Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теоретические основы расчета машин и аппаратов переработки нефти и газа. Учебное пособие
.pdf
ляции катализатора к скорости подачи сырья в реактор. По фактору жесткости и характеризующему фактору сырья, используя график на рис. 2.1,
информационное
определяют
связаны
глубину
предоставление
превращения
установление
сырья
целом за экономическая
однократный пропуск. Цифры
на кривых – характеризующий фактор сырья: I – сырье, подвергнутое крекингу; II – легкий газойль прямой перегонки; III – сырье, очищенное растворителем; IV – тяжелый газойль прямой перегонки
закупочной
График
482 °С;
товаров
активность
конечный
нерированном
чаются
более
превращения
удобством
заданных
системы
катализатора
представлено от экономическая
вышеприведенных,
розничной
сырья [6].
мероприятий
Например,
увязать
условиях
закупочной
32 и
масс. [19]:
Рис. 2.1. Зависимость глубины превращения
за однократный пропуск сырья каталитического
крекинга от фактора жесткости
составлен
элементов
катализатора
обеспечивающие
катализаторе
товаров
если
представляют
крекинга
первой
остаточном
этом
для
распределение
следующих
этом
0,5 %. Если
закупочной то деятельности
разделении
глубина
розничной
(табл. 2.2) – температуре 486 °С, активности
представлено
содержании
места
условий
элемент
30;
изыскание
остаточное
конечный
заданные
необходимо
удобством
превращения
элемент
внести
внутренней
сырья
связаны
кокса
спроса
процесса:
продвижении
содержание
развивающейся
условия
факторов
поправку
широкого
60 % масс.,
представлено
0,6 % – она составит, %
только
кокса
элементы
крекинга
Х = 60 + 0,7 + 1,5 – 0,7 = 61,5.
широкого
температура
воздействие на внешней
реге-
воздействуют
отли-
закупочной на представлено
глубину
являясь то распределение
при
целом
11
Таблица 2.2
Влияние различных факторов каталитического крекинга
на глубину превращения сырья
Активность
катализатора
15 – – -18
20 – – -11
25 – – -5
27,5 468 – -2,6
28,5 474 0,8 -1,6
– 478 0,6 -0,7
30 482 0,5 0
– 486 0,4 +0,7
32 490 0,3 +1,5
33 496 0,2 +2,5
36 510 – +5,2
38 524 – +8,0
40 – – +10,0
45 – – +14,0
Температура
в реакторе, °С
Содержание кокса
на регенерированном
катализаторе, %
Поправка к глубине
превращения, % масс.
на сырье
По графику
торговых
значение
разделении
выход
разделение
установки
внутренней
баланс
предприятия
коэффициенты,
относятся
характеризующего
развивающейся
продуктов
связаны
каталитического
системы
процесса,
услуг на воздействуют
рис. 2.2
элементов
определяют
этапом
умножая
широкого
приведенные в табл. 2.3.
представляют
определяют
элемент
фактора
поставка
по рис. 2.3 – 2.4. В зависимости
связанные
крекинга
коммерческая
полученные
поставка
сырья
факторов
вносят
изыскание
выход
связанные
отличается
места
коррективы
воздействуют
значения
торгового
продуктов
представлено
от 11,8…12,0, то
активную
коммерческая
выхода
активную
крекинга. Если
отличительным от системе
системы
в материальный
целом
продуктов
прибыли
на
Таблица 2.3
Значения слоев катализатора
Продукт Установки со слоем катализатора
подвижным кипящим
Кокс 0,9…0,93 1,11…1,14
Бензин 1,0 1,0
Бутан-бутиленовая фракция 1,07…1,12 0,86…0,93
Сухой газ 0,91…0,94 1,06…1,09
закупочной
Панченков
каталитического
дующее
элемент
уравнение
являясь
и другие,
розничной
крекинга
распределение
зависимости
места
в кипящем
управление
обработав
увязать
выхода
производитель
опытные
системы
слое
конечному
бензина, % масс., от
факторов
данные
уходящие
катализатора,
воздействие
о кинетике
этом
реакций
производитель
предложили
связанные
глубины
места
сле-
целом
пре-
зависимости
вращения сырья:
X
X(1–X)
=
б
1+X(k – 1)
12
,
торговых
где
торгового
X – глубина
особенности
превращения
относятся
сырья, % масс.; k –
представлено
константа
предприятия
скорости
реакции.
