продолжение таблицы 3.1.1.

1	2	3	4	5
2	Свежий водород- содержащий газ	СТП 019902-401139-2000	1. Плотность, кг/нм3	Не нормируется. Определение обязательно
			2. Содержание, % об., водорода, не менее углеводородов сероводорода, не более	75 Не нормируется. Определение обязательно. 0.05
			3. Содержание влаги, ppm об., не более	50 *)
	Изготовляемая			Н о р м а
	продукция			Ги-дро-очи-щен-ный ком-по-нент	Гидро- очищенный компонент с депрес- сорной присадкой	Облег-ченный гидро- очищенный компонент с депрес- сорной присадкой
3	Гидроочищенный	СТП-019902-	1. Плотность при 20С, кг/м3, не более	860	860	840
	компонент дизель-	401136-2000	2. Фракционный состав
	ного топлива		начало кипения, С	Не нормируется, определение обязательно
			50% перегоняется при температуре, С, не выше	280
			96% перегоняется при температуре, С, не выше	360	360	340
			3. Содержание серы, %масс, (ppm), не более	0.05 (500)
			4. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, С, не ниже	62	62	40
			5. Температура застывания, С, не выше	Минус 10 (сезонно)	Минус 25 (факультативно)	Минус 35 (факультативно)
			6. Предельная температура фильтруемости, С, не выше	Минус 5 (сезонно)	Минус 15 (факультативно)	Минус 25 (факультативно)
			7. Температура помутнения, С, не выше	-	Минус 5 (факультативно)	-
			8. Коэффициент фильтруемости, не более	-	3.0	-

Примечания:

Допускается выработка гидроочищенного компонента с температурой застывания не выше 0С (без определения температуры фильтруемости) при минимальной температуре воздуха не ниже 5С.

Для облегченного гидроочищенного компонента с депрессорной присадкой температура вспышки для дизелей общего назначения - не ниже 35С.

продолжение таблицы 3.1.1.

1	2	3	4	5
4	Бензиновая фракция (бензин-отгон из Е-102)	СТП 019902-401137-2000	1. Фракционный состав: Температура начала кипения,	Не нормируется, определение обязательно
			10% перегоняется при температуре, С,	-"-
			50% перегоняется при температуре, С,	-"-
			90% перегоняется при температуре, С,	Не нормируется, определение обязательно
			конец кипения, С, не выше	185
			2.Содержание серы, % масс, (ppm), не более	0.002 (20)
			3. Содержание сероводорода, % масс., не более	0.28 (факультативно)
5	Водородсодер-жащий газ (отдув)	СТП 019902-401138-2000	1. Плотность при 20С, кг/м3 2. Содержание, % об., водорода, не менее сероводорода, не более	Не нормируется, определение обязательно. 75 0.1
6	Насыщенный раствор моноэта-ноламина (МЭА)	СТП 019902- 401117-2001	1.Содержание сероводорода, % вес., не более. 2. Содержание моноэтаноламина, %, вес, не более	2.7 Не нормируется, определение обязательно.
7	Углеводородный газ установки гидроочистки дизельного топлива (очищенный углеводородный газ).	СТП 019902- 401141-2000	1. Плотность при 20С, кг/м3 2. Содержание, % об. водорода, не более сероводорода, не более углеводородов	Не нормируется, определение обязательно. 30 0.1 Не нормируется, определение обязательно
	Катализаторы фирмы "UOP"
8	Катализатор Юниофайнинг N-108	Гигиеническое заключение на продукцию, товар № 77.01.03.025.П.18650.05.9 от 06.05.99	Внешний вид. Насыпная плотность, кг/м3, при уплотненной загрузке, кг/м3. Температура плавления, С Химический состав, % масс.: оксид алюминия; трехокись молибдена; диоксид кремния; окись кобальта. Форма. Длина. Диаметр 1 Диаметр 2 Прочность фунты/мм, не менее Истирание, % вес., не более	Голубые гранулы 641 753 795 6595 222 10 6 четырехлистник 2.56 мм 1.01.4 мм 1.21.6 мм 3 3
9	ТК-10	Гигиеническое заключение на продукцию, товар № 77.01.03.025.П.33295.09.9 от 06.09.99 г.	Содержание окиси магния, % вес. Насыпной вес, кг/м3. Диаметр, мм Форма	2535 806 16 таблетка
10	ТК-550	Гигиеничес-кое заключение на продукцию, товар № 77.01.03.025.П.18650.05.9 от 06.05.99 г.	Окись кобальта, % вес. Триокись молибдена, % вес. Диаметр, мм Форма. Насыпной вес, кг/м3	2-5 12-17 4.8 кольцо 561
11	Метилдисульфид (диметилдисульфид) фирма разработчик - Occupational Health Servicas Ltd, USA	Паспорт безопасности продукции	Концентрация, %, масс. Внешний вид Температура кипения,С Температура плавления, С Удельный вес, кг/м3 Растворимость в воде Растворимость в растворителях Давление насыщенных паров, мм.рт.ст. при 25С Плотность паров, кг/нм3	100 жидкость с неприятным запахом 116 -85 1046 нерастворим растворяется в спиртах 28.6 3.24
12	Ингибитор коррозии ЕС 1021В Фирма производитель Nalco Chemical Ges.m.b.H	Паспорт безопасности продукции	1. Внешний вид. 2. Плотность при 20С, кг/м3. 3. Вязкость при 20С, сП. 4. Температура вспышки, С.	Жидкость коричневого цвета. 930 17 61
13	Депрессорная присадка "Керофлюкс ES6100" Фирма производи-	Сертификат качества фирмы	1. Плотность при 20С, г/см3, в пределах 2.Вязкость при 50С, мм2/с 3. Температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже	0.90-0.92 50-80 61
	тель - “Basf”
14	Депрессорная присадка "Додифлоу 4273"	Сертификат качества фирмы "Clariant"	1. Плотность при 20С, г/см3, в пределах 2. Цвет, визуально Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, С, не ниже. Вязкость при 60С, мм2/с, в пределах. Температура застывания, С, не выше	0.88-0.92 от молочно-белого до желтоватого. 55 80-200 плюс 21
15	20% раствор, едкого натра	СТП Предприятия	Концентрация NaOH, %, масс.	20.0
16	Охлаждающая жидкость - керосиновая фракция.	ГОСТ 10227-86 изм.1-3	1. Плотность при 20С, кг/м3, не менее. 2. Фракционный состав, С: НК% об. 50%, не выше 98%, не выше 3. Кинематическая вязкость, сст: при 20С, не менее при минус 40С, не более	780 150 195 250 1.30 8
17	Азот технический газообразный	ГОСТ 9293-74 изм.1-3	Объемная доля азота, %, не менее Объемная доля кислорода, %, не более	99.6 0.4
18	Воздух технический для КИПиА (I класс загрязненности)	ГОСТ 17433-80 изм.1	Размер твердой частицы, мкм, не более. Содержание посторонних примессей, мг/м3, не более: твердых частиц воды и масел	5 1 не допускается
19	Технический воздух	-	Не нормируется	-
20	Дымовые газы установки гидроочистки дизельного топлива	СТП 019902-401142-2000	Содержание оксида углерода, % об., не более. Коэффициент избытка воздуха, %, не более. Сумма двухатомных газов RO2, % об., не менее. КПД печи, %, не менее П-101 и П-102. Содержание кислорода, % об., не более	0.1 1.5 9.4 82 4

