Гидроочистка дизтоплива

 

Определяем плотность циркулирующего ВСГ по формуле /2, стр. 11/

 

,         (11)

 

где - молекулярная масса ЦВСГ, кг/кмоль;

       - 2240 м³/кмоль.

 

 кг/м³

 

Определяем объём сырья на одну тонну сырья по формуле /2, стр. 11/

 

,        (12)

 

где - масса сырья, кг/т;

       - плотность сырья, кг/м³.

 

 м³/т.

 

Находим объём циркулирующего ВСГ  по формуле

 

,         (13)

 

где - кратность циркуляции ВСГ, м³/м³.

 

 м³/т.

 

Находим массу циркулирующего ВСГ  по формуле

,     (14)

 

 кг/т.

 

Массовая доля водорода в ЦВСГ составляет 0,4244 тогда масса водорода составит

 

 кг/т.

 

Масса водорода в ЦВСГ до подпитки «свежим» ВСГ составит

 

,     (15)

 

где - масса водорода в «свежем» ВСГ, кг/т.

 

 кг/т.

 

Количество у/в С₁-С₄ в ЦВСГ определяем по формуле

,        (16)

 

 кг/т.

 

Количество у/в С₁-С₄ в ЦВСГ до подпитки «свежим» ВСГ составит

 

,       (17)

 

где - масса углеводородных газов с С₁ по С₄ в «свежем» ВСГ.

 кг/т.

 

Масса ЦВСГ до подпитки «свежим» ВСГ  составит

 

,      (18)

 

 кг/т.

 

Полученные данные материальных потоков  стадии подготовки ВСГ сводим в таблицу 8.3.

 

8.3 Материальный баланс стадии  смешения сырья и ВСГ

 

Схема материальных потоков стадии смешения сырья и ВСГ представлена на рисунке 8.3.

 

m₁ - ВСГ; m₂ - сырье; m₃ – газосырьевая смесь.

Рисунок 8.3 – Схема материальных потоков стадии смешения сырья и ВСГ

 

В соответствии с исходными данными  в 1 тонне сырья содержится: предельных у/в- 754,31 кг/т; непредельных у/в – 78,90 кг/т; ароматических у/в – 157,90кг/т; серосодержащих соединений – 8,89 кг/т.

При смешении исходных компонентов газосырьевая смесь будет состоять из водорода – 26,73 кг/т; предельных у/в – 790,56 кг/т, в том числе у/в С₁-С₄ – 36,25 кг/т, у/в С₅ и выше – 754,31 кг/т; непредельных у/в – 78,90 кг/т; ароматических у/в – 157,90 кг/т; серосодержащих соединений – 8,89 кг/т.

 

Полученные данные материальных потоков стадии смешения сырья и  ВСГ сводим в таблицу 8.4.

 8.4 Материальный баланс реакционной стадии

 

Схема материальных потоков реакционной  стадии представлена на рисунке 8.4.

m₁ - газосырьевая смесь; m₂ - газопродуктовая смесь.

Рисунок 8.4 – Схема материальных потоков реакционной стадии

 

8.4.1 Определение выхода сероводорода

 

Одно из основных уравнений гидроочистки:  

Рассчитываем выход сероводорода по формуле /1, стр. 149/

,      (19)

где - количество удаляемой серы , кг/т;

     - молекулярная масса сероводорода, г/моль;

      - молекулярная масса серы, г/моль.

 кг/т. 

кг/т.

 

8.4.2 Состав газопродуктовой смеси  реакционной стадии

 

Выход у/в С₅-С₁₀ на сырьё (бензин-отгон) равен 8,85 кг/т (практические данные).

В реакционной стадии протекают  реакции гидрообессеривания, где  по практическим и расчетным данным газопродуктовая смесь будет состоять из непрореагировавшего Н₂  - 24,47 кг/т; предельных у/в – 851,42 кг/т, в том числе у/в С₁-С₄ – 39,21 кг/т, у/в С₅-С₁₀ – 8,85 кг/т, у/в С₁₁ и выше – 803,36 кг/т; непредельных у/в – 19,74 кг/т; ароматических у/в – 157,90 кг/т; серосодержащих соединений (тиофен) – 0,05кг/т,; образовавшегося Н₂S – 9,40 кг/т.

      Полученные данные материальных потоков реакционной стадии сводим в таблицу 8.5.

  

8.5 Материальный баланс  стадии сепарации высокого давления

 

Схема материальных потоков стадии сепарации высокого давления представлена на рисунке 8.5.

m₁ – газопродуктовая смесь; m₂ - газопродуктовая смесь после стадии сепарации высокого давления; m₃ – ЦВСГ.

Рисунок 8.5 – Схема материальных потоков стадии сепарации высокого давления

 

В сепараторе высокого давления происходит отделение ЦВСГ от газопродуктовой смеси. Также отделяется часть сероводорода равной 1,41 кг/т (практические данные), который выходит из сепаратора вместе с ЦВСГ .

