Гидроочистка

100 - коэффициент,  который переводит размерность  в %.

Кроме этих потерь имеют место потери Н2 за счет диффузии Н2 через стенки аппаратов и утечки через неплотности, так называемые механические потери.

2.5. Определяем  механические потери 100%-го водорода.

                        %(масс.) на сырьё.

100 - коэффициент,  который переводит размерность  G₃   в %.

 _{χ- кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм}³_/м³

_{Р - плотность сырья, кг/м}³ 

     3. Потери водорода с отдувом.

3.1. Определяем  объём химически реагирующего  и сорбируемого гидрогениза-        том водорода.

                      м³/ч.

3.2.Определяем среднюю молекулярную массу газов гидрокрекинга при            одинаковом мольном содержании.

                          кг/кмоль.

16, 30, 44 и 58 -молекулярные  массы метана, этана, пропана и  бутана соот - ветственно, кг/кмоль.

3.3. Определяем  объём газов гидрокрекинга.

                             м³/ч.

3.4. Определяем  объёмы абсорбированных газов  (метана, этана, пропана, бутана). 

Таблица 1.Содержание отдельных компонентов в циркулирующем газе и константы фазового равновесия в условиях газосепаратора высокого давления (40 ⁰С и 4.0 МПа). 
 

                 м³.

             м³.

             м³.

           м³. 

0.2, 0.05, 0.02 и 0.01 - содержание метана, этана, пропана  и бутана в цирку- лирующем  газе соответственно (табл.1) мол.доли;

3.85, 1.2, 0.47 и 0.18 - константы фазового равновесия метана, этана, пропана и бутана соответственно в условиях газосепаратора высокого давления (40⁰С и 4.0 МПа ) (табл.1). 

3.5. Определяем  суммарный объем абсорбированных  газов. 

м³.

3.6. Определяем  балансовый объем углеводородных  газов, поступающих в  газосепаратор  (газы гидрокрекинга и вносимые  со свежим ВСГ).

                 м³.

3.7. Определяем  общий расход водорода в процессе гидроочистки.

Поскольку Vобщ < v=2.053, то возможна работа без отдува части циркулирующего ВСГ и тогда

                          %(масс.).

3.8. Определяем  расход свежего ВСГ на гидроочистку.

                                          %(масс.).

0.29 - содержание  водорода в свежем ВСГ, %(масс.). 

      4. Материальный баланс установки.

4.1. Определяем  выход сероводорода. 

                         %(масс.).

34 - молекулярная  масса сероводорода, кг/кмол

32 - молекулярная  масса серы, кг/кмоль.

4.2. Определяем количество водорода, которое поглощается балансовым

       сероводородом.

%(масс.). 
 

4.3. Определяем  количество водорода, вошедшего  при гидрированиии в состав  ДТ.

%(масс.).

4.4. Определяем  уточненый выход гидроочищенного  ДТ.

%(масс.).

4.5. Определяем выход сухого газа, выводимого из установки.

%(масс.). 

      5.1. Материальный баланс реактора.

5.1.1. Определяем  среднюю молекулярную массу ЦВСГ.

В реактор поступает Состав  

Таблица 2. Состав ЦВСГ.  
 

   

кг/кмоль.

0.72, 0.2, 0.05, 0.02 и  0.01 - мольные доли водорода, метана, этана, пропана и бутана в  ЦВСГ(табл.2);

2, 16, 30, 44 и 58 -молекулярные  массы водорода, метана, этана, пропана  и бутана соответственно, кг/кмоль.

5.1.2. Определяем  расход ЦВСГ на 100 кг сырья.

                                                            кг. 
 

 

 

Таблица 3. Материальный баланс гидроочистки.  

Таблица 4. Материальный баланс реактора гидроочистки. 
 
 

        5.2. Тепловой баланс реактора.

5.2.1. Температура  при удалении серы: ⁰С.

5.2.2. Суммарное  количество реакционной смеси  на входе в реактор                    составляет 109.095 кг (табл.4).

5.2.3. Определяем  количество серы, удаленной из  сырья.

                                       %(масс.).

5.2.4. Определяем  количество тепла, выделяемое  при гидрогенолизе сернис- тых  соединений (на 100 кг сырья) при  заданной глубине обессеривания. 

кДж.

2100, 3810, 5060 и 8700 - тепловые эффекты гидрогенолиза  меркаптановой, сульфидной, дисульфидной и тиофеновой сер соответственно  (табл.5). 

