Проект установки процесса гидроочиски дистилятного сырья дизельного топлива мощностью по сырь (стр. 4 из 4)
где сpi—теплоемкость отдельных компонентов с учетом поправок на температуру и давление, кДж/(кг-К);
yi— массовая доля каждого компонента в циркулирующем газе.
Тогда
7. Энтальпию паров сырья при 350 °С равнаI350=997,4 кДж/кг.
Поправку на давление находим по значениям приведенных температуры и давления.
Абсолютная критическая температура сырья Ткр=497+273=770 К,
Приведенная температура равна ТПР = 350+273/770=0,809.
Критическое давление сырья вычисляют по формуле
Ркр = 0,1ТKP/Мc= 0,1∙9,26∙770/215 = 3,32 МПа,
где
Тогда
Для найденных значений Тпр и Рпр.
Энтальпия сырья с поправкой на давление равна I350=997,4-34,6 = 962,8 кДж/кг.
Теплоемкость сырья с поправкой на давление равна Сс=962,8:350= =2,75кДж/(кг∙К).
8. Средняя теплоемкость реакционной смеси составляет
Имея найденные значения, находим температуру на выходе из реактора t:
Для определения температуры реакционной смеси при разных глубинах обессеривания строим график зависимости температуры реакционной смеси t от остаточного содержания серы в дизельном топливе S.
Рис.2.
Зависимость температуры реакционной смеси t от остаточного содержания серы в дизельном топливе S.
Таблица 5.
Данные для кинетического расчета процесса обессеривания.
| Показатели | 0,75 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,05 |
| Т,К108∙e-E/RTk=k0∙e-E/RTS2r=k∙S21/r | 623237,810,990,566,15440,163 | 630,8279,112,890,253,22250,310 | 641,6346,115,990,040,63961,563 | 644,1346,116,790,010,16795,956 | 646377,117,420,00250,043622,936 |
Графическим интегрированием находим площадь под полученной кривой в пределах содержания серы от 0,8 до 0,05% (масс). Эта площадь численно равна интегралу
Требуемый объем катализатора в реакторе VKвычисляем по формуле
Значение G' находим из соотношения
G' = G/ρ= 98039/850 = 115,34 м3/ч
Получаем объемную скорость подачи сырья, т. е. отношение объема жидкого сырья, подаваемого на объем катализатора в час (w, ч-1)
w = G'/VK= 115,34/70,24 =4,64 ч-1.
По найденному значению VKвычисляют геометрические размеры реактора гидроочистки.
Принимаем цилиндрическую форму реактора и соотношение высоты к диаметру равным 2:1 или H = 2D. Тогда
Vp= πD2H= πD22D= 2πD3.
Диаметр реактора равен
Высота слоя катализатора составляет H=2D=4,2м.
4. Гидравлический расчет.
4.1 Расчет потери напора в слое катализатора.
Потерю напора в слое катализатора вычисляем по формуле:
где ε — порозность слоя;
и — линейная скорость движения потока, фильтрующегося через глой катализатора, м/с;
μ— динамическая вязкость, Па -с;
d— средний диаметр частиц, м;
ρ — плотность газа, кг/м3;
g— ускорение силы тяжести, кг/с2.
Порозность слоя вычисляем по формуле
где γn — насыпная плотность катализатора, равная 640 кг/м3;
γk—кажущаяся плотность катализатора, равная 1210 кг/м3.
Таким образом
Линейная скорость потока равна
где V— объем реакционной смеси, включающий объем сырья Vc, и объем циркулирующего водородсодержащего газа Vц, т. е.
V = VC+Vц
Объем сырья рассчитываем по формуле:
где Gc — расход сырья в реактор, кг/ч;
ZС — коэффициент сжимаемости;
tср— средняя температура в реакторе, °С.
Величина tср может быть найдена как средняя арифметическая между температурой ввода сырья t0 = 350СС и температурой на выходе из реактора, равной 354°С:
tcp= 0,5(350+373) = 361,5 °С
Тогда
Объем циркулирующего газа составит:
Динамическую вязкость смеси определяем по ее средней молекулярной массе, равной
По уравнению Фроста находим динамическую вязкость смеси: μ= 1,87- 106 кг∙с/м2.
Средний диаметр частиц катализатора d = 4-l0-3м. Плотность реакционной смеси в условиях процесса равна:
Таким образом,
ΔP = H ∙ 341,4= 4 ∙ 341,4 = 1356,6 кг/м2
Таким образом, потеря напора катализатора не превышает предельно допустимых значений 0,2—0,3 МПа. Поэтому к проектированию принимают реактор цилиндрической формы с высотой и диаметром реакционной зоны 4,2 и 2,1 м соответственно.
Заключение
В данном курсовом проекте был рассчитан реактор с диаметром 2,1м. Высота реактора 4,2 м. Температура ввода сырья 350°С, температура вывода из реактора 380°С.
Производительность реактора по Дизельному Топливу 96470 кг/час.
Список использованной литературы
1. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. /Под ред. Б.И. Бондаренко.- М: Химия, 1983. – 128 с.
2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа: Гилем, 2002.- 672с.
3. Трушкова Л.В. Расчёты по химии и технологии нефти и газа: Учебное пособие/ Под ред. Р.З. Магарила.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2001.-76 с.
4. Суханов В.П. Переработка нефти: учебник для средних прф. техн. уч. заведений. Москва. Высшая школа 1979г.-335с.
5. Технологические расчеты установок переработки нефти: Учеб. пособие для вузов/ Танатаров М.А. Ахметшина М.Ф. Фасхудинов Р.А. и др.М. Химия, 1987г. 352с.