
установки гидроочистки вакуумного газойля
.pdfСН4 |
0,01 |
16 |
0,2 |
0,004 |
6 |
С2Н6 |
0,03 |
30 |
0,9 |
0,017 |
22 |
С3Н8 |
0,24 |
44 |
10,6 |
0,198 |
260 |
Изо-С4Н10 |
0,47 |
58 |
27,3 |
0,510 |
670 |
Н-С4Н10 |
0,25 |
58 |
14,5 |
0,271 |
356 |
Итого |
1,00 |
- |
53,5 |
1,000 |
1314 |
Таблица 2.18
Расчет парциальных давлений компонентов ГПС на выходе из реактора Р-1
Компоненты |
кг/ч |
Mi |
Ni |
_ |
Рi |
yi |
|||||
Остаток |
156012 |
304 |
513,2 |
0,132 |
0,9 |
Дизельное топливо |
26096 |
246 |
106,1 |
0,027 |
0,2 |
Бензин |
1502 |
109 |
13,8 |
0,004 |
0,1 |
Углеводородные газы |
1314 |
54 |
24,6 |
0,006 |
0,1 |
Сероводород |
4881 |
34 |
143,6 |
0,037 |
0,2 |
ЦВСГ |
12941 |
4,2 |
3081,2 |
0,794 |
5,8 |
Итого |
202746 |
- |
3882,5 |
1,000 |
7,3 |
Так как, парциальное давление паров бензина и дизельного топлива меньше 0,5 МПа, то поправкой к их энтальпии в зависимости от давления пренебрегаем.
Определение агрегатного состояния ГСС на входе и ГПС на выходе из реактора Р-1.
Составы СВСГ, ЦВСГ, газов реакции, ГСС и ГПС представлены в таблицах 2.19, 2.20, 2.7, 2.21 и 2.22.
Таблица 2.19
|
|
Состав СВСГ |
|
Компоненты |
_ |
|
кг/ч |
yi |
|
||
|
|
|
|
49 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Н2 |
0,925 |
1878 |
СН4 |
0,075 |
152 |
Итого |
1,000 |
2030 |
Таблица 2.20
|
|
Состав ЦВСГ |
|
Компоненты |
_ |
|
кг/ч |
yi |
|
||
Н2 |
0,429 |
|
5551 |
СН4 |
0,261 |
|
3378 |
С2Н6 |
0,167 |
|
2161 |
С3Н8 |
0,095 |
|
1229 |
Изо-С4Н10 |
0,024 |
|
311 |
Н-С4Н10 |
0,024 |
|
311 |
Итого |
1,000 |
|
12941 |
50 |
консорциум « Н е д р а». |
|
Таблица 2.21
Состав ГСС на входе в реактор Р-1
Компоненты |
Расход, |
Н2 |
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
Изо-С4Н10 |
Н-С4Н10 |
Н2S |
Сырье |
|
кг/ч |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сырье |
187775 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
187775 |
|
СВСГ |
2030 |
1878 |
152 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ЦВСГ |
12941 |
5551 |
3378 |
2161 |
1229 |
311 |
311 |
- |
- |
|
Итого |
202746 |
7429 |
3530 |
2161 |
1229 |
311 |
311 |
- |
187775 |
Таблица 2.22
Состав ГПС на выходе из реактора Р-1
Компоненты |
Расход, |
Н2 |
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
Изо-С4Н10 |
Н-С4Н10 |
С5Н12 |
Бензин |
Дизельное |
Остаток |
|
кг/ч |
топливо |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остаток |
156012 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
156012 |
|
Дизельное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
топливо |
26096 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
26096 |
- |
|
Бензин |
1502 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1502 |
- |
- |
|
Углеводородные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
газы |
1314 |
- |
6 |
22 |
260 |
670 |
356 |
- |
- |
- |
- |
|
Н2S |
4881 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4881 |
- |
- |
- |
|
ЦВСГ |
12941 |
5551 |
3378 |
2161 |
1229 |
311 |
311 |
- |
- |
- |
- |
|
Итого |
202746 |
5551 |
3384 |
2183 |
1489 |
981 |
667 |
4881 |
1502 |
26096 |
156012 |
51
консорциум « Н е д р а».
