5.2 Материальные балансы установки и реактора

5.2.1 Определение часовой производительности установки

Объемную часовую производительность определяем по формуле:

где W_c — объемная производительность установки;

G_c – годовая производительность установки (900 тыс. тонн/год);

- продолжительность сырьевого цикла (для установок гидроочистки дизельного топлива 335 сут);

- плотность сырья установки (912 кг/м³).

5.2.2 Расчет расхода свежего водородсодержащего газа (свсг)

Водород в процессе гидроочистки дизельного топлива расходуется на гидрогенолиз серо-, азот-, кислород- и металлоорганических соединений, на гидрирование непредельных и ароматческих углеводородов. Часть водорода растворяется в гидрогенизате и теряется с углеводородными газами при их последующем выделении из гидрогенизата. Часть водорода также теряется с газами отдува, которые выводятся из системы циркуляции водородсодержащего газа на установке и заменяются свежим водородсодержащим газом со стороны для поддержания необходимой концентрации водорода в ЦВСГ. Кроме того, имеют место механические потери водорода за счет утечки через неплотности.

Водород в составе СВСГ, необходимый для проведения гидрогенизационного процесса, поступает с установок каталитического риформинга или со специальных установок производства водорода. Характеристика СВСГ, который используется на установке гидроочистки дизельного топлива приведена в п.1 настоящего курсового проекта.

Расчет молярной массы и состава СВСГ представлен в таблице 5.1

Таблица 5.1 Расчет молярной массы и состава СВСГ

Компонент	Mi, кг/кмоль	Yi,
1. Водород	2	0,999	1,998	0,992
2. Метан	16	0,001	0,016	0,008
Итого		1,000	2,014	1,000

Массовый расход водорода определяем по формуле:

где G_H2 - массовый расход водорода, кг/ч;

C_H2 - расход водорода в расчете на сырье, %масс.

Массовый расход СВСГ, подаваемого со стороны, рассчитываем по формуле:

где G_свсг - массовый расход СВСГ, кг/ч;

y_H2 - концентрация водорода в СВСГ, массовые доли от единицы.

Зная массовый расход СВСГ, определяем его расход в расчете на сырье:

где С_свсг - расход СВСГ в расчете на сырье, %масс.

5.2.3 Расчет расхода циркулирующего водородсодержащего газа (цвсг)

Расход циркулирующего водородсодержащего газа (ЦВСГ) при работе установок гидроочистки дизельного топлива выбираем на основании литературных данных [см. п.2]. При заданной производительности установки по свежему сырью объем ЦВСГ определяем по формуле:

где V_цвсг - объемный расход ЦВСГ, нм³/ч;

К_ц — кратность циркуляции ЦВСГ, нм³/м³ сырья.

Массовый расход циркулирующего водородсодержащего газа определяем из соотношения

где G_цвсг - массовый расход ЦВСГ, кг/ч;

М_цвсг — молярная масса ЦВСГ, кг/кмоль.

Молекулярную массу ЦВСГ определяем по формуле:

где M_i - молекулярная масса компонента ЦВСГ, кг/кмоль;

y_i - мольная концентрация компонента ЦВСГ.

Расход ЦВСГ в расчете на сырье:

Расчет молярной массы ЦВСГ представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2. Расчет молярной массы ЦВСГ

Компонент	Mi, кг/кмоль	Yi,
1. Водород	2	0,84	1,68	0,278
2. Метан	16	0,077	1,23	0,204
3. Этан	30	0,049	1,47	0,243
4. Пропан	44	0,022	0,97	0,160
5. Изобутан	58	0,006	0,35	0,058
6. Н-Бутан	58	0,006	0,35	0,058
Итого		1,000	6,04	1,000