ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 120
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Доля парафиновых углеводородов, подвергнутых гидрокрекингу
.Количество парафиновых углеводородов питания, которое осталось после реакции гидрокрекинга:
; (3.35)
(0,5326 - 0,0311)·645,29 = 323,61 кмоль/ч,где
–мольная доля парафиновых углеводородов в сырье реактора (таблица 3.5).Количество парафиновых углеводородов, которое подверглось гидрокрекингу и превратилось в газ:
, (3.36)
343,68 – 323,61 = 20,07 кмоль/ч.На основе рассчитанного количества прореагировавшего сырья и стехиометрических уравнений (3.1) – (3.4) в таблице 3.9 сделан расчёт материального баланса реакций.
Таблица 3.9 – Материальный баланс реакций
| Количество компонентов, вступивших в реакцию, кмоль/ч | Количество продуктов реакции, кмоль/ч |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
Из таблицы 3.9 следует, что в результате гидрокрекинга получается углеводородный газ, который обогатит циркулирующий газ. Количество углеводородного газа, образовавшегося в реакторе, при n = 8,3595 равно
·(CH4+C2H6+C3H8+C4H10
+C5H12) =
= 18,56·(CH4+C2H6+C3H8+C4H10 +C5H12).
Состав газа, покидающего реактор (таблица 3.10), рассчитывается на основе данных таблиц 3.3, 3.5, 3.6 и 3.9. Этот расчет необходим для составления материального баланса реактора.
Материальный баланс реактора составляется для определения выхода продуктов риформинга.
Расчет средней молекулярной массы водородсодержащего газа на выходе из реактора представлен в таблице 3.11.
Средние молекулярные массы углеводородов
, СnH2n и 
, покидающих реактор, не будут равны соответствующим числовым значениям величин на входе в реактор. Рассчитываются новые числовые значения средних молекулярных масс указанных углеводородов.Таблица 3.10 – Состав газа, покидающего реактор
| Компонент | Приход, кмоль/ч | Расход, кмоль/ч |
| | 75,05 | 75,05+142,12=217,18 |
 | 226,56 | 226,56–142,12+2,14–13,23=73,35 |
| | 343,68 | 343,68–2,14–20,07=328,30 |
| Сумма | 645,29 | 618,83 |
| Циркулирующий газ | | |
| Н2 | 5793,92 |  |
| СН4 | 269,48 | 269,48+18,56=288,05 |
| С2Н6 | 336,86 | 336,86+18,56=355,42 |
| С3Н8 | 202,11 | 202,11+18,56=220,67 |
| С4Н10 | 67,37 | 67,37+18,56=85,93 |
| С5Н12 | 67,37 | 67,37+18,56=85,93 |
| Сумма | 6737,12 | 7185,71 |
| Всего | 7382,42 | 7804,54 |
Количество обогащённого циркулирующего газа на выходе из реактора представлено в таблице 3.11.
кг/ч.Таблица 3.11 – Расчёт средней молекулярной массы ВСГ
| Компоненты | Молекулярная масса, Мi | Количество ni, кмоль/ч | Содержание  , мольн. доли |  |
| Н2 | 2 | 6149,71 | 0,8558 | 1,71 |
| СН4 | 16 | 288,05 | 0,0401 | 0,64 |
| С2Н6 | 30 | 355,42 | 0,0494 | 1,48 |
| С3Н8 | 44 | 220,67 | 0,0307 | 1,35 |
| С4Н10 | 58 | 85,93 | 0,0120 | 0,70 |
| С5Н12 | 72 | 85,93 | 0,0120 | 0,86 |
| Сумма | – | 7185,71 | 1,0000 |  |
Из материального баланса реактора следует, что количество углеводородов, покидающих реактор, равно разности между количеством всего газового потока и количеством обогащённого водородсодержащего газа:
119414,10 – 48451,54 = 70962,58 кг/ч.
Уравнение материального баланса для углеводородов, покидающих реактор:
.С учётом данных таблицы 3.3 это уравнение принимает вид
.После вычисления найдем, что углеродное число равно n = 8,2655.
Числовые значения молекулярных масс углеводородов, покидающих реактор (таблица 3.3)
;
;
.Таблица 3.12 – Материальный баланс реактора
| Компоненты | Количество ni , кмоль/ч | Содержание  , мольн. доли | Средняя молекулярная масса Мi | Количество  , кг/ч | ||
| Приход | ||||||
 | 75,05 | 0,0102 | 111,03 | 8333,34 | ||
| | 226,56 | 0,0307 | 117,03 | 26515,15 | ||
| | 343,68 | 0,0466 | 119,03 | 40909,09 | ||
| H2 | 5793,92 | 0,7848 | 6,48 | 43656,54 | ||
| * | 943,20 | 0,1277 | ||||
| Сумма | 7382,41 | 1,0000 | – | 119414,12 | ||
| Расход | ||||||
| | 217,18 | 0,0278 | 109,72 | 23827,92 | ||
| | 73,35 | 0,0094 | 115,72 | 8487,95 | ||
| | 328,30 | 0,0421 | 117,72 | 38646,71 | ||
| H2 | 6149,71 | 0,7880 | 6,74 | 48451,54 | ||
| * | 1036,00 | 0,1327 | ||||
| Сумма | 7804,54 | 1,0000 | – | 119414,12 | ||
1>
3.2.3.2 Тепловой баланс первого реактора
Основные реакции риформинга (3.1) – (3.2) протекают с поглощением тепла. Перепад температуры в реакторах зависит от группового углеводородного состава сырья и температуры реакции. В первом реакторе перепад температуры может достигать 35 – 80 К, во втором 8 – 40 К и в третьем 0 – 17 К.
Уравнение теплового баланса реактора в общем виде:
Q1 = Q2 + Q3 + Q4 . (2.37)
Левая часть уравнения учитывает приход тепла с сырьём и циркулирующим газом (в кВт). Правая часть уравнения учитывает расход тепла (в кВт): Q2 – на реакции риформинга; Q3 – с продуктами реакции и циркулирующим газом; Q4 – потери в окружающую среду.
Рассчитаем энтальпию газового потока на входе в аппарат. Предварительный расчёт показывает, что ввиду не очень высокого давления и значительного разбавления водородом поправка на давление величины энтальпии не требуется. Состав потока в мольных долях пересчитаем в массовые доли. Энтальпию при температуре Твх.1=803 К для водорода, метана, этана, пропана, октана и пентана найдём в [10]. Для удобства определения энтальпии компонентов ВСГ при температурах от 700 до 850 К представим зависимость теплосодержаний углеводородов от температуры в следующем виде:
, (2.38)где
теплосодержание компонента, кДж/кг; 
коэффициенты, рассчитанные на основе справочных данных [10], (табл. 3.13); 
температура, при которой определяем теплосодержание, К; 
температура, при которой определяем теплосодержание, °С.Таблица 3.13 – Коэффициенты уравнения (3.38)
| Коэффициент | Водород | Метан | Этан | Пропан | Бутан | Пентан |
| a | 0,00038 | 0,00150 | 0,00174 | 0,00181 | 0,00177 | 0,00176 |
| b | 12,86388 | 2,24761 | 1,84776 | 1,78125 | 1,80493 | 1,80117 |