Расчет составов паровой и жидкой фаз заключается в подборе молярной доли отгона, при которой в заданных условиях температуры и давления сумма молярных концентраций компонентов в паровой и жидкой фазах равна единице.
Расчет производится на ЭВМ.
Составы паровой и жидкой фаз ГСС и ГПС в условиях однократного испарения на входе и выходе из реактора Р-1 при температурах 370 и 3800С и давлении 7,5 и 7,3 МПа, соответственно, представлены в таблице 2.23 и 2.24.
Таблица 2.23
Состав компонентов ГСС при температуре 3700С и давлении 7,5МПа.
Компоненты |
Кг/ч |
Mi |
Ni |
|
i |
Ki |
Xi |
Yi |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2 |
7429 |
2 |
3714,5 |
0,8233 |
7,9 |
0,1124 |
0,8879 |
|
СН4 |
3530 |
16 |
220,6 |
0,0488 |
3,4 |
0,0152 |
0,0516 |
|
С2Н6 |
2161 |
30 |
72 |
0,0160 |
2,6 |
0,0065 |
0,0169 |
|
С3Н8 |
1229 |
44 |
27,9 |
0,0062 |
2,2 |
0,0030 |
0,0066 |
|
Изо-С4Н10 |
311 |
58 |
5,4 |
0,0012 |
1,90 |
0,0007 |
0,0013 |
|
Н-С4Н10 |
311 |
58 |
5,4 |
0,0012 |
1,78 |
0,0007 |
0,0012 |
|
Сырье |
187775 |
403 |
465,9 |
0,1033 |
0,04 |
0,8615 |
0,0345 |
|
Итого |
202746 |
- |
4511,7 |
1,0000 |
- |
1,0000 |
1,0000 |
Доля отгона е = 0,917. |
|
Число кмолей ГСС в жидкой фазе находим по формуле: |
|
nж=(1-e) · ∑Ni, |
(2.13) |
nж=(1-0,917) · 4511,7 = 375,6 кмоль/ч.
Число кмолей ГСС в паровой фазе:
nп= 4511,7·0,917 = 4136,1 кмоль/ч
Таблица 2.24
52
консорциум « Н е д р а».
Состав компонентов ГПС при температуре 4000С и давлении 7,3 МПа.
Компоненты |
Кг/ч |
|
Mi |
Ni |
|
|
i |
Ki |
Xi |
Yi |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2 |
5551 |
|
2 |
2775,5 |
|
0,7120 |
8,1 |
0,0977 |
0,7912 |
|
СН4 |
3384 |
|
16 |
211,5 |
|
0,0543 |
3,4 |
0,0174 |
0,0590 |
|
С2Н6 |
2183 |
|
30 |
72,8 |
|
0,0187 |
2,7 |
0,0075 |
0,0202 |
|
С3Н8 |
1489 |
|
44 |
33,8 |
|
0,0087 |
2,2 |
0,0042 |
0,0092 |
|
Изо-С4Н10 |
981 |
|
58 |
16,9 |
|
0,0043 |
1,93 |
0,0024 |
0,0046 |
|
Н-С4Н10 |
667 |
|
58 |
11,5 |
|
0,0029 |
1,84 |
0,0017 |
0,0031 |
|
Н2S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0000 |
Бензин |
4881 |
|
34 |
143,6 |
|
0,0368 |
2,7 |
0,0147 |
0,0396 |
|
Дизельное |
1502 |
|
109 |
13,8 |
|
0,0035 |
1,17 |
0,0030 |
0,0035 |
|
топливо |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остаток |
26096 |
|
246 |
106,1 |
|
0,0272 |
0,35 |
0,0641 |
0,0224 |
|
Итого |
156012 |
|
304 |
513,2 |
|
0,1316 |
0,06 |
0,7873 |
0,0472 |
|
Доля отгона е=0,886. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Число кмолей ГПС в жидкой фазе: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
nж=(1-0,886)· 3898,7= 444,4кмоль/ч. |
||||
Число кмолей ГПС |
в паровой фазе: |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
nп= 3898,7·0,886 = 3454,3кмоль/ч |
Материальные балансы однократного испарения ГСС и ГПС при температурах 370 и 400 0С и давлении 7,5 и 7,3 МПа,
соответственно, представлены в таблице 2.25 и 2.26.
