Каталитический риформинг

В техническом анализе нефти  и нефтепродуктов применяют различные  методы исследования:

1) физические- определение плотности,  вязкости, температур плавления,  замерзания, кипения, теплоты сгорания, глубина проникания иглы, растяжимости и другие;

2) химические, использующие приемы  качественного и количественного  анализа;

АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА

Таблица 1.3

 

Наименование испытуемого  сырья, продуктов	Методы испытания	Испытания свойства	Время испытания
1	2	3	4
Бензиновая фракция 85-180 0С           Риформинг бензин                 Углеводородный газ	3900-47 10196-62       511-66 1937-75 3900-47 10196-92       10196-62       511-66	Плотность, Углеводородный состав, % ароматические нафтеновые парафиновые Октановое число Содержание серы Плотность, Фракционный состав, 0С Н.К 90% К.К. Углеводородный состав: ароматические непредельные парафиновые Октановое число Водород, % С5 и выше, % Сепараторный газ, %: пропан бутан	каждый 2 часа 2 раза в сутки       каждый 2 часа каждый 2 часа каждый 2 часа 2 раза в сутки       2 раза в сутки       каждый 2 часа каждый 2 часа 2 раза в сутки   через 2 часа
Катализатор	381022671       3900-47	метан Окись углерода Двуокись углерода Состав, %: платина железа натрий Насыпная плотность, Диаметр частиц, мм	1 раз в неделью       1 раз в неделью 1 раз в неделью

 

2 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ

 

2.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА

 

Рассчитываем реакционный блок установки каталитического риформинга бензина. Исходными данными для расчета являются производительность реактора по сырью, углеводородный состав сырья, температура реакции, давления в начале процесса, объемная скорость подачи сырья, количество циркулирующего водородосодержащего газа, число последовательных реакторов, количество катализатора и его распределение между реакторами.

 

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ

Таблица 2.1

 

Наименование сырья и продуктов	% масс	тыс т/год	т/сутки	кг/час
1	2	3	4	5
Поступило Бензиновая фракция (85-1800С) Итого Получено катализат рефлюкс углеводородный газ ВСГ в том числе водород Итого	100.0   100.0   82,3 4,5 7,4 5,8 (1,3) 100,0	1.224,0   1.224,0   1007,352 55080 90576 70992   1224,0	3600   3600   3147,97 172,12 283,05 221,85   3600	150000   150000   131165,63 7171,87 11793,75 924,375   150000

 

 

Исходные данные для  расчета

 

Производительность установки- G_c=150000 кг/ч

Температура процесса -  Т_вх.1=803К

Давление в реакторе  =3,43 х10⁶

Объемная скорость подачи сырья    =1,5час^-1

Кратность циркуляции ВСГ n_r=1500м³

Плотность бензина- 

Углеводородный состав масс %

Ароматические 12

Нафтеновые 38

Парафиновые  50

 

2.2 РАСЧЕТ СОСТАВА СЫРЬЯ И КОЛИЧЕСТВО КАТАЛИЗАТОРА

 

Среднюю молекулярную массу сырья  рассчитываем по формуле:

 

М_с=04Т₅₀-45      (2.1)

 

где,  Т₅₀- температура выкипания 50% бензина, к.

 

М_с=04·385- 45=109

 

Средние молекулярные массы ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов  питания можно рассчитать, исходя из условия, что число атомов п углерода в них будет одно и то же. Формулы для расчета молекулярных масс углеводородов питания даны в таблице 2.2.

 

РАСЧЕТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ УГЛЕВОДОРОДОВ

Таблица 2.2

 

Углеводороды	Формулы углеводорода	Расчет молекулярной массы по углеводородному  числу
1	2	3
Ароматические Нафтеновые Парафиновые	СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2	Ma=12n+1(2n-6)=14n-6 Mн=12n+1·2n=14n Mn=12n+1(2n+2)=14n+2

 

Для того чтобы рассчитать углеродное число n используем формулу

 

    (2.2)

 

где, У_а, У_н,У_n- содержание ароматических, нафтеновых, парафиновых

углеводородов в питании;

М_а, М_н,М_n  -   средние молекулярные массы углеводородов.