3.2 Проектное решение

Выбор технологической схемы установки гидроочистки определяется следующими основными факторами:

-обеспечением условий работы катализатора;

-минимальным расходом водорода на реакцию;

-получением продукта требуемого качества;

-утилизацией тепла;

-обеспечением охраны окружающей среды.

По исходным данным, полученным от фирмы "UOP", катализатор N-108 для обеспечения глубины обессеривания дизельной фракции 190-360⁰С до 0,05% масс. работает в достаточно жестких условиях: парциальное давление водорода перед реактором должно быть не менее 20 кгс/см² и циркуляция 100% водорода не менее 177 нм³/м³ сырья.

Свежий водородсодержащий газ содержит не менее 75% об. водорода. В связи с этим возникает необходимость максимального концентрирования водорода в циркуляционном тракте установки, поэтому выбрана схема подачи свежего водородсодержащего газа перед аппаратами воздушного охлаждения газопродуктовой смеси, что способствует концентрированию в циркуляционном водородсодержащем газе водорода 1-1,5% об. и увеличению парциального давления водорода в системе. Для экономии потребления свежего водородсодержащего газа отдув избыточного газа сделан минимально возможным.

Для получения стабильного продукта с требуемой температурой вспышки и отсутствием содержания сероводорода применена схема стабилизации с низким давлением и подводом тепла в куб колонны через печь стабилизации. Такая стабилизация обеспечивает необходимую гибкость работы в зависимости от качества исходного сырья и гарантирует качество товарного продукта.

Утилизация тепла горючих потоков традиционна. Утилизируется тепло газопродуктовой смеси и тепло потока стабильного гидрогенизата для нагрева соответственно, газосырьевой смеси и нестабильного гидрогенизата.

Для исключения выделения сероводорода в окружающую среду применена очистка от сероводорода всех газовых потоков установки 15% раствором моноэтаноламина.

С целью уменьшения выделения вредных веществ в атмосферу в емкости-тостойнике Е-101 предусмотрена ''подушка'' топливном газом или азотом со сбросом на факел.

Для защиты оборудования от сероводородной коррозии в технологической схеме предусматривается узел приготовления и подачи 2-х% раствора ингибитора коррозии типа ''NaLCO 5186''.

Для отмывки трубных пучков от отложений солей аммония, в схеме предусматривается подача конденсата водяного пара в трубопровод перед аппаратом воздушного охлаждения газопродуктовой смеси.

С целью снижения расхода водяного пара на обогрев аппаратов и трубопроводов, а также для улучшения экологического состояния установки применяется электрообогрев с помощью электрокабелей фирмы ''Raychem''.

Для получения дизельного топлива зимнего на установке гидроочистки предусмотрен узел раскачки и подачи депрессорной присадки типа ''Керофлюкс''.

3.3 Описание технологической схемы основной стадии цеха

Сырье - смесь дизельных фракций с установок ЭЛОУ-АВТ из промпарка поступает на установку в емкость-отстойник Е-1.

Для создания постоянного подпора у сырьевых насосов Н-1/1,2, в емкости Е-1 поддерживается избыточное давление 0,8-1 кгс/см², создаваемое топливным (углеводородным) газом.

Емкость Е-1 обеспечивает 20 - минутный запас сырья и отстой воды с последующим отводом ее по уровню в промканализацию (К-3).

Сырье, из емкости Е-1 забирается сырьевыми насосами Н-1/1,2 и подается в тройник смешения на смешение с циркуляционным водородсодержащим газом, нагнетаемым поршневыми компрессорами ПК-1/1,2.

Для поддержания необходимой концентрации водорода в циркуляционном газе предусмотрена подача свежего водородсодержащего газа перед аппаратами воздушного охлаждения ХВ-1/1,2 (основная подача) или на прием компрессоров ПК-1/1,2 перед сепаратором циркуляционного газа С-3.

Газосырьевая смесь с давлением 46-44,5 кгс/см² и температурой 40-70С направляется в межтрубное пространство сырьевых теплообменников Т-1/1,2, где нагревается до температуры 258-300С (начало цикла), 314-324 С (конец цикла) за счет тепла газопродуктовой смеси, поступающей из реактора Р-1 в трубное пространство теплообменников.

Из сырьевых теплообменников газосырьевая смесь поступает на нагрев в реакторную печь П-1. В печи П-1 газосырьевая смесь нагревается до температуры реакции 300-350С (начало цикла), 381-388 С (конец цикла) и с давлением 35-41 кгс/см² поступает в реактор Р-1.