Данные для построения графиков зависимости энтальпии ЦВСГ, СВСГ, сырья и продуктов от температуры
представлены в таблицах 2.27-2.34.
Таблица 2.27
|
Энтальпии газообразного сероводорода |
|
Температура,0С |
Энтальпия, кДж/кг |
|
|
53 |
|
|
|
консорциум « Н е д р а». |

50 |
52 |
100 |
105 |
200 |
218 |
300 |
339 |
400 |
476 |
450 |
549 |
Энтальпию водорода находим по формуле:
|
|
|
|
H |
= C t , |
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
H2 |
|
|
|
|
где HH |
- энтальпия водорода, кДж/кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
- теплоемкость водорода, кДж/(кг*К); |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
t - температура,0С. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Теплоемкость водорода рассчитываем по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
C |
|
|
−7 |
T |
2 |
) |
|
|
|
H |
= 4,19 (6,8397 + 0,00043868T −1,8 10 |
|
, |
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Т - температура, К.
Энтальпии метана, этана, пропана, бутанов и пентана находим по соответствующим графикам [9].
Энтальпию жидких нефтепродуктов определяем по формуле
(2.14)
(2.15)
h |
|
= |
4,19 |
(0,403 t + 0,000405 t |
2 |
) |
|
|
|
|
|||||
t |
|
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
54
(2.16)
консорциум « Н е д р а».

Таблица 2.25
Материальный баланс однократного испарения ГСС при 370 0С и 7,5 МПа
|
|
|
Приход |
|
|
|
|
Расход |
|
|
|
||
Компоненты |
|
газопарожидкостная смесь |
|
газопаровая фаза |
|
|
жидкая фаза |
|
|||||
|
кг/ч |
|
массовая |
кмоль/ч |
мольная |
кг/ч |
массовая |
кмоль/ч |
мольная |
кг/ч |
массовая |
кмоль/ч |
мольна |
|
|
доля |
доля |
доля |
доля |
доля |
я доля |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Н2 |
7429 |
|
0,0366 |
3714,5 |
0,8233 |
7345 |
0,1019 |
3672,3 |
0,8878 |
84 |
0,0006 |
42,2 |
0,1126 |
СН4 |
3530 |
|
0,0174 |
220,6 |
0,0488 |
3439 |
0,0477 |
214,9 |
0,0519 |
91 |
0,0007 |
5,7 |
0,0152 |
С2Н6 |
2161 |
|
0,0107 |
72,0 |
0,016 |
2088 |
0,0289 |
69,6 |
0,0168 |
73 |
0,0006 |
2,4 |
0,0064 |
С3Н8 |
1229 |
|
0,0061 |
27,9 |
0,0062 |
1179 |
0,0163 |
26,8 |
0,0065 |
50 |
0,0004 |
1,1 |
0,0029 |
Изо-С4Н10 |
311 |
|
0,0015 |
5,4 |
0,0012 |
296 |
0,0041 |
5,1 |
0,0012 |
15 |
0,0001 |
0,3 |
0,0008 |
Н-С4Н10 |
311 |
|
0,0015 |
5,4 |
0,0012 |
296 |
0,0041 |
5,1 |
0,0012 |
15 |
0,0001 |
0,3 |
0,0008 |
Сырье |
187775 |
|
0,9262 |
465,9 |
0,1033 |
57507 |
0,797 |
143,0 |
0,0346 |
130268 |
0,9975 |
322,9 |
0,8613 |
Итого |
202746 |
|
1,0000 |
4511,7 |
1,0000 |
72150 |
1,0000 |
4136,8 |
1,0000 |
130596 |
1,0000 |
374,9 |
1,0000 |
55
консорциум « Н е д р а».

