Материал: Курсовой проект по дисциплине Теория и технология химических процессов органического и нефтехимического синтеза на тему Технологическое проектирование установки гидроочистки дизельной фракции мощностью 1910 тыс тгод
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
1.3 Термодинамика и кинетика процесса
1.5 Основные параметры и их влияние на процесс
1.6 Математическое моделирование процесса
1.7 Сведения о существующих технологиях (патентный обзор)
2.1 Характеристика исходного сырья, материалов, катализаторов, энергоресурсов и готового продукта
2.2 Описание технологической схемы
2.3.1 Исходные данные для расчета
2.3.2 Определение часовой производительности установки
2.3 Технологические расчеты установки и основных аппаратов
2.3.5 Определение выхода сероводорода
2.3.5 Материальный баланс установки
2.3.7 Расчет толщины корпуса и эллиптического днища реактора
2.3.8 Тепловой баланс реактора
2.3.8.1 Расчет парциальных давлений компонентов ГСС и ГПС
2.3.8.2 Определение агрегатного состояния ГСС и ГПС
2.3.8.4 Расчет потерь тепла в окружающую среду
2.3.8.5 Материальный и тепловой баланс реактора
2.3.9 Гидравлический расчет реактора
2.3.10.1 Расчет холодного сепаратора высокого давления
2.3.10.2 Расчет холодного сепаратора низкого давления
2.3.11 Расчет сырьевого теплообменника
2.3.12 Расчет конденсатора-холодильника АВО-1 по укрупненным показателям
2.3.13 Расчет водяного холодильника ВХ-1 по укрупненным показателям
2.3.14 Расчет печи П-1 по укрупненным показателям
кДж/кг;
При 390 °С:
кДж/кг;
При 410 °С:
кДж/кг;
При 450 °С:
кДж/кг.
Приведенные температуры для бензина-отгона рассчитываем при температурах 275, 350, 390, 410 и 450˚С:
Найдем энтальпию нефтяных паров бензина-отгона при атмосферном давлении.
При 275 °С:
кДж/кг;
При 350 °С:
кДж/кг;
При 390 °С:
кДж/кг;
При 410 °С:
кДж/кг;
При 450 °С:
кДж/кг.
Далее находим энтальпию сырья при повышенном давлении по уравнению:
где ΔН – поправка к энтальпии.
Поправку к энтальпии нефтяных паров нефтепродуктов можно найти из формулы
.
Полученные данные для сырья, гидрогенизата и бензина-отгона сведены в таблицах 2.18-2.20 соответственно.
Таблица 2.18 – Определение энтальпий паров сырья
При 390 °С:
кДж/кг;При 410 °С:
кДж/кг;При 450 °С:
кДж/кг.Приведенные температуры для бензина-отгона рассчитываем при температурах 275, 350, 390, 410 и 450˚С:
Найдем энтальпию нефтяных паров бензина-отгона при атмосферном давлении.
При 275 °С:
кДж/кг;При 350 °С:
кДж/кг;При 390 °С:
кДж/кг;При 410 °С:
кДж/кг;При 450 °С:
кДж/кг.Далее находим энтальпию сырья при повышенном давлении по уравнению:
где ΔН – поправка к энтальпии.
Поправку к энтальпии нефтяных паров нефтепродуктов можно найти из формулы
.Полученные данные для сырья, гидрогенизата и бензина-отгона сведены в таблицах 2.18-2.20 соответственно.