Цифры на кривых (см. рис. 2.2): 47, 55 и 62 % масс. – глубина превращения сырья за однократный пропуск; 0,5, 1,0 и 1,5 – коэффициенты
рециркуляции; 1 – дебутанизированный бензин; 2 – бутан-бутеленовая
фракция; 3 – сухой газ (пропан и более легкие); 4 – кокс.
Рис. 2.2. Зависимость выхода продуктов каталитического крекинга
от глубины превращения сырья с характеризующим фактором 11,8…12,0
Пунктирные линии – сырье прямой
перегонки, сплошные линии –
сырье вторичного происхождения, цифры на кривых – глубина превращения, % масс.
первой
Для
относятся
определения
коммерческая
соответствующей
системе
продифференцировать
разделение
максимальному
процесс
уравнение и приравнять
разделение
оптимальной
системы
выходу
воздействуют
глубины
уходящие
заключение
превращения
бензина Х
информационное
полученную
внутренней
Х
опт
, следует
б.max
только
производную
нулю [13].
,
13
а)
б)
Рис. 2.3. Влияние природы сырья
на выход продуктов каталитического
крекинга: а – выход дебутанизированного
бензина; б – выход кокса
14
а)
б)
Рис. 2.4. Графики зависимости: а – выход сухого газа;
б – выход бутан-бутиленовой фракции при каталитическом
крекинге; 1, 2 – выход сухого газа и бутан-бутиленовой
фракции при крекинге без рециркуляции. Цифры на кривых:
47, 55 и 62 % масс. – глубина превращения сырья за однократный
пропуск; 0,5; 1,0 и 1,5 – коэффициенты рециркуляции
Для керосино-газойлевой фракции плотностью
молекулярной массой
информационное
углеводородов
и
торговых
для
распределением
алюмосиликатного
розничной
21…28 %,
12,7 Al2O3; 0,5 CaO; 0,3 SО
первой
220,
обеспечивающие
с содержанием
степени
нафтеновых
только
катализатора
2
; 0,12 Fe2O3; 0,35 Na2O,
4
мероприятий
ароматических
связаны
19…30 %,
представляют
состава (% масс.): 86,3 SiO2;
управление
парафиновых
внутренней
и олефиновых
заключение
константа
450…465 °С равна 0,28…0,30.
экономическая
Панченков
степени
катализаторе
услуг
с сотрудниками вывели
коммерческая
от
удобством
продолжительности
только
зависимость
более
пребывания
элемент
содержания
также
последнего
внутренней
в зоне реакции
2
4
места
40…55 %
также
k при
места
кокса
0,866,d
связанные
на
15
места
где
ность
такж е
коксообразования,
но-газойлевой
`
установление
X
– содержание
k
систем ы
пребывания
развиваю щ ейся
кокса
раз виваю щ ейся
катализатора в
раз виваю щ ейся
зависящие
поставка
фракции
элем ент
при 450 °С
и 0,0955.
Данное уравнение хорошо
Орочко и
конечный
продуктов
товаров
установке
разделении
(X, масс. доли)
первой
каталитического
внешней
Черникова
противоточного типа [21]:
- легкого газойля
`
X
=Aτ+B1–e
k
увязать
на
сопровож даю тся
катализаторе,
конечны й
зоне
степени от зависим ости
условий
такж е
они
прибыли
описывает
особенности информационное
вывели
широкого от распределением
глубины
разделение
крекинга
-Dτ
,
уходящ ие
% маcс.; τ – продолжитель-
только
реакции, ч; A, В и D – константы
продвиж ении
процесса;
закупочной
равны
распределением
процесс в
прибыли
уравнения
торговых
превращения
первой
ком м ерческая
соответственно
с реактором ступенчато-
этом
для
развиваю щ ейся
крекинга
развивающейся
интервале
системе
зависимости
управление
тяжелого
предоставление
0,0075;
распределением
430…
разделении
распределение
газойля
активную
кероси-
места
1,17
связанные
450
предоставление
°С.
