Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

установки гидроочистки вакуумного газойля

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
17.06.2024
Размер:
3.04 Mб
Скачать

СН4

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».