Гидроочистка - место в современной нефтеперабатывающей промышленности

Число Прандтля — физическая характеристика среды и зависит  только от её термодинамического состояния.

Характерная особенность  критерия Прандтля (Pr) состоит в том, что он построен из одних только физических кон¬стант и, следовательно, в целом также представляет собой  некоторую, правда довольно сложную, физическую кон¬станту. Поэтому  для каждой данной среды он имеет вполне определенное численное значение. Для газов  критерий Прандтля представляет со¬бой правильную дробь, близкую единице. Наоборот, для капельных жидкостей  — это величина, которая вообще говоря, больше единицы и в случае очень вязких жидко¬стей может принимать  весьма большие значения (до 103 и  более). Исключение представляют жидкие металлы, ко¬торые характеризуются  чрезвычайно малыми значениями Рr (порядка 10-2 и даже 10-3).

v/a=Pr

Критерий Прандтля построен интересно и в другом отношении. Из самой его структуры следует, что константы v и а. Мы встречаемся с такого рода случаем эквивалентности данной величины не группе величин, а одной величине другой физической природы. Этот факт интересно сопоставить с тем обстоятельством, что величины v н я играют совершенно одинаковую роль, каждая в своей области. Коэффициент температуропроводности характеризует способность среды реагировать изменением температуры на прохождение по¬тока теплоты. Аналогичным образом кинематический коэффициент вязкости характеризует ее способность реагировать изменением скорости на прохождение потока количества движения.

Число (критерий) Нуссельта (Nu) — один из основных критериев подобия процессов переноса тепла, массообмена и т.д, характеризующий соотношение между интенсивностью процесса за счёт конвекции и интенсивностью процесса за счёт диффузии (теплопроводности) - (в условиях неподвижной среды).

Число Нуссельта всегда больше или равно 1. То есть поток за счёт конвекции всегда превышает по своей  величине поток за счёт теплопроводности.

Для ламинарных течений число  Нуссельта находится в диапазоне  от 1 до 20. Большие числа Нуссельта ( Nu >100) свидетельствуют о сильном  конвективном тепловом потоке, это  характерно для турбулентных течений.

Для течений жидкости в  каналах можно показать, что для  установившегося ламинарного течения Nu = 4,36 (при условии, что тепловой поток в стенку постоянен) и Nu = 3,66 (при условии, что постоянна температура  стенки).

Для расчета числа критерия Нуссельта при вынужденном движении потока в прямых трубах или каналах  можно рекомендовать следующие  уравнения:

а) для ламинарного режима движения теплоносителя, Re :

где  - критерий Прандтля для теплоносителя при температуре  стенки;

б) для переходного режима движения теплоносителя,                     :

(Значение коэффициента С определяется в зависимости от величины критерия Рейнольдса)

Для приближенных расчетов можно пользоваться уравнением:

Заключение

Таким образом в настоящее  время гидроочистка занимает одно из важнейших мест в современной  нефтеперабатывающей и нефтехимической  промышленности.  Гидроочистка позволяет  удалить из нефтепродуктов такие  нежелательные элементы, как гетероатомные  соединения, непредельные соединения и частично полициклические арены  в среде водорода на катализаторах  – именно поэтому роль этого процесса так важна.

Повысить качество процесса гидроочистки нефти возможно при  нескольких условиях:

1. усовершенствование катализаторов;
2. модернизация и реконструкция оборудования;
3. модификация технологического процесса.

В настоящее время  компании США и Германии, а так же других зарубежных стран занимаются улучшением свойств катализаторов, которые  позволят протекать процессу более  эффективно.

Российские НПЗ занимаются усовершенствованием технологии путем реконструкции оборудования на установках гидроочистки.

Все эти усилия позволяют  добиться более высоких показателей  уменьшения нежелательных элементов, главным образом серы.

Однако необходимо совершенствовать процесс гидроочистки и далее.