Таблица 2.26
|
|
|
Материальный баланс однократного испарения ГПС при 4000С и 7,3 МПа |
|
|
||||||||
|
|
|
Приход |
|
|
|
|
Расход |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Компоненты |
|
газопарожидкостная смесь |
|
газопаровая фаза |
|
|
жидкая фаза |
|
|||||
|
кг/ч |
|
массовая |
кмоль/ч |
мольная |
кг/ч |
массовая |
кмоль/ч |
мольная |
кг/ч |
массовая |
кмоль/ч |
мольна |
|
|
доля |
доля |
доля |
доля |
доля |
я доля |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Н2 |
5551 |
|
0,0274 |
2775,5 |
0,7120 |
5464 |
0,0618 |
2732,1 |
0,7909 |
87 |
0,0008 |
43,4 |
0,0977 |
СН4 |
3384 |
|
0,0167 |
211,5 |
0,0543 |
3260 |
0,0369 |
203,8 |
0,0590 |
124 |
0,0011 |
7,7 |
0,0173 |
С2Н6 |
2183 |
|
0,0108 |
72,8 |
0,0187 |
2083 |
0,0235 |
69,5 |
0,0201 |
100 |
0,0009 |
3,3 |
0,0074 |
С3Н8 |
1489 |
|
0,0073 |
33,8 |
0,0087 |
1407 |
0,0159 |
31,9 |
0,0092 |
82 |
0,0007 |
1,9 |
0,0043 |
Изо-С4Н10 |
981 |
|
0,0048 |
16,9 |
0,0043 |
919 |
0,0104 |
15,8 |
0,0046 |
62 |
0,0005 |
1,1 |
0,0025 |
Н-С4Н10 |
667 |
|
0,0033 |
11,5 |
0,0029 |
623 |
0,0070 |
10,7 |
0,0031 |
44 |
0,0004 |
0,8 |
0,0018 |
H2S |
4881 |
|
0,0241 |
143,6 |
0,0368 |
4659 |
0,0526 |
137,1 |
0,0397 |
222 |
0,0019 |
6,5 |
0,0146 |
Бензин |
1502 |
|
0,0074 |
13,8 |
0,0035 |
1357 |
0,0153 |
12,5 |
0,0036 |
145 |
0,0013 |
1,3 |
0,0029 |
Дизельное |
26096 |
|
0,1287 |
106,1 |
0,0272 |
19088 |
0,2157 |
77,6 |
0,0225 |
7008 |
0,0613 |
28,5 |
0,0641 |
топливо |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остаток |
156012 |
|
0,7695 |
513,2 |
0,1316 |
49637 |
0,5609 |
163,3 |
0,0473 |
106375 |
0,9311 |
349,9 |
0,7874 |
Итого |
202746 |
|
1,0000 |
3898,7 |
1,0000 |
88497 |
1,0000 |
3454,3 |
1,0000 |
114249 |
1,0000 |
444,4 |
1,0000 |
56
консорциум « Н е д р а».