Таблица 2.18 – Определение энтальпий паров сырья
| Показатели | 275 °С | 350 °С | 390 °С | 410 °С | 450 °С |
| Отношение  , кДж/(кмоль °С) | -16,47 | -12,82 | -11,44 | -10,71 | -9,45 |
| Поправка на давление  , кДж/кг | -60,05 | -46,76 | -41,70 | -39,06 | -34,47 |
| Энтальпия при атмосферном давлении, кДж/кг | 890,33 | 1085,07 | 1197,44 | 1255,84 | 1377,10 |
| Энтальпия при повышенном давлении, кДж/кг | 950,38 | 1131,82 | 1239,14 | 1294,90 | 1411,56 |
Таблица 2.19 – Определение энтальпий паров гидрогенизата
| Показатели | 275 °С | 350 °С | 390 °С | 410 °С | 450 °С |
| Отношение  , кДж/(кмоль °С) | -15,63 | -12,20 | -10,66 | -10,21 | -9,03 |
| Поправка на давление  , кДж/кг | -58,84 | -45,95 | -40,15 | -38,46 | -33,99 |
| Энтальпия при атмосферном давлении, кДж/кг | 893,15 | 1088,35 | 1200,99 | 1259,53 | 1381,07 |
| Энтальпия при повышенном давлении, кДж/кг | 952,00 | 1134,31 | 1241,14 | 1298,00 | 1415,06 |
Таблица 2.20 – Определение энтальпий паров бензина-отгона
| Показатели | 275 °С | 350 °С | 390 °С | 410 °С | 450 °С |
| Отношение , кДж/(кмоль °С) | -6,90 | -5,37 | -4,70 | -4,45 | -3,95 |
| Поправка на давление , кДж/кг | -37,78 | -29,42 | -25,76 | -24,40 | -21,61 |
| Энтальпия при атмосферном давлении, кДж/кг | 931,51 | 1132,94 | 1249,17 | 1309,58 | 1435,00 |
| Энтальпия при повышенном давлении, кДж/кг | 969,30 | 1162,36 | 1274,93 | 1333,98 | 1456,61 |
Энтальпия жидких нефтепродуктов находится по формуле
,где α = 0,403·t + 0,000405·t
2.
Для ГСС t = 340 °С; находим α
α = 0,403·340 + 0,000405·3402 = 183,84.
Тогда энтальпия сырья
кДж/кг.
Для ГПС t = 360 °С; находим α
α = 0,403·360 + 0,000405·3602 = 197,57.
Тогда энтальпия гидрогенизата
кДж/кг.
Энтальпия газообразного сероводорода в зависимости от температуры приведена в таблице 2.21 [27].
Таблица 2.21
Энтальпия газообразного сероводорода при атмосферном давлении
Энтальпию водородсодержащих и углеводородных газов определяют, как сумму произведений энтальпий компонента на их массовую концентрацию или как произведение средней теплоемкости смеси газов на соответствующую температуру. Среднюю теплоемкость смеси газов, например ЦВСГ, можно рассчитать по формуле
Ср.см.= Σ Срш·
,
где Ср.см. – средняя теплоемкость смеси газов, кДж/(кг*оС);
Срш – средняя теплоемкость компонентов смеси газов при соответствующих температуре и давлении, кДж/(кг*оС);
– массовая доля компонентов смеси газов.
Энтальпию водорода находим по формуле:
НН2= СН2·t,
где СН2– теплоемкость водорода, кДж/(кг*оС); t – температура, оС.
Среднюю массовую теплоемкость водорода принимаем 14,6 кДж/(К·°С) [27].
Расчет энтальпий СВСГ, ЦВСГ и УВГ представлен в таблицах 2.22-2.24. Энтальпии паров компонентов ЦВСГ, СВСГ и УВГ определили по графическим зависимостям [27].
Таблица 2.22 – Расчет энтальпии СВСГ при давлении 3,8-4,0 МПа в зависимости от температуры
Для ГСС t = 340 °С; находим α
α = 0,403·340 + 0,000405·3402 = 183,84.
Тогда энтальпия сырья
кДж/кг.Для ГПС t = 360 °С; находим α
α = 0,403·360 + 0,000405·3602 = 197,57.
Тогда энтальпия гидрогенизата
кДж/кг.Энтальпия газообразного сероводорода в зависимости от температуры приведена в таблице 2.21 [27].
Таблица 2.21
Энтальпия газообразного сероводорода при атмосферном давлении
| Температура, °С | Энтальпия, кДж/кг |
| 100 | 105 |
| 200 | 218 |
| 300 | 339 |
| 400 | 476 |
| 450 | 549 |
Энтальпию водородсодержащих и углеводородных газов определяют, как сумму произведений энтальпий компонента на их массовую концентрацию или как произведение средней теплоемкости смеси газов на соответствующую температуру. Среднюю теплоемкость смеси газов, например ЦВСГ, можно рассчитать по формуле
Ср.см.= Σ Срш·
, где Ср.см. – средняя теплоемкость смеси газов, кДж/(кг*оС);
Срш – средняя теплоемкость компонентов смеси газов при соответствующих температуре и давлении, кДж/(кг*оС);
– массовая доля компонентов смеси газов.Энтальпию водорода находим по формуле:
НН2= СН2·t,
где СН2– теплоемкость водорода, кДж/(кг*оС); t – температура, оС.
Среднюю массовую теплоемкость водорода принимаем 14,6 кДж/(К·°С) [27].