По практическим и расчетным  данным получаем: ЦВСГ – 60,40 кг/т, в том  числе   Н₂  - 24,17 кг/т, у/в С₁-С₄ – 34,82 кг/т, Н₂S – 1,41 кг/т; газопродуктовая смесь – 1002,58 кг/т, в том числе Н₂  - 0,30 кг/т; предельные у/в – 816,60 кг/т, в том числе у/в С₁-С₄ – 4,39 кг/т, у/в С₅-С₁₀ – 8,85 кг/т, у/в С₁₁ и выше – 803,36 кг/т; непредельные у/в – 19,74 кг/т; ароматические у/в – 157,90 кг/т; серосодержащие соединения (тиофен) – 0,05 кг/т,; образовавшегося Н₂S – 7,99 кг/т.

 

 Полученные данные материальных потоков стадии сепарации высокого давления сводим в таблицу 8.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.6 Материальный баланс стадии сепарации низкого давления

 

Схема материальных потоков стадии сепарации низкого давления представлена на рисунке 8.6.

m₁ – газопродуктовая смесь; m₂ - нестабильный гидрогенизат; m₃ – сухой газ.

Рисунок 8.6 – Схема материальных потоков стадии сепарации низкого  давления

 

В сепараторе низкого давления происходит отделение сухого газа от нестабильного гидрогенизата. Также отделяется часть сероводорода равной 7,52 кг/т (практические данные), который выходит из сепаратора вместе с сухим газом.

По практическим и расчетным  данным получаем: сухой газ – 11,33 кг/т, в том числе   Н₂  - 0,30 кг/т, у/в С₁-С₄ – 3,51 кг/т, Н₂S – 7,52 кг/т; нестабильный гидрогенизат – 991,25 кг/т, в том числе предельные у/в – 816,60 кг/т, в том числе у/в С₁-С₄ – 0,88 кг/т, у/в С₅-С₁₀ – 8,85 кг/т, у/в С₁₁ и выше – 803,36 кг/т; непредельные у/в – 19,74 кг/т; ароматические у/в – 157,90 кг/т; серосодержащие соединения (тиофен) – 0,05 кг/т,; Н₂S – 0,47 кг/т.

 

 Полученные данные  материальных потоков стадии  сепарации низкого давления сводим в таблицу 8.7.

         8.7 Материальный баланс стадии стабилизации

 

Схема материальных потоков стадии стабилизации представлена на рисунке 8.7.

 

m₁ – нестабильный гидрогенизат; m₂ - стабильный гидрогенизат; m₃ – газовая фаза.

Рисунок 8.7 – Схема материальных потоков стадии стабилизации

 

8.7.1 Определение выхода стабильного гидрогенизата

 

Выход гидроочищенного дизельного топлива  , кг/т, на исходное сырье определяем по формуле /1, стр. 144/

 

,        (20)

 

где  - выход бензина, у/в С₅-С₁₀ на сырьё, кг/т;

       - выход газа на сырьё, кг/т;

        - количество удаленной из сырья серы, кг/т.

 

 кг/т.

 

Тогда выход гидроочищенного дизельного топлива будет равен

 

 кг/т.

 

Уточненный выход гидроочищенного  дизельного топлива равен

,

 

где - количество водорода, вошедшего в состав дизельного топлива, кг/т.

 

,

 

где - расход водорода на гидрирование непредельных у/в, кг/т;

      - расход водорода на реакции сернистых соединений, кг/т;

      - количество водорода, которое поглощается балансовым сероводородом, кг/т.

,      (21)

 

где - выход сероводорода, кг/т;

       - количество удаляемой серы , кг/т.

                                                      кг/т,

 кг/т,

кг/т.

 

Тогда уточненный выход гидроочищенного  топлива будет равен

 

 кг/т.

 

Уточненный выход у/в газа, выводимого с установки, складывается из у/в газов, поступающих со свежим ВСГ, газов, образующихся при гидрогенолизе, абсорбированного гидрогенизатом водорода, а также механических потерь водорода

 

  кг/т.

 

8.7.2 Состав материальных потоков  стадии стабилизации

 

По практическим и расчетным  данным получаем: газовая фаза – 10,20 кг/т, в том числе  у/в С₁-С₄ – 0,88 кг/т, у/в С₅-С₁₀ – 8,85 кг/т, Н₂S – 0,47 кг/т; стабильный гидрогенизат – 981,05 кг/т, в том числе предельные у/в – 803,36 кг/т, непредельные у/в – 19,74 кг/т; ароматические у/в – 157,90 кг/т; серосодержащие соединения (тиофен) – 0,05 кг/т.

 Полученные данные  материальных потоков стадии  стабилизации сводим в таблицу 8.8.

8.8 Материальный баланс стадии  сепарации бензина-отгона

 

Схема материальных потоков стадии сепарации бензина-отгона представлена на рисунке 8.8.

m₁ – газовая фаза; m₂ - бензин-отгон; m₃ – газы стабилизации.

