установки гидроочистки вакуумного газойля
.pdf
|
|
Компоненты |
|
кг/ч |
|
Н2 |
СН4 |
|
С2Н6 |
С3Н8 |
Изо-С4Н10 |
|
Н-С4Н10 |
Н2S |
|
Бензин |
|
Остаток |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остаток |
|
182854 |
- |
- |
|
- |
|
- |
- |
|
- |
|
- |
- |
182854 |
|
||||||
|
Легкий бензин |
|
321 |
- |
- |
|
- |
|
- |
- |
|
- |
|
- |
321 |
- |
|
||||||
|
Углеводородные газы |
|
970 |
125 |
187 |
|
180 |
|
194 |
162 |
|
122 |
|
- |
- |
- |
|
||||||
|
Н2S |
|
|
|
371 |
- |
- |
|
- |
|
- |
- |
|
- |
|
371 |
- |
- |
|
||||
|
Итого |
|
184516 |
125 |
187 |
|
180 |
|
194 |
162 |
|
122 |
|
371 |
321 |
182854 |
|
||||||
|
|
Таблица 2.60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разгонка сырья колонны стабилизации |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
№ |
|
Компонент |
|
кг/ч |
|
Мi |
Массовая |
|
Ni |
Мольная доля |
|
tср |
|
Кi (Рвх = 0,3 МПа) |
|
|||||||
|
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
доля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
330 °С |
|
370 °С |
|
|
|
1 |
|
Фракция 32-47 °С |
|
107 |
|
74 |
0,00058 |
|
|
1,4 |
0,0025 |
|
|
40 |
|
18,5 |
|
21,1 |
|
|||
|
2 |
|
Фракция 47-83 °С |
|
214 |
|
86 |
0,00117 |
|
|
2,5 |
0,0045 |
|
|
65 |
|
13,9 |
|
16,8 |
|
|||
|
3 |
|
Фракция 83-106 °С |
|
214 |
|
98 |
0,00117 |
|
|
2,2 |
0,0039 |
|
|
95 |
|
10 |
|
13,0 |
|
|||
|
4 |
|
Фракция 106-136 °С |
|
214 |
|
111 |
0,00117 |
|
|
1,9 |
0,0034 |
|
|
121 |
|
7,8 |
|
10,7 |
|
|||
|
5 |
|
Фракция 136-160 °С |
|
318 |
|
130 |
0,00174 |
|
|
2,4 |
0,0043 |
|
|
148 |
|
6,3 |
|
9,1 |
|
|||
|
6 |
|
Фракция 160-186 °С |
|
2610 |
|
142 |
0,01425 |
|
|
18,4 |
0,033 |
|
|
|
173 |
|
4,6 |
|
7,1 |
|
||
|
7 |
|
Фракция 186-217 °С |
|
2610 |
|
161 |
0,01425 |
|
|
16,2 |
0,029 |
|
|
|
202 |
|
3,1 |
|
5,3 |
|
||
|
8 |
|
Фракция 217-235 °С |
|
2610 |
|
179 |
0,01425 |
|
|
14,6 |
0,0262 |
|
|
226 |
|
2,2 |
|
4,0 |
|
|||
|
9 |
|
Фракция 235-255 °С |
|
2610 |
|
194 |
0,01425 |
|
|
13,5 |
0,0242 |
|
|
245 |
|
1,7 |
|
3,3 |
|
|||
|
10 |
|
Фракция 255-275 °С |
|
2610 |
|
210 |
0,01425 |
|
|
12,4 |
0,0222 |
|
|
265 |
|
1,2 |
|
2,5 |
|
|||
|
11 |
|
Фракция 275-292 °С |
|
2610 |
|
226 |
0,01425 |
|
|
11,5 |
0,0206 |
|
|
284 |
|
0,9 |
|
2,0 |
|
|||
|
12 |
|
Фракция 292-309 °С |
|
2609 |
|
241 |
0,01424 |
|
|
10,8 |
0,0194 |
|
|
301 |
|
0,7 |
|
1,6 |
|
|||
|
13 |
|
Фракция 309-322 °С |
|
2609 |
|
255 |
0,01424 |
|
|
10,2 |
0,0183 |
|
|
316 |
|
0,5 |
|
1,3 |
|
|||
|
14 |
|
Фракция 322-334 °С |
|
2609 |
|
266 |
0,01424 |
|
|
9,8 |
0,0176 |
|
|
328 |
|
0,4 |
|
1,0 |
|
|||
|
15 |
|
Фракция 334-351 °С |
|
18210 |
|
282 |
0,09941 |