Расчет энтальпий СВСГ, ЦВСГ и УВГ представлен в таблицах 2.22-2.24. Энтальпии паров компонентов ЦВСГ, СВСГ и УВГ определили по графическим зависимостям [27].
Таблица 2.22 – Расчет энтальпии СВСГ при давлении 3,8-4,0 МПа в зависимости от температуры
| Компонент | Yi | Температура, °С | ||||||||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | |||||||||
| Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | |||||
| Водород | 0,9740 | 3650 | 3555,10 | 4380 | 4266,12 | 5110 | 4977,14 | 5840 | 5688,16 | |||
| Метан | 0,0154 | 1047 | 16,12 | 1172 | 18,05 | 1340 | 20,64 | 1545 | 23,79 | |||
| Этан | 0,0073 | 921 | 6,72 | 1050 | 7,67 | 1214 | 8,86 | 1380 | 10,07 | |||
| Пропан | 0,0019 | 879 | 1,67 | 1005 | 1,91 | 1183 | 2,25 | 1298 | 2,47 | |||
| Изо-бутан | 0,0011 | 837 | 0,92 | 963 | 1,06 | 1172 | 1,29 | 1089 | 1,20 | |||
| Н-бутан | 0,0003 | 795 | 0,24 | 921 | 0,28 | 1089 | 0,33 | 1010 | 0,30 | |||
| Итого | 1,0000 | - | 3580,78 | - | 4295,08 | - | 5010,50 | - | 5725,99 | |||
Таблица 2.23 – Расчет энтальпии ЦВСГ при давлении 3,8-4,0 МПа в зависимости от температуры
| Компонент | Yi | Температура, °С | |||||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | ||||||
| Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | ||
| Водород | 0,9511 | 3650 | 3471,52 | 4380 | 4165,82 | 5110 | 4860,12 | 5840 | 5554,42 |
| Метан | 0,0232 | 1047 | 24,29 | 1172 | 27,19 | 1340 | 31,09 | 1545 | 35,84 |
| Этан | 0,0165 | 921 | 15,20 | 1050 | 17,33 | 1214 | 20,03 | 1380 | 22,77 |
| Пропан | 0,0071 | 879 | 6,24 | 1005 | 7,14 | 1183 | 8,40 | 1298 | 9,22 |
| Изобутан | 0,0012 | 837 | 1,00 | 963 | 1,16 | 1172 | 1,41 | 1089 | 1,31 |
| Н-бутан | 0,0006 | 795 | 0,48 | 921 | 0,55 | 1089 | 0,65 | 1010 | 0,61 |
| Изопентан | 0,0002 | 753 | 0,15 | 879 | 0,18 | 1005 | 0,20 | 1047 | 0,21 |
| Н-пентан | 0,0001 | 753 | 0,08 | 865 | 0,09 | 984 | 0,10 | 1026 | 0,10 |
| Итого | 1,0000 | - | 3580,78 | - | 4295,08 | - | 5010,50 | - | 5726,07 |
Таблица 2.24 – Расчет энтальпии УВГ при давлении 3,8-4,0 МПа в зависимости от температуры
| Компонент | Yi | Температура, °С | |||||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | ||||||
| Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | Нi | Yi·Hi | ||
| Водород | 0,1751 | 3650 | 639,12 | 4380 | 766,94 | 5110 | 894,76 | 5840 | 1022,58 |
| Метан | 0,0613 | 1047 | 64,18 | 1172 | 71,84 | 1340 | 82,14 | 1545 | 94,71 |
| Этан | 0,2885 | 921 | 265,71 | 1050 | 302,93 | 1214 | 350,24 | 1380 | 398,13 |
| Пропан | 0,3281 | 879 | 288,40 | 1005 | 329,74 | 1183 | 388,14 | 1298 | 425,87 |
| Изобутан | 0,0668 | 837 | 55,91 | 963 | 64,33 | 1172 | 78,29 | 1089 | 72,75 |
| Н-бутан | 0,0581 | 795 | 46,19 | 921 | 53,51 | 1089 | 63,27 | 1010 | 58,68 |
| Изопентан | 0,0133 | 753 | 10,01 | 879 | 11,69 | 1005 | 13,37 | 1047 | 13,93 |
| Н-пентан | 0,0088 | 753 | 6,63 | 865 | 7,61 | 984 | 8,66 | 1026 | 9,03 |
| Итого | 1 | - | 1376,15 | - | 1608,59 | - | 1878,87 | - | 2095,68 |
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/133266