В реакторе Р-1 на катализаторе N-108 фирмы "UOP" происходит глубокое гидрообессеривание исходной смеси дизельных фракций, удаление азот- и кислородосодержащих веществ с образованием сероводорода, аммиака и воды.

Газопродуктовая смесь с температурой 305-357С (начало цикла),381-388^оС (конец цикла) и с давлением 35-38,5 кгс/см² поступает в трубное пространство сырьевых теплообменников Т-1/1,2, где охлаждается газосырьевой смесью до температуры 120-165С и далее направляется в аппараты воздушного охлаждения ХВ-1/1,2. После аппаратов воздушного охлаждения газопродуктовая смесь с температурой 55-60С поступает в водяной холодильник Х-1, где охлаждается оборотной водой до температуры 30-50С и поступает в сепаратор высокого давления С-1.

В сепараторе С-1 при давлении 31-35.5 кгс/см² и температуре 30-50С происходит разделение циркуляционного водородсодержащего газа и нестабильного гидрогенизата.

Циркуляционный газ из сепаратора С-1 направляется в абсорбер высокого давления К-2 на очистку от сероводорода регенерированным 12-15% водным раствором моноэтаноламина (МЭА).

Очищенный циркуляционный водородсодержащий газ через сепаратор циркуляционного газа С-3 поступает на прием компрессоров ПК-1/1,2.

Унесённый из абсорбера К-2 с водородсодержащим газом раствор моноэтаноламина отделяется в сепараторе С-3.

Нестабильный гидрогенизат из сепаратора высокого давления С-1 выводится в сепаратор низкого давления С-2.

В сепараторе низкого давления С-2, при давлении 5,0-6.5 кгс/см² и температуре 30-50С из нестабильного гидрогенизата выделяются растворенные углеводородные газы и направляются на очистку от сероводорода в абсорбер.

Нестабильный гидрогенизат из сепаратора низкого давления С-2 поступает в трубное пространство теплообменника стабилизации Т-2, где нагревается теплом стабильного гидрогенизата, поступающего от насосов Н-3/1,2.

В стабилизационной колонне К-1 происходит отпарка из нестабильного гидрогенизата растворенных углеводородных газов, сероводорода, бензина и воды.

Пары бензина, воды и углеводородный газ выводятся из колонны К-1 с температурой не выше145°С в воздушный холодильник-конденсатор ВХК-2, где пары конденсируются и охлаждаются до температуры 55- 60С.

Из воздушного холодильника-конденсатора ВХК-2 пары верхнего продукта поступают в водяной холодильник Х-2, откуда с температурой не выше 45С направляются в емкость орошения Е-2.

Температурный режим верха колонны К-1 обеспечивается подачей острого орошения с температурой не выше 45С на тарелку № 1. В качестве орошения используется часть бензин- отгона, который подается насосами Н-2/1,2 на тарелку №1.

Из куба колонны К-1 с температурой 280-310°С выводится стабильный гидрогенизат, часть которого по линии нагнетания насосов Н-3/1,2 поступает в печь П-2, где нагревается до температуры 345-350С и в виде "горячей струи" возвращается в куб колонны для ввода недостающего тепла. Балансовый избыток стабильного гидрогенизата направляется в теплообменник стабилизации Т-2 для нагрева нестабильного гидрогенизата.

Из теплообменника Т-2 стабильный гидрогенизат с температурой 120-165С поступает на охлаждение в аппараты воздушного охлаждения ХВ-3/1,2, где охлаждается до температуры 45-55С.

После аппаратов воздушного охлаждения стабильный гидрогенизат с температурой 45-55С выводится с установки как компонент топлива дизельного экологически чистого марки ДЛЭЧ (летнее), или как гидроочищенный компонент дизельного топлива.

В емкости орошения Е-2 происходит разделение углеводородного газа, бензина и воды. Часть бензиновой фракции (бензин-отгона) подается на орошение в колонну К-1, балансовое количество бензин-отгона выводится на установку переработки непредельных углеводородов №150 или установки термического крекинга, с давлением не более 4 кгс/см².

3.4 Нормы технологического режима и метрологического обеспечения основной стадии

Нормы технологического режима и метрологического обеспечения основной стадии. Таблица 3.4.1.