|
|
64,6 |
0,1158 |
|
|
345 |
|
0,3 |
|
0,8 |
|
|||
|
16 |
|
Фракция 355-372 °С |
|
15601 |
|
303 |
0,08517 |
|
|
51,5 |
0,0923 |
|
|
365 |
|
0,2 |
|
0,6 |
|
|||
|
17 |
|
Фракция 375-388 °С |
|
15601 |
|
324 |
0,08517 |
|
|
48,2 |
0,0864 |
|
|
385 |
|
0,1 |
|
0,4 |
|
|||
|
18 |
|
Фракция 395-402 °С |
|
15601 |
|
346 |
0,08517 |
|
|
45,1 |
0,0808 |
|
|
405 |
|
0,08 |
|
0,3 |
|
|||
|
19 |
|
Фракция 415-426 °С |
|
15601 |
|
368 |
0,08517 |
|
|
42,4 |
0,076 |
|
|
|
425 |
|
0,05 |
|
0,22 |
|
||
119
консорциум « Н е д р а».
20 |
Фракция 435-453 °С |
15601 |
392 |
0,08517 |
39,8 |
0,0713 |
445 |
0,04 |
0,16 |
21 |
Фракция 455-480 °С |
15601 |
416 |
0,08517 |
37,5 |
0,0672 |
465 |
0,023 |
0,11 |
22 |
Фракция 474-498 °С |
15601 |
439 |
0,08517 |
35,5 |
0,0636 |
484 |
0,017 |
0,09 |
23 |
Фракция 493-513 °С |
15602 |
464 |
0,08518 |
33,6 |
0,0602 |
503 |
0,013 |
0,074 |
24 |
Фракция 512-531 °С |
15602 |
489 |
0,08518 |
31,9 |
0,0572 |
522 |
0,012 |
0,068 |
|
Итого |
183175 |
- |
1,0000 |
557,9 |
1,0000 |
- |
- |
- |
120
консорциум « Н е д р а».
Таблица 2.61
Состав верхнего продукта колонны
|
Компоненты |
кг/ч |
Н2 |
|
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
Изо- |
Н-С4Н10 |
Н2S |
|
Бензин |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
С4Н10 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бензин |
|
321 |
- |
|
- |
|
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
321 |
|
||
|
Углеводородные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
газы |
|
970 |
125 |
|
187 |
180 |
|
194 |
162 |
122 |
- |
|
- |
|
|||
|
Н2S |
|
371 |
- |
|
- |
|
- |
|
- |
- |
- |
371 |
|
- |
|
||
|
Итого |
|
1662 |
125 |
|
187 |
180 |
|
194 |
162 |
122 |
371 |
|
321 |
|
|||
|
Таблица 2.62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состав легкого бензина |
|
|
||||
|
№ п/п |
Фракция, °С |
|
|
Расход |
|
|
tсрi |
|
|
Мсрi |
ni |
|
|
||||
|
|
|
|
|
%масс. |
|
кг/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
32-47 |
|
|
33 |
|
|
|
107 |
|
40 |
|
|
74 |
С5 |
|
|
|
|
2 |
47-72 |
|
|
33 |
|
|
|
107 |
|
60 |
|
|
82 |
С6 |
|
|
|
|
3 |
72-83 |
|
|
33 |
|
|
|
107 |
|
78 |
|
|
89 |
С6 |
|
|
|
|
Итого |
|
|
|
100 |
|
|
|
321 |
|
- |
|
|
- |
- |
|
|
|
Определение давления в колонне Расчет давления по высоте колонны ведем от входа, учитывая перепад давления на тарелках. Давление в зоне
питания принимаем по практическим и литературным данным равным 0,3 МПа. Число тарелок в укрепляющей части колонны – 16 шт. Число тарелок в отгонной части колонны – 10 шт. Тип тарелок в колонне – клапанные. Перепад давления на одной тарелке составляет 0,00066 МПа.
