5.2.4 Определение выхода сероводорода
где GH2S – выход сероводорода, %масс.на сырье;
S0 – содержание серы в исходном сырье, S0 = 0,91 %масс.;
Si – содержание серы в конечных продуктах (0,005 %масс. - содержание серы в гидроочищенном дизельном топливе;
xi – выход гидроочищенных продуктов, в массовых долях от единицы: выход гидроочищенной дизельной фракции равен 0,969; 34 — молярная масса сероводорода, кг/кмоль;
5.2.5 Материальный баланс установки
Выход продуктов реакции (гидроочищенного дизельного топлива, бензинотгона, углеводородных газов) были взяты по литературным данным [1].
Таблица 5.3. Материальный баланс установки гидроочистки дизельного топлива
Статьи балансаса |
Расход |
|||
% мас |
кг/ч |
т/сут |
т/год |
|
Сырье |
100,0 |
111940 |
2687 |
900000 |
СВСГ |
0,8 |
903 |
22 |
7258 |
водород |
0,794 |
896 |
21 |
7200 |
УВГ |
0,006 |
7 |
1 |
58 |
ИТОГО |
100,8 |
112843 |
2708 |
907258 |
дизельное топливо |
96,9 |
108470 |
2603 |
872100 |
бензин отгон |
1,3 |
1455 |
35 |
11700 |
углеводородные газы |
0,6 |
672 |
16 |
5400 |
сероводород |
1,0 |
1081 |
26 |
8693 |
потери |
1,0 |
1165 |
28 |
9365 |
ИТОГО |
100,8 |
112843 |
2708 |
907258 |
5.2.6 Материальный баланс реактора гидроочистки дизельного топлива
Таблица 5.4. Материальный баланс реактора гидроочистки дизельного топлива
Статьи баланса |
Расход |
|
%мас |
кг/ч |
|
Взято: |
|
|
сырье |
100,0 |
111940 |
СВСГ |
0,8 |
903 |
ЦВСГ |
15,1 |
16845 |
ИТОГО |
115,9 |
129688 |
Получено: |
|
|
дизельное топливо |
97,9 |
109599 |
бензин-отгон |
1,3 |
1470 |
углеводородные газы |
0,6 |
691 |
сероводород |
1,0 |
1083 |
ЦВСГ |
15,1 |
166845 |
ИТОГО |
115,9 |
129688 |
5.2.7 Выбор конструкции и определение размеров реакторов
Существенное значение имеет правильный выбор конструкции реактора. Для процесса гидроочистки дизельного топлива не могут быть успешно применены реакторы с радиальным движением реагирующей смеси из-за невозможности оптимального распределения жидкой фазы по объему катализатора, в них используют аксиальный ввод газосырьевой смеси в слой катализатора.
При аксиальном вводе сырья диаметр реактора и высота слоя катализатора зависят от гидравлического сопротивления слоя катализатора и допустимого значения условной скорости подачи сырья на свободное сечение аппарата, при которой начинается шевеление катализатора. Установлено, что оптимальный перепад давления, который можно рекомендовать для определения диаметра реактора с аксиальным вводом сырья составляет 0,004 — 0,010 МПа на 1 м высоты слоя катализатора в зависимости от вида очищенного сырья [3].
Реакции процесса гидроочистки дизельного топлива — экзотермические и протекают со значительным тепловым эффектом. Для снижения градиента температуры по высоте реакционной зоны слой катализатора разбивают на секции и применяют охлаждение реагирующей смеси между секциями. Высоту каждой секции катализатора принимают такой, чтобы температура в ней не повышалась более чем на 25 0С. По ходу сырьевой смеси меняются скорости и типы реакций, уровни отложения кокса и металлов на катализаторе и активность катализатора, снижается выделение теплоты, поэтому увеличивают высоты слоев катализатора в секциях реактора сверху вниз.
Реактор процесса гидроочистки дизельного топлива (рис. 5.1) представляет собой цилиндрический аппарат со сферическими днищами. Данный реактор представляет собой сосуд, предназначенный для работы под давлением водорода (до 6,6 МПа) и температуре до 500 0С [4].
Реактор имеет диаметр 3 000 мм, высоту цилиндрической части 12 500 мм.
Корпус реактора гидроочистки дизельного топлива собирается из многослойных рулонированных обечаек и монолитных концевых частей — днища фланца и крышки. Многослойные обечайки изготавиваются из следующих материалов: центральная обечайка из биметалла марки 20К08Х18Н10Т толщиной 24 мм; слои (рулонная лента) — сталь 12ХГНМ толщиной 4 мм. Многослойные обечайки свариваются между собой с днищем и фланцем кольцевыми швами. Таким образом при изготовлении корпуса реактора имеется два кольцевых сварных соединений: многослойных рулонированных обечаек с монолитными концевыми частицами и обечаек между собой. Вывод продуктов процесса — через штуцер в нижнем днище, снабженный специальной сеткой для задержки катализатора [5].
где Vк – объем катализатора, м3;
Wс — объемная производительность установки, м3/ч;
V0 — объемная скорость подачи сырья, ч-1.
Выбираем минимально возможное количество реакторов, так как снижаются капитальные и эксплуатационные затраты.
Эскиз реактора представлен на рис. 5.1.
Реактор гидроочистки дизельного топлива.
Рис. 5.1: 1 - распределительная тарелка;2 - фильтрующее устройство;3 - корпус; 4 - решетка колосниковая; 5 - коллектор для ввода пара; 6 - фарфоровые шары; 7 - опорное кольцо; 8 - опора; 9, 11 - штуцер для выгрузки катализатора; 10, 12 - термопары. Потоки: I - сырье; II - продукты реакции