Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Февраля 2013 в 00:03, курсовая работа
Дизельные топлива относятся к углеводородным системам, оказывающим масштабное загрязняющее действие на окружающую среду. Повышение экологического качества дизельного топлива актуально уже потому, что по существующим прогнозам потребность в этом виде топлива будет расти быстрыми темпами и к 2013 г. мировой объем производства увеличится до 34% от объема перерабатываемой нефти. Наиболее опасными компонентами дизельного топлива являются сернистые соединения, которые сгорают в двигателях в основном до диоксида серы.
Введение 3
1. Теоретические основы процесса 4
1.1 Назначение процесса, характеристики сырья и получаемых продуктов 4
1.2 Физико-химические основы процесса 15
1.3 Применяемые катализаторы 21
1.3.1 Использование водорода в процессах гидроочистки 22
1.4 Влияние факторов на процесс 26
2. Аппаратурное оформление процесса 30
2.1 Описание технологической схемы процесса 30
2.2 Описание конструкций основных аппаратов 33
3. Расчетная часть 40
3.1 Расчет реактора гидроочистки дизельной фракции 40
Список использованных источников 61
Графическим интегрированием находят площадь под полученной кривой в пределах содержания серы от 1,4 до 0,2 % (масс). Эта площадь численно равна интегралу d S/r
Требуемый объем катализатора в реакторе Vк вычислим по формуле
Vк = G, * dS / r (1,33)
Где dS / r = 0,25
G’ – объемный расход, м3/ч
G’ = 245098/850 = 288,35
Vк = 288,35*0,25 = 72,1 м3
Объемная скорость подачи сырья рассчитывается по формуле
W = G’/VК (1,34)
W = 288,35 / 72,1 = 3,9Ч-1
По найденному значению Vк вычисляем геометрические размеры реактора гидроочистки.
Диаметр реактора равен
D = [81,74 / (2 * 3,14)] 1/2 = 3,48 м
Находим из объема цилиндра по известному радиусу и объему катализатора высоту
H = 71,4 / π * 3,482 = 7,5 м
Примем из стандартного ряда диаметров : D = 3,6 м
Высота слоя катализатора будет составлять 7,5 м
Расчет штуцеров.
А – штуцер для ввода газо-сырьевой смеси.
DA = Ö4Vc/pwА [1.35]
где Vc-объемный расход газосырьевой смеси;м3/с.
wА- линейная скорость паров газо-сырьевой смеси ,м/с, примем 20м/с, т.к. газо-сырьевая смесь находится в парогазовом состоянии.
Vc = 7181м3 / час = 1,99м3/с
DA= Ö4 * 1,99 / 3,14 * 20 = 0,35 м
Примем DA из стандартного ряда равным 350 мм. т.к. объем реакционной массы и ее физические свойства практически не изменяются примем DB (штуцер для вывода газо-продуктовой смеси) равным DА, т.е.
DB = DA = 350мм
Штуцер для монтажа термопар (3штуки) DC равным
Штуцер для ввода охлаждающего ВСГ рассчитан по формуле:
DD=Ö(VH2*4)/(p*WH2) , [1.36]
где VH2 - объемный расход охлаждающего ВСГ, примем в размере 10% от ЦВСГ, т.е.
VH2 = 6794 * 0,1 = 679,4 » 680м3/час = 0,19м3/сек
WH2 - примем от 15 – 25 м/сек
DD = Ö(0,19 * 4) / (3,14 * 15) = 0,137м
примем DD из стандартного ряда штуцеров равным 150мм.
Потерю напора в слое катализатора вычисляют по формуле:
DР / Н = 150 * (1 - Е)2 * 0,1m * u / Е3 *d2 + 1,75 * (1 - E) * pu2 / E3 * dg [1.37]
где Е- порозность слоя;
u – линейная скорость движения потока, фильтрующегося через слой катализатора, м/с
m - динамическая вязкость, Па*с
d – средний диаметр частиц, м;
р - плотность газа, кг/м3;
g – ускорение силы тяжести, кг/с2.
таким образом:
Е= 1 – ун / ук = 1 – 640 / 1210 = 0,47
Линейная скорость потока равна:
u=4 * V / p * D2 [1.38]
Объём сырья рассчитываем по формуле:
Vc = Cc * 22,4 * Zc * (tcp + 273) / Mc * P2 * 273 [1.39]
Tcp = 0,5 * (350 + 386) = 368 oC
Тогда:
Vc = 245100 * 22,4 * 0,1 * 0,25 * (368 + 273) / 209 * 4 * 273 = 379 м3/час.
Объём циркулирующего газа составит:
Vц = Сц * 22,42 * ц * (tср+273) / Мцр * 273 [1.40]
Vц = 39118 * 22,4 * 0,1 * 1 * (368 + 273) / 7,6 * 4 * 273 = 6768 м3/час.
V = Vc+ Vц [1.15]
V = 387 + 6794 = 7147 м3/час
U = 4 * 7147 / 3,14 * 3,62 * 3600 = 0,2 м/с.
Динамическую вязкость смеси определяют по ее средней молекулярной массе, равной:
Мср = Сс + Сц / (Сс / Мс + Сц / Мц) [1.41]
Мср = (245098 + 39118) / (245098 / 209 + 39118 / 7,6)=44,98
Средний диаметр частиц катализатора d=4 * 10-3 м. Плотность реакционной смеси в условиях процесса равна:
V = Cc + Cц / Vc + Vц [1.42]
V = (245098 + 39118) / (379 + 6768) = 39,8 кг/м3
Таким образом:
Dр / Н = [150 * (1 - 0,47)2 * 1,87 * 10-6 * 0,63 / 0,473 * (4 * 10-3)2] +
+ [1,75 * (1 - 0,47) * 39,8 * 0,632 / 0,473 * 4 * 10-3 * 9,81 = 3692,4 кг/(м2м).
Dр=3692,4 * 4,4 [1.43]
Dp = 4,4 * 3692,4 = 14769,6 кг/м2