№ п/п	Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима	Номер позиции прибора	Единица измерения	Допускаемые пределы технологических параметров	Требуемый класс точности измерительных приборов	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
	Цикл реакции
1	Подача сырья на установку	FRCAL-5	м3/ч	128230	0.5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация
2	Свежий водородсодержащий газ на установку: - расход; - концентрация водорода	FRCAL-13	нм3/ч % об.	19004000 не ниже 75	0.5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация
3	Циркуляционный водородсодержащий газ от ПК-1/1,2: - расход; - концентрация водорода; - содержание сероводорода; - кратность к сырью	FRAL-7	нм3/ч % об. нм3/ Объем сырья	2232040920 не ниже 75 не более 0.1 не менее 177	0.5	Показание Регистрация Сигнализация
4	Реактор Р-1
	- температура на входе газосырьевой смеси (ГСС)	TRCAH-14	С	Начало цикла 300350, конец цикла 350380	0,5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация
	- температура на выходе газопродуктовой смеси (ГПС)	TRAH-21	С	Начало цикла 352357, конец цикла 381388	1	Показание Регистрация Сигнализация
	- давление на выходе	PRCASL-20	кгс/см2	35.538.5	0.5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация Блокировка
	- перепад давления	PdRAH-19	кгс/см2	не более 2.0	0.5	Показание Регистрация Сигнализация
	- допустимый перепад температуры	TRCAH-14 TRAH-21	С	не более 20	0,5 1	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация Показание Регистрация Сигнализация
	- объемная скорость подачи сырья		час-1	2,44,2
5	Теплообменник сырьевой Т-1/1,2. Температура Трубное пространство (ГПС) Вход Выход Межтрубное пространство (ГСС) вход	TR-12-1 TR-12-2 TR-12-3	С С С	начало цикла 305357, конец цикла 381388 120165 4070	1 1 1	Показание Регистрация Показание Регистрация Показание Регистрация
	Выход	TR-12-4	С	Начало цикла 258300, конец цикла 314324	1	Показание Регистрация
6	Сепаратор высокого давления С-1: - температура;	TRC-22	С	3050	0,5	Показание Регистрация Регулирование
	- давление;	PRCASL-30	кгc/см2	3135.5	0,5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация Блокировка
	- расход нестабильного гидрогенизата	FRC-27	м3/ч	131240	0,5	Показание Регистрация Регулирование
7	Сепаратор низкого давления С-2: - давление;	PRC-31	кгс/см2	5,06,5	0.5	Показание Регистрация Регулирование
	- расход углеводородного газа;	FR-32	нм3/ч	300960	0.5	Показание Регистрация Регулирование
	- расход нестабильного гидрогенизата	FRC-34	м3/ч	130240	0.5	Показание Регистрация Регулирование
8	Колонна стабилизации К-1: - температура верха	TR-44	С	не более 145	1	Показание Регистрация
	низа	TRCAH-41	С	280310	0,5	Показание Регистрация Регулирование Сигнализация
	питания	TR-44	С	не выше 225	1	Показание Регистрация
	орошения	TRC-50	С	не выше 45	0,5	Показание Регистрация Регулирование
	- давление: верха	PIASHL-45	кгс/см2	0,81,4	0.5	Показание Регистрация Сигнализация Блокировка
	низа	PI-43	кгс/см2	0,91.5	0.5	Показание
	- расход орошения	FRC-46	м3/ч	220	0.5	Показание Регистрация Регулирование
	- количество "горячей струи" в П-2 от Н-3/1,2; - количество ингибитора коррозии шлемовую трубу	FR-47 -	м3/ч л/ч	170312 10-50	0.5 -	Показание Регистрация Ингибитор коррозии подается насосом-дозатором
9	Теплообменник стабилизации Т-2. Температура: - трубное пространство (нестабильный гидрогенизат): Вход выход	TR-40-1 TR-40-2	С С	3050 185225	1 1	Показание Регистрация Показание Регистрация
	- межтрубное пространство (стабильный гидрогенизат): вход выход	TR-40-3 TR-40-4	С С	280310 120165	1 1	Показание Регистрация Показание Регистрация
10	Емкость орошения колонны стабилизации Е-2: - температура, - давление,	TRC-50 PRCASL-51	С кгс/см2	не выше 45 0.551.1	0,5 0.5	Показание Регистрация Регулирование Показание Регистрация Регулирование
11	Абсорбер очистки циркуляционного газа К-2: - давление куб - температура куб - количество раствора МЭА	PI-58c TR-35 FRCAL-38	кгс/см2 С м3/ч	3135.5 4060 10.820	0.5 1 0.5	Показание Показание Регистрация Показание Регистрация Регулирование Сигнализация
	- концентрация сероводорода в очищенном газе	-	% об.	не более 0.1	-	Лабораторный анализ
12	Температура гидро- очищенного компонента дизельного топлива на выходе из ХВ-3/1,2	TRC-48	С	4555	1	Показание Регистрация Регулирование
13	Компрессор водородсодержащего газа ПК-1/1,2: - давление всасывания нагнетания - температура всасывания нагнетания -производительность водородсодержащего газа	PR-11 PR-10 TR-9-2 TR-9-1 FRAL-7	кгс/см2 кгс/см2 °С °С нм3/ч	31.535.5 (1315)* 4146 (1821) 3045 6583 2232040920 (890015730)	0.5 0.5 1 1 0.5	Показание Регистрация Показание Регистрация Показание Регистрация Показание Регистрация Показание Регистрация Сигнализация

Примечание: * в скобках приведен цикл регенерации

Спецификация технологического оборудования

Таблица 3.4.2.