Таблица 5. Тепловой эффект реакции гидрирования органических соединений серы. 
 

 5.2.5. Определяем теплоемкость циркулируещего ВСГ, которую находят     на основании данных по теплоемкости отдельных компонентов (табл.6). 

Tаблица 6. Теплоемкость  индивидуальных  компонентов.  
 
 

кДж/(кг·К).

0.192, 0.427, 0.201, 0.103 и 0.077 - массовые доли водорода, метана, этана, пропана и бутана  сответственно(табл.2);

14.57, 3.35, 3.29, 3.23 и  3.18 -теплоёмкости водорода, метана, этана, пропана и бутана соответственно,кДж/(кг·К).

5.2.6. Определяем  энтальпию паров сырья при  350⁰С по эмпирической фор -            муле Уир и Итона. 

кДж/кг.

5.2.7. Определяем  абсолютную критическую температуру  сырья.

 К,( рис.1.14).

5.2.8. Определяем  приведенную температуру.

                                         
 
 

5.2.9. Определяем  критическое давление сырья.

                                    

230, 350 - пределы  выкипания фракции ДТ,⁰С;

1000 - коэффициент,  который переводит размерность плотности в г/см³;

273 - коэффициент,  который переводит размерность  температуры в К.

                                                        MПа. 

5.2.10. Oпределяем  приведенное давление.

                                                                  

5.2.11. Определяем  энтальпию сырья с поправкой  на давление.

Для найденых Тпр  и Рпр: dI / (k·Tкр)= 10.

                                                    кДж/кг.

                                                                    кДж/кг. 

5.2.12. Определяем  теплоемкость сырья с поправкой  на давление.

                                                                    кДж/(кг·К).

5.2.13. Определяем  среднюю теплоемкость реакционной  смеси.  

кДж/(кг·К). 

5.2.14. Определяем  температуру на выходе из реактора.

                                   ⁰C.

5.2.15. Для определения  температуры реакционной смеси  при разных  глубинах обессеривания  необходимо построить график:

                

             

 - уравнение, описывающее изменение температуры      от            изменения концентрации серы. 
 

Рисунок 1. Зависимость  температуры реакционной среды  t от остаточного содержания серы в дизельном топливе. 
 

5.3. Расчёт объема катализатора.

Основным уравнением для расчёта объёма катализатора является уравнение  r=G'·dS/dV=k·S². При интегрировании этого уравнения получаем    

Константа  скорости  реакции  рассчитывается  по  формуле: 

Таблица 7. Данные для расчёта обратной скорости реакции 1/r. 
 

На основании  данных (табл. 7) строим график зависимости обратной скорости  реакции 1/r от  остаточного содержания серы S в гидроочищаемой дизельной фракции (рис 2.). 

 

 

Рисунок 2.  Зависимость  обратной скорости реакции 1\r от остаточного содержания серы в гидроочищаемой дизельной фракции.   

5.3.1. Рассчитываем  интеграл.

                                     м³·/ч.

5.3.2. Определяем  подачу сырья в реактор.

                                                               м³/ч.

5.3.3. Определяем  объём катализатора в реакторе.

                                                                    м³.

5.3.4. Определяем  объёмную скорость подачи сырья.

                                                                            ч^-1. 

5.4.Рассчитываем  геометрические размеры реактора  гидроочистки. 

5.4.1. Определяем  диаметр реактора.

                                                                     м.

5.4.2. Определяем  высоту слоя катализатора.

                                                                           м. 
 
 
 
 
 
 
 

8. Технико-экономическая эффективность производства 

       Современное производство отличают высокая гибкость и маневренность, повышение выпуска  продукции, постоянное обновление номенклатуры. В технических передовых производствах  используется организационные формы, связывающие разные звенья научно-производственно-сбытового комплекса, обеспечивающие местные контакты с поставщиками и потребителями.

       Современные управленческие механизмы ориентированны на рабочую силу высокого качества, способность осваивать передовую  технологию, решать сложные научно-технические задачи. Результаты обследования предприятий передовых зарубежных стран показали, что в связи с модернизацией производства и внедрением передовых технологий предпринимателями в качестве первоочередных показывают следующие задачи: обеспеченность высококвалифицированной рабочей силой; способность к гибкому взаимодействию; наличие организационных структур; обеспечение усилий сотрудников в достижении целей; взаимодействие администрации и профсоюзов.

       Таким образом, решающим фактором технического прогресса, является ускоренное внедрение в производство новых технических решений. В этом направлении решаются и вопросы данного дипломного проектирования.