Улучшение качества всесезонного масла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ления.
Абсолютная критическая температура сырья определяется с использованием графика, представленного в [35]: Ткр = 693 К.
Приведенная температура: Тпр = (360 + 273)/693 = 0,913.
Критическое давление сырья вычисляем по формуле:
Где K - характеризующий фактор, равный:
Где Tср - средняя молекулярная температура кипения приблизительно равная температура выкипания 50% об. фракции при разгонке на аппарате Энглера ( 276 єС). Тогда:
Приведенное давление Рпр равно:
Для найденных Тпр и Pпр находим из [35] поправку для энтальпии паров: DIM/T = 16,760, откуда DI = 16,76633/195,81 = 54,180 кДж/кг.
Энтальпия сырья с поправкой на давление равна I360 = 1050 - 54,18 = 995,82 кДж/кг;
Теплоемкость сырья с поправкой на давление равна сс = 995,82/360 = 2,766 кДж/(кгК).
Средняя теплоемкость реакционной смеси составляет:
Используя ранее выведенное уравнение, находим температуру газопродуктовой смеси на выходе из реактора:
t = t0 + (QS + Qн)/(G ) = 360 + (1 112,2 + 19 453,55)/(119,73,2) 414 єС.
Как видно, при больших тепловых эффектах, вследствие гидрирования ароматических углеводородов, без учета теплопотерь во внешнюю среду, градиент температур в реакторе достигает 54 єС, что способствует усилению нежелательных вторичных реакций расщепления углеводородов и сокращению диапазона варьируемых температур по мере отработки катализатора. В этом случае экзотермический характер превращений требует отвода теплоты из зоны реакции, который может быть осуществлен подачей в систему части холодного циркуляционного водородсодержащего газа. Расход холодного ЦВСГ можно подобрать таким, чтобы он частично компенсировал тепловой эффект реакции, обеспечивая повышение температуры по слою не более чем на 25 єС. Главным условием здесь является то, чтобы входящий через боковой патрубок циркуляционный газ эффективно был распределен по всему объему катализатора. Для этого наиболее подходящим конструктивным решением будет являться выбор секционированного реактора, а холодный циркуляционный водородсодержащий газ в качестве хладагента будет направляться между секциями.
Поступающий с очистки ЦВСГ имеет температуру tо.г. = 25 єС. Теплоемкость газа при данной температуре:
со.г. = 14,4150,192 + 2,2370,427 + 1,7570,201 + 1,6710,103 + 1,6860,077 = 4,378 кДж/(кгК)
Рассчитаем его расход, не изменяя общего расхода ЦВСГ, а взяв какую-то его часть на охлаждение смеси. Принимая за X - искомый расход квенчинг-газа, уравнение материального баланса запишется следующим образом:
Задавая температуру на выходе из реактора t = 360 + 25 = 385 єС, подставив исходные данные и после некоторых преобразований получаем уравнение с одной переменой:
Откуда Х = 5,95 кг (на 100 кг сырья). Таким образом, в реактор вместе со 100 кг сырья поступает 19,17 - 5,95 = 13,22 кг водородсодержащего газа, а 5,95 кг подается при температуре 25 єС через патрубок в межсекционное пространство на охлаждение реакционной смеси до температуры 385 єС.
7.3 Расчет объема катализатора
Основным уравнением для расчета объема катализатора 1 секции является уравнение [35]:
Где GV - объемный расход сырья, м3/ч;
k - константа скорости реакции;
n - порядок реакции;
S0, Sк - начальное и конечное содержание серы, % (масс.).
Однако, информация о кинетических константах (k, Ea) не всегда известна и для их получения необходимо проводить дополнительные исследования. В большинстве случаев для катализаторов часто бывает известна другая величина, являющиеся относительной и отражающей их активность. Такой величиной служит объемная скорость подачи сырья w (ч-1), равная отношению объема жидкого сырья, поступающего в реактор в 1 час GV (м3/ч) к объему катализатора Vк (м3), считая по насыпной плотности. Оставляя производительность GV установки прежней, можно найти объем катализатора Vк при известной скорости подачи w по формуле:
Искомый объем 1 секции будет равен:
Поскольку реактор секционирован на 2 секции, объем катализаторного пространства будет удвоен и равен Vк = 5.7832 ? 12 м3
7.4 Расчет диаметра реактора и высоты слоя катализатора
По найденному значению Vк вычислим геометрические размеры реактора гидроочистки. Для цилиндрической формы реактора примем отношение высоты к диаметру равным 4:1 или H = 4D. Тогда:
Внутренний диаметр реактора равен:
Согласно ГОСТ 9617-76 внутренний диаметр сосуда или аппарата, изготовляемого из стальных листов или поковок, должен быть выбран из следующего ряда: …(1300), 1400, (1500), 1600, (1700),… Таким образом, наиболее приближенным диаметром стандарта к расчетному диаметру будет являться Ш1600 мм. При этом пересчет на высоту даст:
7.5 Расчет потери напора в слое катализатора и времени
пребывания сырья в реакторе
Потерю напора в слое катализатора вычисляют по формуле [35]:
Где ? - порозность слоя;
u - линейная скорость движения потока, фильтрующегося через слой катализатора, м/с;
? - динамическая вязкость, Пас