °С и повышенном давлении находим аналогично п. 2.3.8.2. Тогда энтальпия нефтяных паров сырья при 100 °С и повышенном давлении равна:

H₁₀₀ = 516,9 – (-129,9) = 646,8 кДж/кг.

Энтальпию жидкого гидрогенизата находим по формуле

,

где α = 0,403·t + 0,000405·t².

Тогда

α = 0,403·100 + 0,000405·100² = 44,35;

кДж/кг.

При температуре 100 °С рассчитаем материальный баланс однократного испарения ГСС (табл. 2.38-2.39),

Таблица 2.38 – Состав паровой и жидкой фаз ГСС на выходе из теплообменника при температуре 100 °С и давлении 4,0 МПа

Наименование	α=	Ki	Xi=	Yi= Ki
Водород	0,7654	14,7	0,0610	0,8964
Метан	0,0173	5,8	0,0034	0,0199
Этан	0,0117	2,4	0,0054	0,0129
Пропан	0,0048	1,2	0,0041	0,0049
Изобутан	0,0009	0,4	0,0018	0,0007
Бутан	0,0004	0,5	0,0007	0,0003
Изопентан	0,0001	0,3	0,0002	0,0001
Н-пентан	0,0001	0,2	0,0003	0,0001
Сырье	0,1992	0,07	0,9231	0,0646
Итого	0,9999	-	1,0000	0,9999

Таблица 2.39 – Материальный баланс однократного испарения ГСС на выходе из теплообменника при температуре 100 °С и давлении 4,0 МПа

Компонент	Приход ГСС				Расход
				ai		Жидкая фаза				Паровая фаза
									хi					уi
Водород	9173	0,0364	4541,0	0,7654		584	0,0026	289,2	0,0610		8588	0,3083	4251,7	0,8964
Метан	1648	0,0065	102,7	0,0173		242	0,0011	15,1	0,0034		1406	0,0505	87,6	0,0199
Этан	2091	0,0083	69,5	0,0117		615	0,0027	20,5	0,0054		1476	0,0530	49,1	0,0129
Пропан	1267	0,0050	28,7	0,0048		576	0,0026	13,1	0,0041		691	0,0248	15,7	0,0049
Изобутан	326	0,0013	5,6	0,0009		233	0,0010	4,0	0,0018		93	0,0033	1,6	0,0007
Н-бутан	149	0,0006	2,6	0,0004		99	0,0004	1,7	0,0007		50	0,0018	0,9	0,0003
Изопентан	55	0,0002	0,8	0,0001		42	0,0002	0,6	0,0002		13	0,0005	0,2	0,0001
Н-пентан	27	0,0001	0,4	0,0001		22	0,0001	0,3	0,0003		4	0,0002	0,1	0,0001
Сырье	237525	0,9416	1181,7	0,1992		221986	0,9892	1104,4	0,9231		15539	0,5578	77,3	0,0646
Итого	252260	1,0000	5933,0	1,0000		224400	1,0000	1448,9	1,0000		27860	1,0000	4484,1	0,9999

При температуре 100 ⁰С количество теплоты каждого компонента по формуле:

;

;

Количество теплоты ГСС при температуре 100 °С по формуле

.

Для определения температуры ГСС (t_x) на выходе из теплообменника найдем количество теплоты при двух температурах:

1) t₁ = 220-250 °С;

2) t₂ = 300-320 °С.

При принятых температурах рассчитаем материальные балансы однократного испарения ГСС (табл. 2.40-2.43), затем построим график зависимости количества теплоты от температуры и по нему определим температуру ГСС на выходе из теплообменника, зная количество теплоты, переданное ГПС потоку ГСС.

Таблица 2.40 – Состав паровой и жидкой фаз ГСС на выходе из теплообменника при температуре 230 °С и давлении 4,0 МПа

Наименование	α=	Ki	Xi=	Yi= Ki
Водород	0,7654	22,5	0,0389	0,8743
Метан	0,0173	8,2	0,0024	0,0196
Этан	0,0117	6,8	0,0019	0,0132
Пропан	0,0048	4,3	0,0013	0,0054
Изобутан	0,0009	2,5	0,0004	0,0010
Бутан	0,0004	2,4	0,0002	0,0005
Изопентан	0,0001	1,8	0,0001	0,0001
Н-пентан	0,0001	1,9	0,0000	0,0001
Сырье	0,1992	0,09	0,9548	0,0859
Итого	1,0000	-	1,0000	1,0000

Таблица 2.41 – Материальный баланс однократного испарения ГСС на выходе из теплообменника при температуре 230 °С и давлении 4,0 МПа

Компонент	Приход ГПС				Расход
				ai		Жидкая фаза				Паровая фаза
									хi					уi
Водород	9173	0,0364	4541,0	0,7654		390	0,0018	193,2	0,0389		8782	0,2653	4347,7	0,8743
Метан	1648	0,0065	102,7	0,0173		179	0,0008	11,2	0,0024		1469	0,0444	91,6	0,0196
Этан	2091	0,0083	69,5	0,0117		268	0,0012	8,9	0,0019		1823	0,0551	60,6	0,0132
Пропан	1267	0,0050	28,7	0,0048		239	0,0011	5,4	0,0013		1028	0,0310	23,3	0,0054
Изобутан	326	0,0013	5,6	0,0009		93	0,0004	1,6	0,0004		233	0,0070	4,0	0,0010
Н-бутан	149	0,0006	2,6	0,0004		44	0,0002	0,8	0,0002		105	0,0032	1,8	0,0005
Изопентан	55	0,0002	0,8	0,0001		20	0,0001	0,3	0,0001		35	0,0011	0,5	0,0001
Н-пентан	27	0,0001	0,4	0,0001		9	0,0000	0,1	0,00004		18	0,0005	0,2	0,0001
Сырье	237525	0,9416	1181,7	0,1992		217913	0,9943	1084,1	0,9548		19612	0,5924	97,6	0,0859
Итого	252260	1,0000	5933,0	1,0000		219155	1,0000	1305,6	1,0000		33105	1,0000	4627,3	1,0000

