Составление материального баланса по установке

Для составления материального баланса необходимо рассчитать массы всех участников реакции:

1) определение массы поданного в реактор сырья:

m_c = V * ρ,

где V – объем поданного в реактор сырья (по бюретке), мл;

ρ – плотность сырья, г/мл.

m_c = 215 * 0,820 = 176,3 г,

2) определение массы полученного катализата:

m_к = m_пк + m_а,

где m_пк - масса катализата из приемной колбы, г;

m_а – привес абсорбера сырья, г.

m_к = 135,3 + 7,5 = 176,3 г.

 

Таблица 4 – Материальный баланс по установке

Взято	г	%	Получено:	г	% на сырье
Сырья…	176,3		1.Газа	27,17	15,41
2.Катализата	142,8	81,00
3.Кокса+потерь	6,33	3,59
Итого:	176,3		Итого:	176,3

 

 

Определение фракционного состава бензиновой фракции

Сущность метода заключается в том, что из 100 мл катализата отгоня­ют бензиновую фракцию до 165°С, во время перегонки постоянно наблюда­ют за показаниями термометра и объемами конденсата, отмечая их значения.

 

 

Подготовка фракции и аппарата к испытанию

На рисунке 3 показан аппарат Энглера для определения фракционно­го состава нефтепродуктов.

1 – термометр;

2 – колба для перегонки;

3 – асбестовая прокладка;

4 – электрический нагрев;

5 – подставка для колбы;

6 – регулятор положения нагревателя;

7 – регулятор напряжения;

8 – вольтметр;

9 – выключатель;

10 – лампочка контроля;

11 – подставка для цилиндра;

12 – цилиндр для сбора дистиллята;

13 – фильтровальная бумага;

14 – отводная трубка холодильника;

15 – водяная баня.

 

Рисунок 3 - Аппарат для определения фракционного состава

 

В сухой, чистый измерительный цилиндр отфильтровывали 100 мл предварительно обезвоженного катализата. Цилиндр с катализатом взвеши­вали на технических весах. Катализат осторожно переливали в колбу для перегонки так, чтобы жидкость не попала в отводную трубку колбы. Пустой цилиндр взвешивали на технических весах и по разнице результатов взве­шиваний рассчитывали массу катализата, взятого для перегонки:

m_к = m_ц+к + m_ц,

где m_ц+к - масса цилиндра, наполненного 100 мл катализата, г;

m_ц – масса пустого цилиндра, г.

m_к = 219,5 – 140,0 = 59,5 г

В горловину колбы вставили термометр на плотно пригнанной пробке так, чтобы ось термометра совпадала с осью горловины колбы, а нижний конец капилляра находился на одном уровне с самой высокой точкой нижней внутренней стенки пароотводной трубки.

Отводную трубку колбы соединили с холодильником при помощи плотно пригнанной пробки. При этом отводная трубка колбы должна входить в холодильник на 25 - 40 мм и не касаться стенок последнего.

Сухой, чистый мерный цилиндр взвесили на технических весах и поставили так, чтобы нижний отвод трубки холодильника входил в цилиндр не менее чем на 25 мм, но не ниже метки 100 мл, и не касался стенок цилиндра. На время перегонки отверстие цилиндра закрыли ватой или бумагой. По­дали воду в холодильник для охлаждения.

 

Проведение перегонки

Равномерно нагревали колбу с катализатом так, чтобы с момента включения аппарата до падения первой капли дистиллята с нижнего отвода трубки холодильника прошло 5-10 минут.

Температуру, показываемую термометром в момент падения первой капли конденсата в мерный цилиндр, записывали как температуру начала кипения. Затем мерный цилиндр установили так, чтобы конденсат стекал по стенке цилиндра. Далее перегонку вели равномерно со скоростью 20 - 25 капель за 10 секунд. В ходе перегонки отмечали температуры выкипания дистиллята через каждые 5 мл отгона, начиная от 10 мл до температуры кон­ца кипения бензиновой фракции включительно. Результаты представлены в таблице 5.

 

 

Таблица 5 – Изменение температуры выкипания дистиллята через каждые 5 мл отгона

Порядковый номер	Температура выкипания дистиллята, °С	Объем дистиллята, мл

 

Средняя температура кипения бензиновой фракции составила 116,22°С

По достижении температуры 165 °С, то есть начала кипения дизельного топлива, нагрев колбы прекратили. Дали стечь конденсату в течение 10 минут, закрыли воду и взвесили цилиндр с бензиновой фракцией. По разности результатов взвешиваний рассчитать выход бензиновой фракции:

m_б = m_ц+б + m_ц,

где m_ц+к - масса цилиндра, наполненного бензиновой фракцией, г;

m_ц – масса пустого цилиндра, г.

m_б = 120,4 – 92,7 = 27,7 г.

Таблица материального баланса перегонки

По выходам фракций составили материальный баланс перегонки катализата, который представлен в таблице 6.

 

Таблица 6 – Материальный баланс перегонки

Взято	г	%	Получено фракции	г	% на катализат
Катализат	59,5		1.Бензиновой (50 – 165°С) 2.Газойлевой (165°С +)	27,7 31,8	46,6 53,4
Итого:	59,5		Итого:	59,5

 

Таблица материального баланса крекинга

При составлении материального баланса по процессу крекинга исполь­зовали данные материальных балансов режима и перегонки. При этом учли, что для атмосферной перегонки было взято катализата меньше, чем было его получено на установке.

27,7 г (бензиновой фракции) – 59,5 г (катализата)

X г (бензиновой фракции) – 135,3 г (катализата)

m_б = X = 135,3 * 27,7 / 59,5 = 62,99 г бензиновой фракции может быть получено из 142,8 г катализата.

При расчете массы бензиновой фракции учли привес абсорбера:

m_бф = m_б + m_а,

где m_б - масса бензиновой фракции, рассчитанная по пропорции, г;

m_а – привес абсорбера, г.

m_бф = 62,99 + 7,5 =70,49 г.

 

 

Таблица 7 – Материальный баланс процесса крекинга

Взято	г	%	Получено	г	% на сырье
Сырья	176,3		1.Газа 2. Катализата В т.ч.: -бензиновой фракции (н.к. – к.к.) -газойлевой фракции (н.к.+) 3. Кокса + потерь	27,17 142,80   70,49   72,31   6,33	15,41 81,00   34,00   46,00   5,39
Итого:	176,3		Итого:	176,3

14 Методики и результаты определения свойств бензиновой фракции