№№ п/п	Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение)	Номер позиции по схеме, индекс	Коли- черство, шт.	Материал	Техническая характеристика
1	2	3	4	5	6
1	Реактор гидроочистки. Тип: по чертежу фирмы "Хеопс", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 28134	Р-1	1	Сталь 12МХ+ 08Х18Н12Б	Диаметр - 3800 мм Высота - 12900 мм Давление, кгс/см2 (изб.) Режим реакции: рабочее - 38 расчетное - 48.3 Режим регенерации: рабочее - 20 Температура, С. Режим реакции: рабочая - 340380 расчетная - 480 Режим регенерации: рабочая - 426 Катализатор - N108 фирмы "UOP" Масса - 33320 кг Катализатор - ТК-550 фирмы "UOP" Масса - 850 кг Катализатор ТК-10 фирмы "UOP" Масса - 1210 кг
					Фарфоровые шары: диаметр - 3 мм объем - 1.6 м3 масса - 2400 кг диаметр - 6 мм объем - 1.6 м3 масса - 2700 кг диаметр - 19 мм объем - 4.3 м3 масса - 5500 кг
2	Колонна стабилизации. Тип: по чертежу 1997-К-026ВО	К-1	1	Верх сталь 09Г2С сталь 08Х13. Низ сталь 09Г2С	Диаметр - 1400/3200 мм Высота - 28000 мм Объем - 186 м3 Давление, кгс/см2 (изб.): рабочее - 1.6 расчетное - 4.6 Температура, С Рабочая: верх - 140; низ - 291 расчетная - 310 Число тарелок, штук: верх - 6 - однопоточные низ - 17 - двухпоточные Тип тарелок - клапанные фирмы "Зульцер-Метава"
3	Абсорбер очистки циркуляционного газа. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 28893	К-2	1	Сталь 16ГС	Диаметр - 2000 мм Высота - 28580 мм Объем 90 м3 Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 35.0 расчетное - 48.3 Температура, С рабочая - 50 расчетная - 60 Число тарелок, штук - 24 Тип тарелок - S-образные Электрообогрев
4	Сепаратор высокого давления. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 29143	С-1	1	Сталь 16ГС	Объем - 50 м3 Диаметр внутренний - 2910 мм Высота 10000 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 35 расчетное - 48.3 Температура, С рабочая - 40 расчетная - 100 Электрообогрев
5	Сепаратор низкого давления. Тип: по чертежу 1997-С-029ВО	С-2	1	Сталь 09Г2С, стали 12Х18Н10Т, стали 10, 25, 25СТ3ПС4	Объем - 32 м3 Диаметр - 2400 мм Длина - 7340 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 6.0 расчетное - 9.0 Температура, С рабочая - 40 расчетная - 100 Электрообогрев
6	Сепаратор циркуляционного газа. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 29498	С-3	1	Сталь 16ГС	Объем - 6.5 м3 Диаметр внутренний - 1172 мм Высота - 7100 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 35 расчетное - 48.3 Температура, С: рабочая - 48 расчетная - 100 Электрообогрев
7	Сепаратор насыщенного раствора МЭА. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 29432	С-4	1	Сталь 16ГС	Объем - 50 м3 Диаметр внутренний- 3000мм Высота - 10850 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 6.0; расчетное - 9.0 Температура, С рабочая - 50; расчетная - 100
					Температура, С Режим реакции: сепаратор - 40 змеевик - 388-40 корпус - 25-40 Режим регенерации: сепаратор - 40 змеевик - 426-40 корпус - 25-40
9	Емкость-отстойник. Тип: по чертежу 1997-Е-028ВО	Е-1	1	Сталь 09Г2С	Объем - 80 м3 Диаметр - 3000 мм Длина 11450 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 1.0 расчетное - 4.0 Температура, С рабочая - 4070 расчетная - 100 Электрообогрев
10	Емкость орошения стабилизационной колонны К-101. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер № 29495	Е-2	1	Сталь 09Г2С	Объем - 32.4 м3 Диаметр - 2400 мм Длина - 7650 мм Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 0.8 расчетное - 4.6 Температура, С рабочая - 40 расчетная - 90 Электрообогрев
11	Теплообменник сырьевой для нагрева газосырьевой смеси. Тип: по типу 1000ТП-УКЭ-6.3-Б2-У-И 20-6-2 по ТУ 26-02-1062-88 изм.4	Т-1/1 Т-1/2	2 сдво-енных	Корпус - сталь 12ХМ+ 08Х18Н10Т трубки- сталь 08Х18Н10Т	Поверхность теплообмена - (354х2)х2 м2 Диаметр - 1000 мм Длина трубок - 6000 мм Давление, кгс/см2 (изб.) в трубках: режим реакции: рабочее - 38.0 расчетное - 48.3 режим регенерации - 17 в корпусе: режим реакции: рабочее - 44.0 расчетное - 48.3 режим регенерации - 22 Температура, С в трубках: режим реакции: рабочая - 388-160 расчетная - 430 режим регенерации - 426-280 в корпусе: режим реакции: рабочая 45 - 280/324 расчетная - 430 режим регенерации рабочая 110-245
12	Теплообменник стабилизации для нагрева нестабильного гидрогенизата. Тип: 1000ТП-УКЭ-2.5-Б2 У-И 20-6-4 по ТУ 26-02-1062-88 изм.4	Т-2	1 сдво- енный	Корпус - сталь 16ГС +12Х18Н10Т Трубки - 08Х18Н10Т	Поверхность теплообмена - 337х2 м2 Диаметр - 1000 мм Длина трубок - 6000 мм Давление, кгс/см2 (изб.) в трубках: рабочее - 6.0 расчетное - 9.0 в корпусе: рабочее - 8.8 расчетное - 19.0 Температура, С в трубках: рабочая - 40-190 расчетная - 220 в корпусе: рабочая 291-160 расчетная - 310
13	Холодильник газо-продуктовой смеси для охлаждения газопродук-товой смеси. Тип: 1000ХПГ-УКЭ-6.3-М12 У 25-6-4 по ТУ 26-02-1062-88 изм.4	Х-1	1 сдво- енный	Корпус - сталь 16ГС Трубки - сталь 08Х22Н6Т	Поверхность теплообмена - 270х2 м2 Диаметр - 1000 мм Длина трубок - 6000 мм Давление, кгс/см2 (изб.) в трубках: рабочее - 3.0 расчетное - 10.0 в корпусе: цикл реакции: рабочее - 36.0 расчетное - 46.2
					Температура, С в трубках: рабочая - 2840 расчетная - 100 в корпусе: цикл реакции: рабочая 5545 расчетная - 100
