Материальный баланс проектируемой установки

 

Исходные данные:

-производительность установки – 6200000 млн т/год;

-алюмокобольтмолибденовый катализатор

-молекулярная масса серы - 32 моль

-кратность циркуляции водород содержащего газа К_ц=500нм³/м³

-давление 7Мпа

Общая информация о фракции представлена в таблице 11.

 

Таблица 11-Информация о фракции

Температура отбора, оС	Выход (на нефть) %		Фракционный состав, оС									Содержание ароматических углеводородов, %	Содержание серы, %
			н.к	10%		50%		90%		98%			общей	меркаптановой
Арыскумская нефть
130-240	17,0	0,7820	152		159		177		212		235	-	0,8	0,3

 

Выход гидроочищенного топлива

Выход гидроочищенногокеросина РТ (% мас.) на исходное сырье равен (1):

 

 (1)

 

где S -количество удаленной из сырья серы, % мас.

 B_РТ = 100-1,1=98,9% масс.

Водород расходуется на:

- гидрогенолизсероорганических соединений;

- гидрирование непредельных соединений;

- отдув ЦВСГ для поддержания заданной концентрации водорода;

- растворение в гидрогенизате;

- потери из-за механических неплотностей в аппаратуре и коммуникациях.

Расход на гидрогенолиз определяется формулой, % масс.(2):

 

G₁= m ·S (2)

 

Где G₁ - расход водорода,% мас. на сырье; S - количество серы удаляемое при гидроочистке, % мас. на сырье; m - коэффициент, зависящий от характера сернистых соединений: сероводород - 0;свободная сера - 0,0625; меркаптаны - 0,062; сульфиды - 0,125; дисульфиды - 0,0938; тиофены - 0,25; бензотиофены - 0,187; тиофаны - 0,125. Если в исходном сырье содержится ряд сернистых соединений,то расход водорода определяется для каждого из них по отдельности, а затем полученные результаты суммируются.₁=(0,062·0,3)+(0,25·0,8)=0,39 % мас.

При содержании в сырье большого количества непредельных соединений расход на их гидрирование рассчитывается по формуле (3):

 

(3)

 

Где G₂ - расход водорода на сырье; G_H - разность содержания непредельных углеводородов в сырье и гидрогинезате; М - средняя молекулярная масса сырья. Но так как в моем сырье непредельных углеводородов нет, то:

 

G₂=0 % мас.

 

Расход водорода на отдув появляется в связи с тем,что для поддержания оптимального его парциального давления приходится непрерывно выводить (отдувать) из системы небольшую часть ЦВСГ и изменять его свежим [14]. При отсутствии таких данных на предприятии можно принять расход водорода на отдув при гидроочистке керосинов 0,03 - 0,04% мас. на сырье.

G₃=0,04 % мас.

Потери водорода через не плотности можно определить по формуле (4):

 

(4)

 

Где К_ц - кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм³/м³; ρ - плотность,кг/м³; М_Н2 - молекулярная масса водорода.

 

Для приближенных расчетов общего расхода водорода можно использовать ориентировочные данные по расходу водорода на растворение [15]:

 

G₅=0,08 % мас (5)

 

Таким образом, общий расход водорода в процессе гтдроочистки будет равен:

 

G_общ=G₁+G₂+G₃+G₄+G₅ (6)

 

G_общ=0,39+0+0,04+0,06+0,08=0,57 % мас.

 

 

Общий расход ЦВСГ составит:

 

На основе полученных данных можно составить материальный баланс установки.

Сначала рассчитываем выход сероводорода по формуле (8):

 

(8)

 

 

Таким образом, балансовым сероводородом поглощается:

1,17 - 1,1=0,07 % мас.

Количество водорода, вошедшего при гидрировании в состав продукта, равно:

0,39 - 0,07=0,32 % мас.

Уточненный выход гидроочищеного топлива составляет:

98,8+0,32=99,12 % мас.

Результаты расчетов материального баланса приведены в таблице 12.

 

Таблица 12 - Материальный баланс

Приход	Кг/ч	% мас.	Расход	Кг/ч	%мас
1.Cырье 2.ЦВСГ в том числе водород	17245,37 2643,7 2422,69	100 15,33 14,05	1.Газопродуктовая смесь: -сероводород -гидрогенизат 2.ЦВСГ в том числе водород 3.Потери	17295,38 201,77 17093,612545,412324,66 146,59	1,17 99,12 14,76 13,48 0,85
Итого	19889,07	129,38	Итого	19889,0	129,3