Рисунок 8.8 – Схема материальных потоков стадии сепарации бензина-отгона

 

По практическим и расчетным  данным получаем: газы стабилизации – 1,35 кг/т, в том числе  у/в С₁-С₄ – 0,88 кг/т, Н₂S – 0,47 кг/т; бензин-отгон (у/в С₅-С₁₀₎ – 8,85 кг/т.

 Полученные данные  материальных потоков стадии  сепарации бензина-отгона сводим  в таблицу 8.9.

 

8.9 Материальный баланс стадии абсорбции ЦВСГ

 

Схема материальных потоков стадии абсорбции ЦВСГ представлена на рисунке 8.9.

 

m₁ – ЦВСГ; m₂ - регенерированный МДЭА; m₃ – ЦВСГ после стадии абсорбции; m₄ - насыщенный МДЭА.

Рисунок 8.9 – Схема материальных потоков стадии абсорбции ЦВСГ

 

Для абсорбции ЦВСГ, сухого газа и газа стабилизации на установке используют

 

40% раствор МДЭА (метилдиэтаноламина).

 

По практическим и расчетным  данным получаем: ЦВСГ – 58,99 кг/т, в том числе Н₂ – 24,17 кг/т; у/в С₁-С₄ - 34,82 кг/т; насыщенный раствор МДЭА – 135,81 кг/т,

 МДЭА* Н₂S – 55,17 кг/т, Н₂О – 80,64 кг/т.

 Полученные данные  материальных потоков стадии  абсорбции ЦВСГ сводим в таблицу  8.10.

8.10 Материальный баланс стадии абсорбции сухого газа

 

Схема материальных потоков стадии абсорбции сухого газа представлена на рисунке 8.10.

 

m₁ – сухой газ; m₂ - регенерированный МДЭА; m₃ – сухой газ после стадии абсорбции; m₄ - насыщенный МДЭА.

Рисунок 8.10 – Схема материальных потоков стадии абсорбции сухого газа

По практическим и расчетным данным получаем: сухой газ – 3,81 кг/т, в том числе  Н₂ – 0,30 кг/т, у/в С₁-С₄ – 3,51 кг/т; насыщенный раствор МДЭА – 41,12 кг/т, МДЭА* Н₂S – 20,96 кг/т, Н₂О – 20,16 кг/т.

 Полученные данные  материальных потоков стадии  абсорбции сухого газа сводим в таблицу 8.11.

 

8.11 Материальный баланс стадии  абсорбции газа стабилизации

 

Схема материальных потоков стадии абсорбции газа стабилизации представлена на рисунке 8.11.

 

m₁ –газ стабилизации; m₂ - регенерированный МДЭА; m₃ –газ стабилизации после стадии абсорбции; m₄ - насыщенный МДЭА.

Рисунок 8.11 – Схема материальных потоков стадии абсорбции газа стабилизации

 

По практическим и расчетным  данным получаем: газ стабилизации – 0,88 кг/т; насыщенный раствор МДЭА – 67,67 кг/т, МДЭА* Н₂S – 27,35 кг/т, Н₂О – 40,32 кг/т.

 Полученные данные  материальных потоков стадии  абсорбции газа стабилизации  сводим в таблицу 8.12.

8.12 Материальный баланс стадии  регенерации МДЭА

 

Схема материальных потоков стадии регенерации МДЭА представлена на рисунке 8.12.

 

Рисунок 8.12 – Схема материальных потоков стадии абсорбции газа стабилизации:

m₁ – насыщенный МДЭА; m₂ - регенерированный МДЭА; m₃ – сероводород.

 

По практическим и расчетным  данным получаем: регенерированный раствор МДЭА – 235,20 кг/т, в том числе 40% раствор МДЭА – 94,08 кг/т, Н₂О – 141,12 кг/т, Н₂S – 9,4 кг/т.

 

 Полученные данные  материальных потоков стадии  абсорбции газа стабилизации  сводим в таблицу 8.13.

 

 

 

Таблица 8.3 - Материальный баланс стадии подготовки ВСГ

 

Статьи прихода					Статьи расхода
№ п-ка	Наименование потоков и компонентов	кг/т	кг/ч	% (масс.)	№ п-ка	Наименование потоков и компонентов	кг/т	кг/ч	% (масс.)
1	ЦВСГ	58,99	17837,45	100,00	1	ВСГ	62,98	19043,95	100,00
1.1	Н2	24,17	7308,55	40,97	1.1	Н2	26,73	8082,64	42,44
1.2	у/в С1-С4	34,82	10528,90	59,03	1.2	у/в С1-С4	36,25	10961,31	57,56
2	«Свежий» ВСГ	3,99	1206,50	100,00
2.1	Н2	2,56	774,09	64,16
2.2	у/в С1-С4	1,43	432,41	35,84
	ИТОГО:	62,98	19043,95			ИТОГО:	62,98	19043,95