Рассчитываем давление вверху колонны по формуле:
121
консорциум « Н е д р а».
Рверх = Рвход - ∆Рт · n, |
(2.77) |
где Рверх – давление вверху колонны, МПа; |
|
Рвход – давление на входе в колонну, Мпа, Рвход = 0,3 МПа; |
|
∆Рт - перепад давления на одну тарелку, Мпа, ∆Рт = 0,00066; |
|
n1 – число тарелок в верхней части колонны, шт., n = 16 шт. |
|
Рверх = 0,3-0,00066 · 16= 0,29 МПа |
|
Рассчитываем давление внизу колонны по формуле: |
|
Рниз = Рвход + ∆Рт · n, |
(2.78) |
где Рниз – давление внизу колонны, МПа; |
|
Рвход – давление на входе в колонну, МПа; |
|
n2 – число тарелок в нижней части колонны, шт., n2 = 10 шт.
Рниз = 0,3 + 0,00066 ·10 = 0,31 МПа.
Определение температурного режима колонны К -1.
Строим ИТК сырья рисунок 2.8 на основании данных разгонки (таблица 2.60). Определяем по кривой ИТК температуры выкипания 10%, 50%, 70%.
t10% = 130 o C
t50% = 320 o C
t70% = 410 o C
122
консорциум « Н е д р а».
Рисунок 2.8
Определяем угол наклона кривой ИТК по формуле:
А = |
t |
70% |
− t |
10% |
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
60 |
|
где t70% , t10% - температура выкипания 70%, 10% отгонка по ИТК.
А = |
410 −130 |
= 4,66 |
|
60 |
|||
|
|
Определяем по графику Обрядчикова и Смидович
0 % отгона по ОИ соответствует 4 %
100% отгона по ОИ соответствует 82 %
Определяем температуру, которая соответствует точке пересечения ИТК и ОИ при
123
,
0,1 МПа
(2.79)
консорциум « Н е д р а».
t Л.Р.С. = 140 o C.
Определяем по графику кокса температуру при заданном давлении в питательной секции
π = 0, 30 МПа, t = 180 o C.
Определяем долю отгона е , при температуре ввода 180 o C и давлении 0,3 МПа е = 0,23.
Строим ИТК фракции (н.к. – 83) o C таблица 2.62
Определяем по кривой ИТК температуры выкипания 10%, 50%, 70% фракции (н.к. – 83) o C. t10% = 33 o C
t50% = 58 o C
t70% = 70 o C
124
консорциум « Н е д р а».
Рисунок 2.9
Определяем угол наклона кривой ИТК фракции (н.к. – 83) o C:
А =
70 − 33 60
=
0,55
.
Определяем температуру, которая соответствует точке пересечения кривой ИТК и ОИ при 0,1 МПа t Л.Р.С. = 59 o C
Определяем парциальное давление верха колонны рверх , МПа, по формуле:
125
консорциум « Н е д р а».
|
|
|
|
G |
б |
+ G |
о.ор |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Рверх = |
|
|
|
|
M |
б |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
б |
+ G |
о.ор |
+ |
Gг |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Mб |
|
|
|
Mг |
||
где Gб |
- массовый расход фракции ( н.к. - 83) o C, кг/ч; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Go.op. - массовый расход острого орошения, кг/ч; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gг |
- массовый расход углеводородного газа, кг/ч; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мб |
- молекулярная масса фракции (н.к. - 83) o C; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мг - молекулярная масса углеводородного газа.