14	Холодильник-конденсатор колонны К-101 для охлаждения верхнего продукта колонны К-101. Тип: по чертежу фирмы "Хепос", г. Брно, Чехия. Заводской номер " №30797	Х-2	1 сдво- енный	Корпус - сталь 16ГС Трубки - сталь 10	Поверхность теплообмена - 105х2 м2 Диаметр - 600 мм Длина трубок - 6000 мм Давление, кгс/см2 (изб.) в трубках: рабочее - 3.0 расчетное - 5.0 в корпусе: рабочее - 1.6 расчетное - 4.6 Температура, С в трубках: рабочая - 2840 расчетная - 60 в корпусе: рабочая - 5545 расчетная - 80
15	Воздушный холодильник газопродуктовой смеси с двумя вентиляторами на каждом аппарате. Тип: по чертежу фирмы "GEA", Великобритания. Чертеж 19757-11А Rev.5	ХВ-1/1 ХВ-1/2	2	Трубки - сталь 10Х17Н13М2Т Крышки - сталь 09Г2С-7	Поверхность по оребрению - 18274 м2 Давление, кгс/см2 (изб.) Цикл реакции: рабочее - 37.0 расчетное - 48.3 Цикл регенерации - 16.0 Температура, С Цикл реакции: рабочая - 160-55 расчетная - 200
					Цикл регенерации: рабочая 8055 В комплекте: - привод с электродвигателем LOHER-DNGW-20d B-04-30KW Исполнение 1ExdIICT3 Мощность 30 кВт, 380 В, 1500 об/мин.; - жалюзи с пневмоприводом.
16	Воздушный конденсатор- холодильник колонны К-101 с тремя вентилято-рами. Тип: по чертежу фирмы "GEA", Великобритания, чертеж 19758-11А, Rev.5	ВХК-2	1	Трубки - латунь ЛАМШ 77-2-0.05 Крышки - сталь 09Г2С-7	Поверхность по оребрению - 2328 м2 Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 1.6 расчетное - 4.6 Температура, С рабочая - 14060 расчетная - 170 В комплекте: - привод с электродвигателем LOHER-DNG-132SB-0.4-5KW Исполнение 1ExdIIBT3 Мощность 5.5 кВт, 380 В, 1500 об/мин.; - жалюзи с пневмоприводом.
17	Воздушный холодильник стабильного дизельного топлива. Тип: по чертежу фирмы "GEA", Великобритания, чертеж 19759-11а, Rev.5	ХВ-3/1 ХВ-3/2	2	Трубки - стали 10, 20 Крышки - сталь 09Г2С-7	Поверхность по оребрению - 18134 м2 Давление, кгс/см2 (изб.) рабочее - 7.0 расчетное - 14.3 Температура, С рабочая - 16050 расчетная - 190
					В комплекте: - привод с электродвигателем LOHER-DNGW-180LB-04-22KW Исполнение 1ExdIIBT3 Мощность 22 кВт, 380 В, 1465 об/мин.; - жалюзи с пневмоприводом.
18	Компрессор поршневой водородсодержащего газа. Тип: 2В1+BL. Заказывается по импорту. Фирма "Peter Brotherhood Ltd", Великобритания	ПК-1/1 ПК-1/2	2	-	Производительность - 37200 нм3/час Давление, кгс/см2 (абс.) Режим реакции: всасывания - 36.0 нагнетания - 47.0 режим регенерации: всасывания - 15.0 нагнетания - 22.0 Температура всасывания, С 540 Температура нагнетания, С: Режим реакции: - рабочая - 65 - расчетная - 69
					Режим регенерации: - рабочая - 95 - расчетная - 98 В комплекте: - электродвигатель асинхронный исполнения IIС-Т3, мощность - 620 кВт напряжение - 6000 В, число оборотов в минуту - 375
19	Насос сырьевой. Тип: НПС-200-700-Г-1б-С-УСГ90	Н-1/1,2	2	Углеродистая сталь	Производительность - 210 м3/час Напор - 565 м.ст.ж. (46.3 кгс/см2) В комплекте: Электродвигатель типа ВА02-560-500-2У2. Исполнение 1ExdIIВТ4.
					Мощность - 500 кВт, число оборотов в минуту - 3000, напряжение - 6000 В.
20	Насос подачи раствора МЭА в абсорбер К-102. Тип: SUNDYNE исполнение LMV-312. Заказ по импорту фирма "Sundstrand", Франция	Н-2/1,2	2	Нержавеющая сталь	Производительность - 20 м3/час Напор - 433 м.ст.ж. (43.3 кгс/см2) В комплекте: Электродвигатель типа Thomas 263ДВZ. Исполнение ЕExdIIСТ4. Мощность - 75 кВт. Число оборотов в минуту - 2960, напряжение - 380 В
21	Насос откачки стабильного дизельного топлива из колонны К-101. Тип: НКВ 600/125-В-а-С-УСГ70 У2	Н-3/1,2	2	Углеродистая сталь	Производительность - 560 м3/час Напор - 130 м.ст.ж. (6.4 кгс/см2) В комплекте: Электродвигатель типа ВА02-450М2. Исполнение 1ExdIIBT4 Мощность - 250 кВт. Число оборотов в минуту - 3000, напряжение - 6000 В
22	Трубчатая печь реакторная. Тип: вертикально-цилиндрическая. Технический проект фирмы "Kvaerner Heurtey" (Франция)	П-1	1	Продуктовый змеевик 08Х18Н10Т	Габариты печи: Диаметр - 6.11 м Высота - 18.64 м Змеевик - 4-х поточный из труб 159х6 мм. Количество труб: - секция радиации - 56; - секции конвекции - 44. Поверхность нагрева: - секции радиации - 279 м2 - секции конвекции - 960.4 м2. Теплопроизводительность - 11.66 млн.ккал/ч. Температура продукта, С: Режим реакции: вход: - рабочая - 258324 - расчетная - 456 выход: - рабочая -300381 - расчетная - 456. Режим регенерации: вход: - рабочая - 245 - расчетная - 486 выход: - рабочая -426 - расчетная - 486.
					Давление продукта, кгс/см2 (изб.) Режим реакции: вход: - рабочее - 3842 - расчетное - 51 выход: - рабочее - 3541 - расчетное - 51 Режим регенерации: вход: - рабочее - 18.1 - расчетное - 30.6 выход: - рабочее -18.0 - расчетное - 30.6 КПД-82%.
23	Трубчатая печь стабилизационной колонны К-101. Тип: вертикально-цилиндрическая. Технический проект фирмы "Kvaerner Heurtey" (Франция)	П-2	1	Продуктовый змеевик 08Х18Н10Т	Габариты печи: Диаметр - 6.11 м Высота - 19.89 м Змеевик - 4-х поточный из труб 159х6 мм. Количество труб: - секции радиации - 56; - секции конвекции - 72. Поверхность нагрева: - секции радиации - 327.78 м2 - секции конвекции - 1437.37 м2. Теплопроизводительность - 13.96 млн.ккал/ч. Температура продукта, С: вход: - рабочая - 291 - расчетная - 441
					выход: - рабочая -349 - расчетная - 441. Давление продукта, кгс/см2 (изб.) вход: - рабочее - 4.0 - расчетное - 12.0 выход: - рабочее - 3.0 - расчетное - 12.0 КПД -82%

4. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

4.1 Расчет реактора

1. Производительность установки по сырью G = 1400 тыс.т/год.

2. Характеристика сырья: фракционный состав 190--360?С; плотность с₀ = 840 кг/м³; содержание серы So = 0,6% (масс.), в том числе меркаптановой S_м = 0,03% (масс.), сульфидной S_c= 0,3% (масс.), дисульфидной S_д = 0,06% (масс.) и тиофеновой S_т = 0,21% (масс.); содержанке непредельных углеводородов 10% (масс.) на сырье.

3. Остаточное содержание серы в очищенном дизельном топливе S_к<0,05% (масс.), т.е. степень, или глубина гидрообессеривания должна быть 92%.

4. Гидроочистка проводится на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при давлении P = 4 МПа, кратности циркуляции водородсодержащего газа к сырью ч = 177 нм³/м³.

5.Кинетические константы процесса: k₀=4,62•10⁶, Е = 67040 кДж/моль, n = 2.

4.1.1 Выход гидроочищенного топлива

Выход гидроочищенного дизельного топлива В_д._т, % (масс.) на исходное сырье равен

В_Д.Т = 100 - В_б - В_г - ?S,

где В_б, В_г, ?S --выходы бензина, газа и количество удаленной из сырья серы соответственно на сырье, % (масс.).

Бензин и газ образуются преимущественно при гидрогенолизе сернистых соединений. При средней молекулярной массе 209 в 100 кг сырья содержится 100:209 = 0,48 кмоль, 2 кг серы содержат 2:32 = 0,06 кмоль серы, т. е. серосодержащие молекулы составляют 13% общего числа молекул. Если принять равномерное распределение атомов серы по длине углеводородной цепочки, то при гидрогенолизе сераорганических соединении с разрывом у атома серы выход бензина и газа составит

В₆ = ?S = 0,55 % (масс.); В_г = 0,3?S = 0,17 % (масс.).

?S = 0,6 - 0,05 = 0,55

Тогда выход дизельного топлива будет равен

В_Д.Т = 100 - 0,55 - 0,17 - 0,55 = 98,73 % (масс.).

Полученная величина в дальнейших расчетах уточняется после определения количества водорода, вошедшего в состав дизельного топлива при гидрогенолизе сернистых соединений и гидрировании непредельных углеводородов. Полученные значения выхода газа, бензина и дизельного топлива далее будут использованы при составлении материального баланса установки и реактора гидроочистки.

4.1.2 Расход водорода на гидроочистку

Водород в процессе гидроочистки расходуется на:

1) гидрогенолиз сераорганических соединений;

2) гидрирование непредельных углеводородов;

3) потери водорода с отходящими потоками (отдувом и жидким гидрогенизатом).

Расход водорода на гидрогенолиз сераорганических соединений можно найти по формуле

G₁ = m?S,

где: G₁ --расход 100%-го водорода, % (масс.) на сырье;

?S--количество серы, удаляемое при гидроочистке, % (масс.) на сырье;

m-- коэффициент, зависящий от характера сернистых соединений.

Поскольку в нефтяном сырье присутствуют различные сернистые соединения, определяется расход водорода на гидрогенолиз каждого из них, и полученные результаты суммируются.

Значение m для свободной серы равно 0,0625, для меркаптанов -- 0,062, циклических и алифатических сульфидов -- 0,125, дисульфидов -- 0,0938, тиофенов -- 0,250 и бензотиофенов --0,187.

Наиболее стабильны при гидроочистке тиофеновые соединения, поэтому при расчете принимаем, что вся остаточная сера (0,05% масс. на сырье) в гидрогенизате -- тиофеновая, а остальные сераорганические соединения разлагаются полностью.

При этом получаем

G₁=0,03•0,062 + 0,3•0,125 + 0,06•0,0938 + (0,21--0,06) •0,25 = 0,0825.

Расход водорода на гидрирование непредельных углеводородов равен

G₂ = 2?C_H /M,

где: G₂ -- расход 100%-го водорода, % (масс.) на сырье;

?C_H -- разность содержания непредельных углеводородов в сырье и гидрогенизате, % (масс.) на сырье, считая на моноолефины.

М -- средняя молекулярная масса сырья

Среднюю молекулярную массу сырья рассчитываем по следующей эмпирической формуле:

M = 44,29d₁₅¹⁵ / (1,03 - d₁₅¹⁵) = (44,29 • 0,85)/(1,03 - 0,85) = 209

Принимая, что степень гидрирования непредельных углеводородов и гидрогенолиза сернистых соединений одинакова, находим

G₂ = 2•10•0,9/209 = 0,086.

Мольную долю водорода, растворенного в гидрогенизате, можно рассчитать из условий фазового равновесия в газосепараторе высокого давления

x'_H2 = y'_H2/K_p = 0,8/30 = 0,027

где: y'_H2, x'_H2--мольные доли водорода в паровой и жидкой фазах (в рассматриваемом примере y'_H2 равняется мольной или объемной концентрации водорода в циркулирующем газе);

K_p--константа фазового равновесия (для условий газосепаратора высокого давления при 40 °С и 4 МПа K_Р = 30).

Потери водорода от растворения в гидрогенизате G₃ (%масс.) на сырье составляют:

G₃ = (x'_H2M_H2•100)/( x'_H2M_H2 + (1- x'_H2)M) =

= (0,027•2•100)/(0,027•2 + 0,973•209) = 0,026% (масс.)

Кроме этих потерь имеют место потери водорода за счет диффузии водорода через стенки аппаратов и утечки через неплотности, так называемые механические потери. По практическим данным, эти потери составляют около 1% от общего объема циркулирующего газа. Механические потери G₄ (% масс.) на сырье равны:

G₄ = ч?0,01?M_H2•100/(с•22,4)

где ч -- кратность циркуляции водородсодержащего газа, нм³/м³;

с -- плотность сырья, кг/м³.

Таким образом

G₄ =177•0,01•2•100/(840•22,4) = 0,019% (масс.)

4.1.3 Потери водорода с отдувом

Принимаем состав ВСГ с установки каталитического риформинга:

Таблица 4.1.

