, особенно для установок большой производительности. Применением газо-жидкостного охлаждения дает возможность снизить количество хладагента за счет затраты тепла на испарение жидкости.

3. МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

3.1. Материальный баланс установки
За годы промышленного применения гидрокрекинг стал одним из наиболее гибких процессов нефтепереработки. Область использования процесса гидрокрекинга очень разнообразна как с точки зрения перерабатываемого сырья- от бензина до тяжелых нефтяных остатков, так с точки зрения ассортимента получаемых продуктов- от сниженных газов (С₃–С₄) до остаточных котельных топлив с пониженным содержанием серы. Однако основное направление гидрокрекинга- получение светлых нефтепродуктов: бензина, реактивного и дизельного топлива.

При использовании алюмокобальтмолибденового катализатора Д.И. Орочко и соавторы предлагает следующие кинетические уравнения для расчета выхода фракций [10]:

дизельного топлива (160–360^оС)

(3.1)

легкого бензина (н.к.-160^оС)

(3.2)

газа

(3.3)

где и макрокинетические коэффициенты, определяемые из экспериментальных данных и зависящие от температуры процесса и активности катализатора; для гидрокрекинга вакуумного дистиллята при 10МПа 1,3; 2,0.

Примем по практическим данным степень превращения сырья 60% [9] и рассчитаем по формулам (3.1) – (3.3) выход продуктов гидрокрекинга.

Выход дизельного топлива (160–350^оС);



Выход легкого бензина ( н.к.–160^оС):





Выход газа:

---

Выход остатка рассчитывается из следующего равенства:



Расчет материального баланса установки проводится согласно действующим нормам технического проектирования на 340 рабочих дней [11]. На основании всех приведенных выше данных материальный баланс установки производительностью 650 тыс. т/год можно записать следующим образом. (таблица 3.1):
Таблица 3.1 Материальный баланс установки гидрокрекинга



3.2. Расчет основного аппарата
Основным аппаратом установки гидрокрекинга является реактор, в котором происходят основные химические реакции и превращения сырья.

Исходные данные для расчета:

Сырье – вакуумный газойль нефти месторождения Танатар;
Плотность сырья 0,9102

Содержание серы 0,41%

Коксуемость 5,40%

Температура в реакторе t = 420–460 ^оС

Давление в реакторе 3–7МПа

Объемная скорость подачи сырья =0,9–2,5час^-1

---

Циркуляция водород содержащего газа (ВСГ) 1000м³/м³

Расход водорода 1–3 % масс
Процесс гидрокрекинга в реакторе можно представить следующей схемой [10]:

(3.4)

где соответственно сырье, углеводородный газ и бензин; массовые коэффициенты; скорость реагирования сырья, отнесенная к единице поверхности катализатора, кг/(м²∙ч).
Отсюда можно получить приближенную математическую модель статики процесса гидрокрекинга:

(3.5)

(3.6)

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

где объемная скорость подачи сырья в реактор, ч^-1; массовая доля сырья в реакционной смеси; коэффициент торможения, практически независимый от температуры и составляющий 0,864-0,868 при 400–425^оС; предэкспоненциальный множитель, равный 10¹³∙ч^-1; энергия активации, равная 1,17∙10⁴кДж/(кмоль∙К); температура процесса гидрокрекинга

---

, выход соответственно углеводородного газа, бензина, дизельного топлива и остатка гидрокрекинга, массовые доли на сырье; выход водорода на процесс, массовые доли на сырье; массовые коэффициенты, соответственно равные 0,25; 0,27 и 0,714.
При 2,0 час^-1, определим массовую долю сырья в смеси:





5





Отсюда массовая доля сырья в реакционной смеси 0,448.

Подчитываем выход продуктов по уравнениям (3.6) – (3.10).

Выход углеводородного газа:

или 13 %.

Выход бензина:

или 15 %.

Выход дизельного топлива:

или 32 %.

Выход остатка:

или 12,8 %.

Расход водорода:

или 2,6 %.

Составим материальный баланс для реактора гидрокрекинга и сведем расчеты в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 Материальный баланс реактора

Продукт	% масс.	кг/сек	кг/ч	т/сут	т/год
Поступило: Реакционная смесь в том числе Вакуумный газойль Водородсодержащий углеводородный газ	102,6 44,8 57,8	22,7 9,9 12,8	81728 35686 46042	1962 857 1105	666900 291200 375700
Всего	102,6	22,7	81728	1962	666900
Получено: Углеводородный газ Бензин (н.к.–160 оС) Дизельное топливо (160–360 оС) Остаток Водород	13 15 32 40 2,6	2,9 3,3 7,1 8,8 0,6	10355 11949 25490 31863 2071	249 287 612 765 49	84500 97500 208000 260000 16900
Всего	102,6	22,7	81728	1962	666900

---

Тепловой баланс реактора

Температура в реакторе 460 ^oC

Степень превращения сырья 0,6

Плотность сырья 0,9102

Тепловой баланс реактора можно описать следующим уравнением [10]:





где массы соответственно сырья, циркулирующего газа, сухого газа, бензина, дизельного топлива, остатка, кг/час; энтальпия, кДж/кг; теплота реакции кДж/кг.
Определяют энтальпию сырья при 460^оС, для этого необходимо определить критические параметры и приведенные параметры.

Приближенно критическую температуру и давление нефтяной фракции и газов можно определить по графикам в зависимости от молекулярной массы, плотности и средней температурой кипения.

Критические параметры можно подсчитать по эмпирическим формулам:

(3.11)



где





Для нафтеновых углеводородов 60; ароматических 6,5-7,0; парафиновых 5,0-5,3; нефтепродуктов прямой перегонки 6,3-6,4; крекинг-керосинов 6,8-7,0;

---

Смотрите также файлы

• 1. Первый комплексный международный акт по гуманитарным вопросам Устав оон 1945 г.docx

• Государственное бюджетное образовательное учреждение школа 950 Ст. 2 Обучающийся с ограниченными возможностями здоровья.pptx

• 1. Раскройте правила соревнований любого циклического вида спорта. Циклические виды спорта.docx

• Практическая работа 1 кинематический расчет привода цель работы Изучить последовательность выполнения кинематического расчета привода.docx

• Отчет по лабораторной работе 1 Вариант 9 Разработка алгоритмов.docx