2. Расчётная часть.

2.1. Расчёт реактора.

Исходные данные:

G_с = 2,2 млн т/год = 266 т/ч;

Кол-во рециркулирующего газойля – 28,4% масс.

Кратность циркуляции – 7:1

К=3,52

Т_кр = 758 К

1. Материальный баланс.

Материальный баланс процесса каталитического крекинга обычно известен по лабораторным или промышленным данным. Зададимся глубиной превращения 75 объёмных % на исходное сырьё и определим выходы продуктов крекинга.

Отношение количества сырья к количеству циркулирующего газойля:

k = G_с / (0,284* G_с) = 266/ (0,284* 266) = 3,52;

по графику определим выход бензина υ_б = 54 объём. % на свежее сырьё или в массовых процентах:

x_б = _б * υ_б / _с = 0,76 * 54 / 0,916 = 44,8 масс. % на свежее сырьё.

Выход кокса в зависимости от заданной глубины превращения по графику составляет x_к = 8,7 масс. % на свежее сырьё.

Выход газа при каталитическом крекинге вакуумного дистиллята, выкипающего в пределах 350 – 500 ºС, примем равным x_г = 17,7 масс. % на свежее сырьё.

Выход каталитического газойля, который в ректификационной колонне разделяется на лёгкий и тяжёлый, определим по разности:

х_л.г. + х_т.г. = 100 – (44,8 + 8,7 + 17,7) = 28,8 масс. % на свежее сырьё.

Расчёт выхода продуктов крекинга сводён в таблицу 1.3.

2. Количество циркулирующего катализатора и расход водяного пара.

При кратности циркуляции катализатора R = 7:1 количество циркулирующего катализатора:

G_к = R * Gс = 7 * 266 = 1862 т/ч.

Определим расход водяного пара. Для регулирования плотности смеси парав сырья с катализатором в транспортную линию подаётся водяной пар в количестве 2 – 6 масс. %, считая на загрузку реактора. На отпарку продуктов крекинга с закоксованного катализатора в зону отпарки подаётся 5 – 10 кг пара на 1 т катализатора.

Принимаем расход водяного пара для регулирования плотности смеси равным 4 масс. % на сырьё или

G_п1 = 266 * 0,04 = 10,64 т/ч = 10640 кг/ч

На катализаторе после регенерации остаётся кокс в количестве 0,2 – 0,5 масс. %, считая на свежий катализатор. Примем содержание остаточного кокса на регенерированном катализаторе равным 0,4 масс. %, что составит

G_о.к. = 0,4 * G_к / 100 = 0,4 * 1862 / 100 = 7,448 т/ч.

Количество закоксованного катализатора на выходе из реактора:

G_з.к. = G_к + G_о.к. + G_кокса = 1862 + 7,448 + 23,14 = 1892,59 т/ч.

Приняв расход водяного пара на отпарку 1 т закоксованного катализатора равным 7 кг, найдём часовой расход водяного пара:

G_д1 = 7 * G_з.к. = 7 * 1892,59 = 13248,13 кг/ч.

3. Тепловой баланс реактора.

Уравнение теплового баланса реактора в общем виде:

Q_с + Q_ц1 + Q_к1 + Q_п1 + Q_д1 + Q_о.к. = Q_г + Q_б + Q_л.г. + Q_т.г. + Q_к2 + Q_к + +Q_ц2 + Q_д2 + Q_п2 + Q_р + Q_п.

Левая часть уравнения отвечает приходу тепла (в кВт):

Q_с – с сырьём;

Q_ц1 – с рециркулирующим каталитическим газойлем;

Q_к1 – с циркулирующим катализатором;

Q_п1 – с водяным паром, подаваемым на в транспортную линию;

Q_д1 – с водяным паром, подаваемым на отпарку углеводородов с катализатора;

Q_о.к. – с остаточным коксом.

Правая часть уравнения отвечает расходу тепла (в кВт):

Q_г – с образовавшимися газами крекинга;

Q_б – с парами бензина;

Q_л.г. – с парами лёгкого газойля;

Q_т.г. – с парами тяжёлого газойля;

Q_к2 – с циркулирующим катализатором;

Q_к – с образовавшимся при крекинге коксом;

Q_ц2 – с рециркулирующим газойлем;

Q_д2 – с водяным паром, подаваемым на отпарку углеводородов с катализатора;

Q_п2 – с водяным паром, подаваемым в транспортную линию;

Q_р – на реакцию каталитического крекинга;

Q_п – потери тепла в окружающую среду.