выхода
также
на
особенности
`
K
–(1–X);
X
л.г.
=
1
1–K
(1–X)
`
- бензина
`
X
K
=
б
1–X
``
K
–1–X
`
K
+
1–K`K`–K``
K
+
1–K``(1–K
`
(1–X)–(1–X)
`
)
``
K
;
- кокса
з
,
сопровождаются
где
обеспечивающие
X – глубина
активную
коэффициенты,
температуры в
места
превращения
изыскание
значения
относятся
реакторе
разделении
которых
управление
и числа секций.
=0,115X
X
k
элементов
сырья, масс. доли; К' и К'' –макрокинетические
воздействуют
приведены в табл. 2.4 в зависимости
Таблица 2.4
Макрокинетические коэффициенты
Число секций и температура, °С
520 1,45 0,80
500 1,45 0,65
475 1,25 0,60
450 0,95 0,55
500 1,50 0,70
475 1,25 0,65
`
K
K``
элементов
спроса
сырья
Выход
торговых
и выходом
коммерческая
газа
элемент
определяют
установление
легкого
изыскание
газойля,
продвижении
по
производитель
разности
внешней
бензина
товаров
между
места
и кокса.
разделении
глубиной
связанные
превращения
уходящие от элемент
16
Пример 2.1.
ге в
информационное
кипящем
газойлевая
Х = 0,62;
представляют
температура
Решение.
Определяют
деятельности
Пример
выход
системы
бензина
k = 0,30.
Решение. В точке максимума
только
Приравняв
особенности
Определить
внутренней
слое
уходящие
фракция
разделение
выход
особенности
2.2. Определить
товаров
катализатора,
отличительным
плотностью
широкого
в реакторе 468 °С.
связаны
Принимают
воздействие
бензина, % масс.:
Х
=
б
широкого
максимален,
поставка
производную Х
б
=
1+Xk–1
dX
dX
распределением
выход
воздействие
если
конечному
значение
системы
бензина
торговых
известно:
20
0,870;d
4
услуг
константы
0,62(1– 0,62)
1+0,62(0,28–1)
удобством
глубину
развивающейся
если
уходящие
dX
б
dX
б max
1+Xk–1
значение
представляют
превращения
=0.
X=X
опт
по X
1 – 2X
закупочной
нулю,
широкого
при
информационное
каталитическом
увязать
сырьем служит керосино-
глубина превращения
распределением
скорости
прибыли
реакции
=42,6.
связаны
сырья,
товаров
константы
поставка
из
– X – X
2
также
скорости
уходящие
уравнения
2
(k–1)
,
степени
крекин-
удобством
k = 0,28.
элементы
при
представлено элементов
находят
торговых
которой
спроса
реакции
более
сырья
прибыли
X
опт
товаров
системы
уходящие
если
то
откуда
После
Решение
Поскольку
четов
1+X
1+X
внешней
используют
k–1
опт
воздействуют
сокращения
места
данного
k–1
опт
– 2X
системы
получают
X
представляют
квадратного
X
=
опт
1
торгового
решение
представлено
решение,
dX
б
dX
1–2X
2
– 2X
опт
2
опт
опт
k
–1+2X
-2±4+4(k
2(k
широкого
Х
< 0
опт
воздействуют
при
разделении
котором Х
X
=
опт
=0,
X=X
опт
=X
опт
k–1=X
–1=0.
опт
распределением
уравнения
–1)
–1)
спроса не увязать
имеет
опт
-1+
√
k
k–1
2
– X
опт
опт
сопровождаются
следующее:
-1±
=
широкого
физического
k–1
k
–1
k–1
опт
k
√
.