Таблица 2.42 – Состав паровой и жидкой фаз ГСС на выходе из теплообменника при температуре 320 °С и давлении 4,0 МПа

Наименование	α=	Ki	Xi=	Yi= Ki
Водород	0,7654	25,5	0,0335	0,8549
Метан	0,0173	13,2	0,0015	0,0192
Этан	0,0117	11,6	0,0011	0,0130
Пропан	0,0048	4,9	0,0011	0,0053
Изобутан	0,0009	3,8	0,0003	0,0010
Бутан	0,0004	3,7	0,0001	0,0004
Изопентан	0,0001	2,2	0,0000	0,0001
Н-пентан	0,0001	2,6	0,0000	0,0001
Сырье	0,1992	0,11	0,9624	0,1059
Итого	0,9999	-	1,0000	0,9999

Таблица 2.43 – Материальный баланс однократного испарения ГСС на выходе из теплообменника при температуре 320 °С и давлении 4,0 МПа

Компонент	Приход ГПС				Расход
				ai		Жидкая фаза				Паровая фаза
									хi					уi
Водород	9173	0,0364	4541,0	0,7654		346	0,0016	171,4	0,0335		8827	0,2366	4369,6	0,8549
Метан	1648	0,0065	102,7	0,0173		116	0,0005	7,2	0,0015		1532	0,0411	95,5	0,0192
Этан	2091	0,0083	69,5	0,0117		166	0,0008	5,5	0,0011		1925	0,0516	64,0	0,0130
Пропан	1267	0,0050	28,7	0,0048		215	0,0010	4,9	0,0011		1052	0,0282	23,9	0,0053
Изобутан	326	0,0013	5,6	0,0009		68	0,0003	1,2	0,0003		258	0,0069	4,4	0,0010
Н-бутан	149	0,0006	2,6	0,0004		32	0,0001	0,5	0,0001		117	0,0031	2,0	0,0004
Изопентан	55	0,0002	0,8	0,0001		17	0,0001	0,2	0,0000		38	0,0010	0,5	0,0001
Н-пентан	27	0,0001	0,4	0,0001		7	0,00003	0,1	0,0000		19	0,0005	0,3	0,0001
Сырье	237525	0,9416	1181,7	0,1992		213986	0,9955	1064,6	0,9624		23539	0,6309	117,1	0,1059
Итого	252260	1,0000	5933,0	1,0000		214954	1,0000	1255,6	1,0000		37306	1,0000	4677,3	0,9999

Найдем энтальпию нефтяных паров сырья при 230 °С и атмосферном давлении:

кДж/кг.

Энтальпия нефтяных паров сырья при 230 °С и повышенном давлении равна:

H₂₃₀ = 783,49 – (-58,55) = 842,0 кДж/кг.

Энтальпию жидкого гидрогенизата находим по формуле

,

где α = 0,403·t + 0,000405·t².

Тогда

α = 0,403·230 + 0,000405·230² = 114,11;

кДж/кг.

При температуре 230 ⁰С количество теплоты каждого компонента по формуле:

;

;

Количество теплоты ГСС при температуре 230 °С по формуле

.

Найдем энтальпию нефтяных паров сырья при 320 °С и атмосферном давлении:

кДж/кг.

Энтальпия нефтяных паров сырья при 320 °С и повышенном давлении равна:

H₂₃₀ = 1004,7 – (-49,7) = 1054,4 кДж/кг.

Энтальпию жидкого гидрогенизата находим по формуле

,

где α = 0,403·t + 0,000405·t².

Тогда

α = 0,403·320 + 0,000405·320² = 170,43;

кДж/кг.

При температуре 320 ⁰С количество теплоты каждого компонента по формуле:

;

;

Количество теплоты ГСС при температуре 320 °С по формуле

.

Найдем количество теплоты потока ГСС на выходе из теплообменника как

;

.

Тогда

.

По рисунку 2.8 определяем температуру ГСС на выходе теплообменника, зная количество теплоты, снимаемое потоком ГСС ( 198,1 млн. кДж/ч). Тогда t_x= 228 °С.

Далее определяем поверхность теплообмена как

F= ,

где К – коэффициент теплопередачи, кДж/ м²·ч·°С, принимаем по Приложению 18 коэффициент К = 900 кДж/ м²·ч·°С [27];

t_ср – средняя логарифмическая разница температур, °С.


Рис. 2.8 – Количество теплоты ГСС при разной температуре
Среднюю разницу температур находим при < 2 находим по формуле:

t_ср= ,

где ∆t_б, ∆t_н – высшая и низшая разницы температур между потоками у концов теплообменного аппарата, ^оС.

360 °С 210 °С

228 °С 100 °С

°С;

°С.

Тогда t_ср = 116 ^оС.

;

кДж/ч.

Рассчитываем поверхность теплообмена по формуле