, (1)
где – количество сырья, кг/ч;
– плотность сырья, кг/м3;
– кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм3/нм3.
На основании практических данных принимаем:
= 847 кг/м3.
N нм3/нм3.
Рассчитаем объемный расход циркулирующего водородсодержащего газа по формуле (1):
Получим:
Рассчитываем плотность циркулирующего водородсодержащего газа ρ цВСГ, кг/м3, по формуле (2):
(2)
где – молекулярная масса компонента,
– объемная доля компонента.
На основании практических данных задаемся составом водородсодержащего газа
Таблица 6 – Состав водородсодержащего газа
Н2
| СН4
| С2Н6
| С3Н8
| iС4Н10
| nС4Н10
| iC5Н12
| nC5Н12
|
| 91,02
| 7,00
| 1,47
| 0,41
| 0,02
| 0,02
| 0,02
| 0,40
| 100,00
|
Таблица 7 – Пересчет состава водородсодержащего газа в % масс.
Компоненты
| Молекулярная масса, Мi
| % объемные
| Объемная доля, yi
| Mi ∙yi
| Массовые %
| H2
| 2
| 91,02
| 0,9102
| 1,8204
| 50,17
| CH4
| 16
| 7,00
| 0,070
| 1,1200
| 30,87
| C2H6
| 30
| 1,47
| 0,0147
| 0,4410
| 12,15
| C3H8
| 44
| 0,41
| 0,0041
| 0,1804
| 4,97
| iC4H10
| 58
| 0,02
| 0,0002
| 0,0116
| 0,32
| nC4H10
| 58
| 0,02
| 0,0002
| 0,0116
| 0,32
| iC5H12
| 72
| 0,02
| 0,0002
| 0,0144
| 0,40
| nC5H12
| 72
| 0,40
| 0,0004
| 0,0288
| 0,80
| Итого
|
| 100,00
| 1,0000
| 3,6282
| 100,00
| Рассчитаем плотность циркулирующего водородсодержащего газа по формуле (2):
Получим:
Рассчитываем массовый расход циркулирующего водородсодержащего газа GцВСГ, кг/ч, по формуле (3):
, (3)
где – объёмный расход циркулирующего водородсодержащего газа, м3/ч;
– плотность циркулирующего водородсодержащего газа, кг/м3.
Рассчитаем массовый расход циркулирующего водородсодержащего газа по формуле (3):
Получим:
Рассчитываем процентное содержание циркулирующего водородсодержащего газа x, %, по пропорции (4):
(4)
где – массовый расход циркулирующего водородсодержащего газа, кг/ч;
– количество сырья, кг/ч.
Рассчитаем процентное содержание циркулирующего водородсодержащего газа по пропорции (4):
Получим
Расчет материального баланса реакторного блока установки условно ведем без потерь. Их равномерно распределяем между углеводородным газом и бензин-отгоном.
Таблица 8 – Материальный баланс реакторного блока установки гидроочистки дизельного топлива Л-24/7
Наименование продукта
| Выход, % масс.
| Производительность, G
| т/год
| т/сут
| кг/ч
| кг/с
| Приход:
|
|
|
|
|
| 1 Дизельное топливо
| 100,00
| 1024000,0
| 2968,12
| 123671,50
| 34,35
| 2 Водородсодержащий газ
|
1,50
|
15360,0
|
44,52
|
1855,07
|
0,52
| 3 Циркулирующий водородсодержащий газ
|
3,44
|
35225,6
|
102,10
|
4254,30
|
1,13
| Итого
| 104,94
| 1074585,6
| 3114,74
| 129780,87
| 36,00
| Расход:
|
|
|
|
|
| 1 Углеводородный газ
| 1,60
| 16384,0
| 47,49
| 1978,74
| 0,55
| 2 Гидроочищенное дизельное топливо
|
97,50
|
998400,0
|
2893,91
|
120579,71
|
33,49
| 3 Бензин - отгон
| 1,90
| 19456,0
| 56,39
| 2349,76
| 0,65
| 4 Сероводород
| 0,50
| 5120,0
| 14,84
| 618,36
| 0,17
| 5 Циркулирующий водородсодержащий газ
|
3,44
|
35225,6
|
102,10
|
4254,30
|
1,13
| Итого
| 104,94
| 1074585,6
| 3114,74
| 129780,87
| 36,00
| 2.3 Расчет процесса горения
Таблица 9 – Состав топливного газа
Н2
| СН4
| С2Н6
| С3Н8
| iС4Н10
| nС4Н10
| iC5Н12
| nC5Н12
| C6H14
| H2S
|
| 57,90
| 32,90
| 4,50
| 3,20
| 0,30
| 0,40
| 0,30
| 0,20
| 0,20
| 0,10
| 100,00
|
Рассчитываем низшую объемную теплоту сгорания топлива , кДж/м3, по формуле (5):
(5)
где Н2, СН4, С2Н6, С3Н8, iС4Н10, nС4Н10, iC5Н12, nC5Н12, C6H14, H2S – содержание соответствующих компонентов в топливе, % об.
Рассчитаем низшую объемную теплоту сгорания топлива по формуле (5):
Получим:
34099,33 кДж/м3.
Таблица 10 – Пересчет состава топлива, в массовых %
Компоненты
|
Молекулярная масса, Мi
масса, Мi
| Обьемная доля, yi
| Mi·yi
| Массовые %
| H2
| 2
| 0,5790
| 1,158
| 11,35
| CH4
| 16
| 0,3290
| 5,264
| 51,60
| C2H6
| 30
| 0,0450
| 1,350
| 13,23
| C3H8
| 44
| 0,0320
| 1,408
| 13,80
| iC4H10
| 58
| 0,0040
| 0,232
| 2,27
| nC4H10
| 58
| 0,0030
| 0,174
| 1,71
| iC5H12
| 72
| 0,0020
| 0,144
| 1,41
| nC5Н12
| 72
| 0,0030
| 0,216
| 2,12
| C6H14
| 86
| 0,0020
| 0,172
| 1,69
| H2S
| 34
| 0,0010
| 0,084
| 0,82
| Итого
|
| 1,0000
| 10,202
| 100,00
| Рассчитываем массовую низшую теплоту сгорания Qрн, кДж/кг, по формуле (6):
|