2 Выбор схемы и обоснование исходных проектных данных

Технологическая схема должна:

1 Отвечать современному уровню развития данного процесса.

2 Соответствовать качеству сырья, поступающего на установку.

3 Учитывать качество и ассортимент получаемой продукции.

Согласно полученному заданию на проектирование необходимо спроектировать и рассчитать установку гидроочистки дизельного топлива, состоящего из средней фракции (180 ºС‑350 ºС) Башкирской Туймазинской нефти. Производительность установки 1 млн. тонн в год.

Схема сепарации гидрогенизата

В процессах гидроочистки нефтяных фракций сепарация гидрогенизата применяется для выделения из него водородсодержащего и углеводородных га­зов. В соответствии с выбранной схемой установки принимается схема холодной сепарации.

1. Характеристика сырья

Содержание ароматических углеводородов в сырье рав­но 22 % масс., содержание серы - 0,96 %.

Качество исходного сырья представлено в таблице 7.

Таблица 7 - Характеристика сырья

Наименование показателей	Дизельная фракция
1	2
Пределы выкипания, °C НК КК	180 350

Продолжение таблицы 7

1	2
Содержание серы, % масс., в т.ч -меркаптановой -сульфидной -дисульфидной -тиофеновой -тиофановой	0,96 0,06 0,5 0,3 0,05 0,05
Относительная плотность при 20 °C	0,8350
Содержание непредельных углеводородов, % масс.	2
Содержание ароматических углеводородов, % масс.	22
Остаточное содержание серы, % масс.	0,001
Степень гидрообессеривания, %	95,9

2. Режим гидроочистки

При проектировании принимается, что в результате гидроочистки получа­ется экологически чистое дизельное топливо, то есть содержание ароматиче­ских углеводородов в нём не должно превышать 9 % масс., а содержание серы - 0,001% масс. В связи с этим принимается одноступенчатый процесс гидроочистки-деароматизации дизельных фракций на основе катализатора. Режим процесса приведён в таблице 8.

Таблица 8 - Основные технологические параметры процесса гидроочистки

Технологические параметры	Значение
1	2
Давление, МПа	5
Температура, °C	350
Объёмная скорость подачи сырья, ч-1	4

Продолжение таблицы 8

1	2
Кратность циркуляции ВСГ к сырью, нм3/м3	400
Мольная доля водорода в ВСГ	0,85
Мольная доля водорода в ЦВСГ	0,72

3. Катализатор процесса

В качестве катализатора процесса используется катализаторы гидроочистки

« Хальдор Топсе» - ТК-527, свойства которого приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Качество катализатора

Показатели	ТК-527
Нормальный размер, мм	2,5
Насыпная плотность, кг/м3	550
Кажущаяся плотность, кг/м3	1110

4. Состав свежего водородсодержащего газа

Свежий водородсодержащий газ (технический водород) необходимый для процесса гидроочистки, может быть получен либо со специальных установок по производству водорода, либо с установок каталитического риформинга. Себе­стоимость водородсодержащего газа риформинга в 10-15 раз ниже, чем себе­стоимость водорода с водородных установок. На нефтеперерабаты­вающих заводах, где имеются установки каталитического риформинга, водород для процессов гидроочистки нефтяных фракций поступает с установок этого процесса. Состав свежего водородсодержащего газа приведен в таблице 10.

Таблица 10 - Состав свежего водородсодержащего газа [27, с. 146]

Содержание компонента	H2	CH4	C2H6	C3H8	ΣC4H10
%(об.)	85,0	7,0	5,0	2,0	1,0
%(масс.)	29,4	19,4	26,0	15,2	10,0

Средняя молекулярная масса смеси определяется по формуле:

М_ср = ΣМ_i · у’_i, (13)

где М_i - молекулярная масса компонентов смеси, кг/кмоль;

у’_i - содержание компонента в смеси, мольные доли.

М_ср = 2 · 0,85 + 16 · 0,07 + 30 · 0,05 + 44 · 0,02 + 58 · 0,01 = 5,78 кг/кмоль

5. Характеристика гидрогенизата

Принимаются следующие показатели качества гидрогенизата, приведён­ные в таблице 11.

Таблица 11- Содержание серы и ароматических углеводородов в сырье и гидрогенизате.

Показатели	Сырьё	Гидрогенизат
Содержание серы, % масс.	0,96	0,001
Содержание ароматических углеводородов, % масс.	22	9

6. Состав циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ)

Эффективный состав ЦВСГ определяется минимальной концентрацией в нём водорода. Снижение парциального давления водорода и повышение содер­жания сероводорода приводит к уменьшению обессеривания сырья установки. Так, по данным ВНИИНП при гидроочистке дизельных фракций прямой перегон­ки при общем давлении 4 МПа рекомендуется концентрацию водорода поддер­живать в ЦВСГ не менее 70% объемн., а содержание сероводорода не более 0,2% масс. [27, с. 145] Состав ЦВСГ приведён в таблице 12.

Таблица 12 - Состав ЦВСГ [27, с. 150]

Доли	H2	CH4	C2H6	C3H8	ΣC4H10
Мольная доля y’	0,720	0,200	0,050	0,020	0,010
Массовая доля y	0,192	0,427	0,201	0,103	0,077