 

    (2.3)

 

После преобразований получим  кубические уравнение:

 

 (2.4)

 

Решение уравнение дает величину n=7.7

Числовые значения молекулярных масс углеводородов

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ СОСТАВА СЫРЬЯ

Таблица 2.3

 

Компоненты	Молекулярная масса, Мi	Содержание в сырье
		Уi , масс доли	Уi´= Уi мол.доля
1	2	3	4
СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2 Итого	101,8 107,8 109,8 -	0,12 0,38 0,50 1.00	0,127 0,382 0,491 1.000

 

Количество сырья равно:

 

       (2.5)

 

где,  - количество сырья, кг/с.

 

Рассчитаем величину :

 

 

Количество водосодержащего  газа:

 

       (2.6)

 

где,  - кратность циркуляции газа, м³/м³;

- плотность сырья, кг/м³

Расчетные данные по количеству и  составу сырья приведена в  таблице 2.4

 

РАСЧЕТ СОСТАВА И КОЛИЧЕСТВА СЫРЬЯ

Таблица 2.4

Компоненты	Мольная доля	Количество  nCi=nc·yc´ кмоль/ч
СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2 Сумма	0,127 0,382 0,491 1.000	174,8 526,0 676,2 1377,0

Плотность сырья равна:

 

 

 

Количество циркулирующего газа в  к/молях равно:

 

 

Количество катализатора, необходимые  для проведения реакции:

 

      (2.7)

 

где,  - объемная скорость.

Насыпная масса алюмоплатинового катализатора равна  = 600 кг/м³. Приняв насыпную массу катализатора, найдем количество катализатора:

 

      (2.8)

 

 

3. РАСЧЕТ ПЕРВОГО РЕАКТОРА

 

Для составления материального  баланса реактора необходимы состав газа покидающего реактор, количество обогащенного циркулирующего газа на выходе из реактора.

 

КОЛИЧЕСТВО ОБОГАЩЕННОГО ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО ГАЗА

Таблица 2.5

 

Компоненты	Молекулярная масса Мi	Количество ni, кмоль/ч	Содержание y´rli=	Miy´rli
1	2	3	4	5
Н2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 Сумма	2 16 30  44 58 72 -	12943,7 598,9 735,9 463,5 185,6 185,6 15113,2	0,8570 0,0396 0,0486 0,0306 0,0121 0,0121 1,0000	1,72 0,63 1,46 1,35 0,70 0,87 6,7

 

СОСТАВ ГАЗА, ПОКИДАЮЩЕГО РЕАКТОР

Таблица 2.6

 

Компоненты	Приход,  кмоль/ч	Расход, кмоль/ч
1	2	3
СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2               Сумма Циркулирующий газ Н2   СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 Сумма Всего	174,8 526,0 676,2 1377,0   11840,0   551,0 688,0 415,6 137,7 137,7 13770,0 15147,0	174,8+428 = 602,8 526,0+428+7- 40,9 = 64,1 676,2-7-52,4 = 616,8     11840+428·3+7-0,9 551,0+47,9=598,9 688,0+47,9=735,9 415,6+47,9=463,5 137,7+47,9=185,6 137,7+47,9=185,6 15113,2 16396,9

 

 

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПЕРВОГО РЕАКТОРА

Таблица 2.7

 

Компоненты	Количество ni, кмоль/ч	Содержание y´rli=	Молекулярная масса Мi	Количество Gi=n Mi
1	2	3	4	5
Приход СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2	174,8 526,0 676,2	0,0114 0,0347 0,0446	101,8 107,8 109,8-	17950 57250 74800
Н2 СnH2n+2 Сумма Расход СnH2n-6 СnH2n СnH2n+2 Н2 СnH2n+2 Сумма	11840,0 1930,0 15147,0   602,8 64,1 616,8 12943,7 2169,5 16396,9	0,7820 0,1273 1,0000   0,0368 0,0033 0,0376 0,7900 0,1323 1,0000	65   -   103,3 109,3 111,3 67   -	89500 239500     62350 7140 68810 101200   239500