Определяем массовый расход острого орошения Go.op. , кг/с, по формуле:
Go.op. = Gб * N ,
где Gб - массовый расход фракции ( н.к. – 83) o C, кг/с;
N - флегмовое число, принимаем 2 .
Go.op. = 321 * 2 = 642 кг/ч.
Определяем молекулярную массу фракции (н.к. – 83) o C по формуле:
Мб = 60 + 0,3*tcp + 0,001* tcp 2,
где tcp - средняя температура кипения фракции (н.к. – 83) , o C .
Мб = 60 + 0,3*56,5 + 0,001*56,52 = 80,14.
Определяем молекулярную массу углеводородного газа Мг из таблицы 2.63 следуя правилу адитивности.
(2.80)
(2.81)
(2.82)
126
консорциум « Н е д р а».
|
|
|
|
321 + 642 |
||
Р |
|
= |
|
80,14 |
|
|
верх |
321 |
+ 642 |
|
1341 |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80,14 |
+ |
48,41 |
|
|
|
|
|
|||
=
0,29
МПа.
Таблица 2.63
Состава углеводородного газа
|
Компонент |
Молекулярная |
Массовая доля, |
|
|
|
|
масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2S |
34 |
0,28 |
|
|
|
H2 |
2 |
0,09 |
|
|
|
CH4 |
16 |
0,13 |
|
|
|
C2H6 |
30 |
0,14 |
|
|
|
C3H8 |
44 |
0,13 |
|
|
|
iC4H10 |
58 |
0,12 |
|
|
|
nC4H10 |
58 |
0,09 |
|
|
|
Итого |
|
1,000 |
|
|
Определяем по графику Кокса температуру при парциальном давлении верха колонны К -1 tверх = 98 °С .[8] |
|
||||
Тепловой баланс колонны К-1 |
|
|
|
|
|
Определяем приход тепла с паровой частью сырья Q1, кВт, по формуле: |
|
||||
|
|
|
Q1 = G · Itн · е, |
(2.82) |
|
где G – массовый расход нестабильного гидрогенизата, кг/ч;
127
консорциум « Н е д р а».
Itн – энтальпия паров нестабильного гидрогенизата при температуре ввода сырья, кДж/кг; |
|
е – доля отгона. |
|
Определяем энтальпию сырья Ii по рисунку 2.4. Ii=773,46 |
|
Q1 = 184516·773,46·0,23 = 32824621 кВт. |
|
Определяем приход тепла с жидкой частью сырья Q2, кВт, по формуле: |
|
Q2 = G ∙ itн (1-е), |
(2.83) |
где G – массовый расход нестабильного гидрогенизата, кг/с; |
|
itн – энтальпия нестабильного гидрогенизата при температуре ввода сырья, кДж/кг; |
|
е – доля отгона. |
|
Q2 = 184516·512,99·0,77 = 72884244 кВт. |
|
Определяем приход тепла с острым орошением Qо.ор, кВт, по формуле: |
|
Qо.ор = Gо.ор ·i t о.ор , |
(2.84) |
где Gо.ор – массовый расход острого орошения, кг/с; |
|
i t о.ор – энтальпия острого орошения, принимаем температуру острого орошения 400С,кДж/кг. |
|
Qо.ор = 642 · 83,67= 53928 кВт. |
|
Определяем общий приход тепла в колонну Qприх, кВт, по формуле: |
|
Qприх = Q1 + Q2 + Qо.ор., |
(2.85) |
Qприх= 32824621 + 72884244+ 53928= 105762793 кВт. |
|
Определяем расход тепла с дистиллятом Q3, кВт, по формуле: |
|
Q3 = Gб·ItД, |
(2.86) |
128
консорциум « Н е д р а».