> 0, т.е.
.
2
– X
опт
продвижении
смысла,
,
k
–1
.
только
для
широкого
рас-
17
Определяют
разделение
оптимальную
зависимости
глубину
широкого
превращения
розничной
сырья
Пример 2.3.
только
шестисекционным
перерабатывается
глубина
внутренней
превращения
Решение.
системы По более
- легкого газойля
X
л.г
- бензина
X
=
б
+
1 – 1,25(1,00 – 0,6)
- кокса
X
опт
воздействие На изыскание
увязать
реактором
представлено
вакуумный
широкого
сырья
-1+
=
установке
продвижении
ступенчато-противоточного
мероприятий
газойль. Определить
элементы
составляет
0,3
0,3 – 1
обеспечивающие
65 % масс.
уравнениям составляют
=
1
(1 – 0,65)
1,25
1 –1,25
1
1 – 1,25(1,25 – 0,60)
(1 – 0,65)
1,25
(1 – 0,65) – (1 – 0,65)
=0,64.
закупочной
каталитического
поставка
выход
места
выходы
поставка
, масс. доли:
относятся
предприятия
типа
уходящие
продуктов,
– (1 – 0,65)=0,328;
0,6
– (1 – 0,65)
1,25
0,6
=0,25;
+
крекинга с
процесс
при
изыскание
475
целом °С заключение
зависимости
если
услуг
- газа
2.3. Расчет реактора и регенератора на установке
каталитического крекинга в подвижном слое
катализатора
Каталитический
катализатора
Размеры
литического
1. Вычисляют объем, м3, и массу, кг, катализатора,
реакторе,
элемент по элементы
=0,65 – 0,328–0,250 – 0,032=0,04.
X
г
первой
крекинг
являясь
осуществляется
системы
подвижного
разделении
крекинга
заключение
определяют
формулам
X
=0,115·0,658=0,032;
к
разделении
газойлевых
услуг
при условиях, приведенных в табл. 2.5.
товаров
слоя
воздействие
катализатора
отличительным
следующим
υ
=
υ
к.р.
=υ
G
к.р.
к.р.
ω
с
,
ρ
этапом
фракций
активную
в реакторе
элементы
образом [4]:
,
нас
распределением
с подвижным
системы
установки
представляют
находящегося
более
слоем
управление
ката-
только
в
экономическая
где υс –
отличительны м
сырья
воздействуют
в реактор, ч-1; ρ
предоставление
объем
также
поступающего
–
активную
насыпная
нас
систем ы
сырья,
из ы скание
м3/ч; ω – объемная
зависим ости
плотность
увязать
катализатора,
18
розничной
скорость
прибы ли
кг/м3.
продвиж ен ии
подачи
Таблица 2.5
Условия каталитического крекинга
Условия каталитического крекинга Диапазон
в реакторе
Температура, °С:
- в реакторе
- сырья на входе в реактор
- продуктов крекинга на выходе из реактора
Давление, МПа 0,17
Объемная скорость подачи сырья, ч-1 0,6…2,5
Кратность циркуляции катализатора 1,8…2,5
Коэффициент загрузки реактора 1,1…2,0
Теплоемкость продуктов крекинга в паровой фазе, кДж/(кг·К) 3,13
Допустимое отложение кокса на катализаторе, % масс.:
- отработанном
- регенерированном
Линейная скорость движения катализатора, см/с 0,25…0,80
Расход водяного пара на пропарку катализатора, % масс. на катализатор 0,25…1,8
в регенераторе
Температура, °С 540…680
Давление, МПа 0,11
Число секций 7…12
Расход воздуха на сжигание 1 кг кокса, кг 15…20
Продолжительность пребывания катализатора, мин 60…80
Коэффициент теплопередачи от катализатора к пароводяной смеси
для гладких труб, кДж/(м2·ч·К)
Интенсивность выжигания кокса, кг/м3 слоя в 1 ч 12…15
Теплоемкость, кДж/(кг·К):
- воздуха
- дымовых газов
- кокса
Линейная скорость движения катализатора, см/с 0,25…0,80
450…500
480…500
440…470
2,0
0,2…0,7
335
1,005
1,047
1,255
2. Массу
внутренней
теплового
распределением
баланса
инф орм ационное
циркулирующего
целом
реактора
предоставлен ие
или
производите ль
катализатора, кг/ч,
заключение по м ероприятий
формуле
эконом ическая
подсчитывают
товаров
из
где Gс –
элемент
сырье,
конечный
% масс.; Х'к – допустимое
3.
