Проект установки легкого гидрокрекинга для условий ОАО «КНПЗ»

 

В табл. 2.5 представлен материальный баланс реактора гидроочистки

Таблица 2.5

Материальный баланс реактора гидроочистки

 

Статьи баланса	Расход
	% мас.	кг/ч
Взято: - сырье - СВСГ - ЦВСГ	100,00 0,81 11,5	164552 1326 19011
Итого	112,31	184889
Получено: - гидрогенизат - дизельная  фракция - бензин-отгон - углеводородный газ - сероводород - ЦВСГ	87,05 9,13 1,33 1,53 1,77 11,5	143240 15023 2185 2518 2912 19011
Итого	112,31	184889

 

 

5.2Технологический расчет реакторов

 

5.2.1 Определение агрегатного состояния ГСС и ГПС

 

Для правильной эксплуатации установок легкого гидрокрекинга и решения ряда вопросов, связанных с определением тепловой мощности печи и технологическим расчетом реакторов (приход теплоты в реактор, расход теплоты из реактора, скорость движения сырья и др.), необходимо знать расход и состав газосырьевой и газопродуктовой смесей. Такие расчеты необходимы для определения количества сырья и продуктов реакции, которые в условиях высокой температуры и большого количества циркулирующего водородсодержащего газа остаются в жидком состоянии. Это следует принимать во внимание при определении энтальпий компонентов газосырьевой и газопродуктовой смесей и составление тепловых балансов реакторов.

Состав паровой и жидкой фаз многокомпонентной смеси в условиях однократного испарения в реакторе рассчитываем на основании известных уравнений:

• для жидкой фазы:
• для паровой фазы:
• где xi — мольная концентрация компонента жидкой фазы;
• yi — мольная концентрация компонента паровой фазы;
• -  мольная концентрация компонента исходной смеси;
• e — мольная доля отгона;
• Ki — константа фазового равновесия компонента.

Константы фазового равновесия Ki для сырья, продуктов и индивидуальных углеводородов определяются по номограмме[методичка ГО].

Перед определением составов паровой и жидкой фаз газосырьевой смеси при условиях на входе в реактор и газопродуктовой смеси при условиях на выходе из реактора предварительно определяем состав ГСС и ГПС по отдельным компонентам (см. табл. 5.5, 5.6).

Состав паровой и жидкой фаз ГСС и ГПС рассчитан с помощью ПЭВМ и расчеты сводим в табл. 5.7 и 5.8. Материальный баланс однократного испарения многокомпонентной газосырьевой смеси при условиях на входе в реактор представлен в табл. 5.9. Материальный баланс однократного испарения многокомпонентной газопродуктовой смеси при условиях на выходе из реактора представлен в табл. 5.10.

 

 

5.2.2 Определение  энтальпий сырья, СВСГ, ЦВСГ и  продуктов реакции

 

5.2.2.1 Определение парциальных давлений компонентов ГСС и ГПС

 

Рассчитаем молярные массы сырья, рефлюкса, легкого и тяжелого бензинов, керосина, дизельного топлива, остатка по формуле Крега:

 

где  М – молярная масса, кг/кмоль;

 – плотность нефтепродукта, г/см3.

Определяем значение по формуле:

 

 

Таблица 5.5

Компонентный состав ГСС на входе в реактор

 

Наименова-ние продукта	Расход, кг/ч	H2	CH4	C2H6	C3H8	нC4H10	и C4H10	и C5H12	Сырье
Сырье	164552	-	-	-	-	-	-	-	164552
СВСГ	1326	1315	11	-	-	-	-	-	-
ЦВСГ	19011	8986	3846	3532	1726	285	285	351	-
Итого	184889	10301	3857	3532	1726	285	285	351	164552

 

Таблица 5.6

Компонентный состав ГПС на выходе из реактора

 

Наименование продукта	Расход, кг/ч	H2	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	и C4H10	и C5H12	H2S	Бензин-отгон	Дизельная фракция	Гидрогенизат
Гидрогенизат	143240	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	143240
Дизельная фракция	15023	-	-	-	-	-	-	-	-	-	15023	-
Бензин-отгон	2185	-	-	-	-	-	-	-	-	2185	-	-
Газы реакции	2518	-	18	90	456	609	548	797	-	-	-	-
Сероводород	2912	-	-	-	-	-	-	-	2912	-	-	-
ЦВСГ	19011	8986	3846	3532	1726	285	285	351	-	-	-	-
Итого	184889	8986	3864	3622	2182	894	833	1148	2912	2185	15023	143240

 

Таблица 2.11

Определение состава паровой и жидкой фаз ГСС на входе в реактор при 3800С и 5,2 МПа и мольной долей отгона 0,9293

 

Компонент	Gi, кг/ч	Mi, кг/кмоль	Ni, кмоль/ч		Ki	xi	yi
Водород	10301	2	5151	0,8444	10,00	0,0902	0,9018
Метан	3857	16	241	0,0395	4,90	0,0085	0,0419
Этан	3532	30	118	0,0193	3,80	0,0054	0,0204
Пропан	1726	44	39	0,0064	2,60	0,0026	0,0067
И-Бутан	285	58	5	0,0008	2,30	0,0004	0,0008
Н-Бутан	285	58	5	0,0008	2,10	0,0004	0,0008
И-Пентан	351	72	5	0,0008	1,80	0,0005	0,0008
Сырье	164552	307	537	0,0880	0,03	0,8921	0,0268
Итого	184889		6100	1,0000		1,0000	1,0000

 

 

Таблица 2.12

Определение состава паровой и жидкой фаз ГПС на выходе из реактора при 390 0С и 5,0 МПа и мольной долей отгона 0,9540

 

Компонент	Gi, кг/ч	Mi, кг/кмоль	Ni, кмоль/ч		Ki	xi	yi
Водород	8986	2	4493	0,790207	11	0,0750	0,8247
Метан	3864	16	242	0,042474	5	0,0088	0,0441
Этан	3622	30	121	0,021234	4,1	0,0054	0,0220
Пропан	2182	44	50	0,008722	2,9	0,0031	0,0090
И-Бутан	894	58	15	0,002711	2,5	0,0011	0,0028
Н-Бутан	833	58	14	0,002526	2,3	0,0011	0,0026
И-Пентан	1148	72	16	0,002804	2	0,0014	0,0029
Сероводород	2912	34	86	0,015063	3,3	0,0047	0,0156
Бензин-отгон	2185	106,1	21	0,003622	0,95	0,0038	0,0036
Дизельная фракция	15023	193,3	78	0,013669	0,35	0,0360	0,0126
Гидрогенизат	143240	259,8	551	0,096968	0,07	0,8595	0,0602
Итого	184889		5686	1		1,0000	1,0000