Таблица 2.28
Компонент |
_ |
|
y |
i |
|
|
|
|
Н2 |
0,429 |
|
СН4 |
0,261 |
|
С2Н6 |
0,167 |
|
С3Н8 |
0,095 |
|
Изо-С4Н10 |
0,024 |
|
Н-С4Н10 |
0,024 |
|
Итого |
1,000 |
Таблица 2.29
Компонент |
_ |
|
y |
i |
|
|
|
|
Н2 |
0,925 |
|
СН4 |
0,075 |
|
Итого |
1,000 |
Расчет энтальпии ЦВСГ при давлении 6,4 МПа в зависимости от температуры
Температура, 0С
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
H |
|
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
|
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
|
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
i |
H |
|
|
y |
|
i |
H |
|
|
y |
|
H |
|
|
y |
|
H |
|
|
y |
|
i |
H |
|
|
y |
|
||||||||||
|
|
i |
i |
|
|
i |
i |
i |
|
i |
i |
i |
|
i |
i |
|
|
i |
i |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
730 |
313 |
|
|
|
2205 |
946 |
|
|
4425 |
1898 |
|
5415 |
2323 |
|
|
5900 |
2531 |
|
|||||||||||||||||
|
|
461 |
120 |
|
|
|
733 |
191 |
|
|
1089 |
284 |
|
|
1320 |
345 |
|
|
|
1383 |
361 |
|
|||||||||||||||
|
|
335 |
|
56 |
|
|
|
|
608 |
102 |
|
|
1027 |
172 |
|
|
1152 |
192 |
|
|
|
1215 |
203 |
|
|||||||||||||
|
|
147 |
|
14 |
|
|
|
|
578 |
|
55 |
|
|
|
997 |
|
95 |
|
|
|
1257 |
119 |
|
|
|
1324 |
126 |
|
|||||||||
|
|
113 |
|
|
3 |
|
|
|
|
419 |
|
10 |
|
|
|
951 |
|
23 |
|
|
|
1006 |
|
24 |
|
|
|
|
1068 |
26 |
|
|
|||||
|
|
122 |
|
|
3 |
|
|
|
|
461 |
|
11 |
|
|
|
985 |
|
24 |
|
|
|
1236 |
|
30 |
|
|
|
|
1307 |
31 |
|
|
|||||
|
|
- |
509 |
|
|
|
- |
1315 |
|
|
- |
2496 |
|
- |
3033 |
|
|
- |
3278 |
|
Расчет энтальпии СВСГ при давлении 6,4 МПа в зависимости от температуры
Температура, 0С
|
50 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
380 |
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
|
_ |
|
H |
, кДж кг |
|
|
_ |
|
H |
|
|
y |
|
|
H |
|
|
y |
|
H |
|
|
y |
|
H |
|
|
y |
|
H |
|
y |
|
||||||||||
i |
|
i |
i |
i |
|
|
i |
i |
i |
|
i |
i |
i |
|
i |
i |
i |
|
i |
i |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
730 |
675 |
|
|
2205 |
|
2040 |
|
|
4425 |
4093 |
|
5415 |
5009 |
|
5900 |
5458 |
|||||||||||||||||
|
461 |
|
35 |
|
|
|
733 |
|
|
55 |
|
|
|
1089 |
|
82 |
|
|
|
1320 |
|
99 |
|
|
|
1383 |
104 |
|
||||||
|
- |
710 |
|
|
- |
|
2095 |
|
|
- |
4175 |
|
- |
5108 |
|
- |
5562 |
57
консорциум « Н е д р а».

Таблица 2.30
Компонент
СН4
С2Н6
С3Н8
Изо-С4Н10
Н-С4Н10
Итого
Расчет энтальпии углеводородных газов при давлении 6,4 МПа в зависимости от температуры
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура, 0С |
|
|
|
|
|
_ |
|
|
50 |
|
150 |
|
300 |
|
380 |
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H i |
, кДж кг |
_ |
H i , кДж кг |
|
_ |
H i , кДж кг |
_ |
H i , кДж кг |
_ |
H i , кДж кг |
_ |
||
|
|
|
|||||||||||
|
|
H i yi |
|
H i yi |
H i yi |
H i yi |
H i yi |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,004 |
|
503 |
2 |
763 |
|
3 |
1203 |
5 |
1475 |
6 |
1550 |
6 |
|
0,017 |
|
473 |
8 |
675 |
|
11 |
1064 |
18 |
1358 |
23 |
1416 |
24 |
|
0,198 |
|
469 |
93 |
670 |
|
133 |
1052 |
208 |
1299 |
257 |
1366 |
270 |
|
0,510 |
|
432 |
220 |
637 |
|
325 |
1018 |
519 |
1056 |
539 |
1115 |
569 |
|
0,271 |
|
473 |
128 |
670 |
|
182 |
1056 |
286 |
1299 |
352 |
1353 |
367 |
|
1,000 |
|
- |
451 |
- |
|
654 |
- |
1036 |
- |
1177 |
- |
1236 |
58
консорциум « Н е д р а».