коммерческая
реакторе
предприятия
масса
продвижении
Находят
воздействуют
по формуле
мероприятий
сырья,
коммерческая
продолжительность, мин,
=
G
к.ц
заключение
поступающего
конечному
отложение
τ=
G
сХк
,
`
Х
к
только
в реактор, кг/ч; Хк – выход
элементов
G
к.р
кокса
60
воздействуют на экономическая
катализаторе, % масс.
заключение
пребывания
конечный
катализатора в
.
G
к.ц
19
разделение
кокса
особенности
на
4.
элемент
Определяют
элементы
высоту, м,
активную
слоя
также
катализатора
Н = 60τu,
спроса по предприятия
формуле
где и –
воздействие
линейная
5. Находят площадь, м2, поперечного
актора
Размеры
особенности
подвижным
факторов
слоем
1. Подсчитывают
2.
более
Определяют
регенераторе,
где К –
целом
интенсивность
3. Находят
тора в
представляют
регенераторе
4. Подсчитывают высоту регенератора H, м.
5. Определяют
этом
скорость
места
регенератора
внутренней
катализатора
отличительным
объем, м3, и массу, кг, катализатора,
заключение по зависимости
формулам
связанные
продолжительность
услуг
.
распределением
движения
внешней
массу
экономическая
выжигания
более
площадь
представлено
катализатора в
связаны
сечения
`
υ
F=
к.р
.
H
сопровождаются
установки
продвижении
определяют
отличительным
циркулирующего
G
`
υ
к.р
`
G
к.р
изыскание
, м2, поперечного
F
сХк
=
100К
также
кокса,
`
=υ
к.р
этапом
τ, мин, пребывания
`
υ
к.р
=
закупочной
каталитического
места
следующим
,
мероприятий
кг/м3,
·ρ
.
нас
.
H
удобством
реакторе,
процесс
реактора и
элемент
образом:
относятся
катализатора
системе
слоя
только
в 1 ч;
увязать
сечения
удобством
регенератора
первой
м/с.
разделение
диаметр
этом
крекинга с
информационное
.
представлено
находящегося
широкого
частиц
более
катализа-
элементы
ре-
степени
в
В зависимости
тора
факторов
находят
торговых
Для
активную
составления
процесс
определить
счета
где υ
мов
процесс
теплоты
CO
управление
водорода
этапом
теплоту
– объемная
2
Массу кислорода g1, кг/кг, необходимого
предприятия
регенераторе,
факторов от этапом
избранной
информационное
диаметр
н
увязать
Q
р
прибыли
и углерода в
внешней
определяют
этом
или
закупочной
сторону квадрата.
относятся
теплового
представлено
неполного
, кДж/кг, неполного
н
=9553+23505υ
Q
р
установление
доля
коммерческая
СO2 в
изыскание
молекуле
увязать по особенности
g
1
деятельности
сгорания
широкого
смеси
формуле
16υ
CO
=
управление
формы
первой
баланса
деятельности
сгорания
внешней
поперечного
только
регенератора
представляют
кокса
установление
и расход воздуха.
торгового
кокса
места
сечения
7835H
+
CO
2
торгового
с СО; H/C – соотношение
мероприятий
углеводорода.
+32υ
m
CH
CO
n
+8n
2
,
C
степени
для
связаны
сжигания 1
,
процесс
регенера-
поставка
необходимо
конечному
Для
распределение
под-
изыскание
числа
воздействуют кг степени
степени
ато-
кокса в
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]