Содержание компонента	Н2	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10
% (об.)	85,0	7,0	5,0	2,0	1,0
% (масс.)	29,4	19,4	26,06	15,2	10,0

Для нормальной эксплуатации установок гидроочистки содержание водорода в циркулирующем газе должно быть не ниже 70 % (об.). Уменьшению концентрации водорода способствуют следующие факторы:

1- химическое потребление водорода на реакции гидрирования и гидрогенолиза;

2- растворение водорода в жидком гидрогенизате, выводимом с установки;

3- образование газов гидрокрекинга, которые, накапливаются в циркулирующем ВСГ, разбавляют водород.

Концентрация водорода в системе повышается за счет растворения углеводородных газов в жидком гидрогенизате и увеличение концентрации Н₂ в водородсодержащем газе, поступающем с установок риформинга. Для поддержания постоянного давления в системе объем поступающего и образующегося газа должен быть равен объему газа, отходящего из системы и поглощенного в ходе химической реакции.

Объемный баланс по водороду и углеводородным газам записывают в следующем виде:

V_оy'_о = V_р + V_отд y'

V_о(1 - y'_о ) + V_г.к = V_а + V_отд(1 - y' )

где: V_о, V_р, V_отд, V_г.к, V_{а ,}- объемы свежего ВСГ, химически реагирующего и сорбируемого гидрогенизатом водорода, отдува, газов гидрокрекинга и газов, абсорбируемых жидким гирогенизатом, м³/ч.

y'_о, y' - объемные концентрации водорода в свежем и циркулирующем ВСГ.

Наиболее экономичный по расходу водорода режим без отдува ВСГ можно поддерживать, если газы, образующиеся при гидрокрекинге, и газы, поступающие в систему со свежим ВСГ, полностью сорбируются в газосепараторе в жидком гидрогенизате, т.е.:

V_о(1 - y'_о ) + V_г.к < V_а

Реализации этого условия способствует увеличение концентрации водорода в свежем ВСГ, уменьшение реакций гидрокрекинга и повышение давления в системе. Если балансовые углеводородные газы полностью не сорбируются, то часть их выводится с отдувом. Решением системы уравнений получаем объем газов отдува:

Объем водорода в отдуваемом газе равен V_отд y'. Тогда общий расход водорода при гидроочистке с учетом газа отдува составит



Расчет рекомендуется вести на 100 кг исходного сырья, так как при этом абсолютные значения расходных показателей (в % масс.) можно использовать с размерностью кг:

V_р=0,387·22,4/2 = 4,34 м³

V_г.к=0,54·22,4/М_г.к=0,54·22,4/37=0,33 м³

где: М_г.к - средняя молекулярная масса газов гидрокрекинга; при одинаковом мольном содержании газов С₁, С₂, С₃, С₄ она равна М_г.к=(16+30+44+58)/4 = 37

Количество углеводородных газов, абсорбируемых жидким гидрогенизатом, можно определить, если допустить, что циркулирующий водородсодержащий газ принятого состава находится в равновесии с жидким гидрогенизатом. Содержание отдельных компонентов в циркулирующем газе и константы фазового равновесия в условиях газосепаратора высокого давления (40⁰С и 4,0 МПа) приведены ниже:

Таблица 4.2.

Содержание компонента yi/, мол. доли	0,20	0,05	0,02	0,01
Константа фазового равновесия Крi	3,85	1,2	0,47	0,18

Количество абсорбированного компонента i в кг на 100 кг гидрогенизата равно:

g_i = x_i^/M_i·100 / M_г

Количество абсорбированного компонента I (v_i, м³ на 100 кг гидрогенизата) составляет:

v_t = g_i·22.4 / M_i = x_i^/·100·22.4/M_г

Подставляя в это уравнение соответствующие значения x_i^/ = y_i^/ / K_pi получим объем каждого компонента, растворенного в гидрогенизате.

Суммарный объем абсорбированных газов будет равен Уv_i = 2.052 м³.

Балансовый объем углеводородных газов, поступающих в газосепаратор (газы гидрокрекинга и вносимые со свежим ВСГ) составляет:

4,34(1 - 0,85) + 0,33 = 0,98 < v_а

Поскольку данное требование выполняется, то возможна работа без отдува части циркуляционного газа ВСГ. Таким образом, общий расход в процессе гидроочистки будет складываться из водорода, поглощаемого при химической реакции, абсорбируемого в сепараторе высокого давления и мехамически теряемого:

G_H2 = G₁ + G₂ + G₃ + G₄ = 0,083 + 0,036 + 0,026 + 0,019 = 0,214% (масс.).

Расход свежего ВСГ на гидроочистку равен

G⁰_H2 = G_H2/0,29 = 0,214/0,29= 0,74% (масс.),

где 0,29 -- содержание водорода и свежем водородсодержашем газе, % (масс.).

Полученные значения расхода водорода и свежего ВСГ далее будут использованы при составлении материального баланса установки и реактора гидроочистки.

4.1.4 Материальный баланс установки

На основе полученных данных можно составить материальный баланс установки (табл. 4.3).

Вначале рассчитываем выход сероводорода

b_H2S =?SM _H2S /M_S = 0,55•34/32= 0,58% (масс.),

Таким образом, балансовым сероводородом поглощается 0,03% (масс.) водорода (0,58 -- 0,55 = 0,03%).

Количество водорода, вошедшего при гидрировани в состав дизельного топлива, равно

G₁ + G₂--0,03 = 0,0825 + 0,086--0,03 = 0,139% (масс.).

Уточненный выход гидроочищенного дизельного топлива

98,73 + 0,139 = 98,869% (масс.).

Выход сухого газа, выводимого с установки, складывается из углеводородных газов, поступающих со свежим ВСГ, газов, образующихся при гидрогенолизе, а также абсорбированного гидрогенизатом водорода:

0,74•(1 -- 0,29) + 0,17 + 0,026= 0,721% (масс.).

На основе полученного материального баланса проводим расчет реакторного блока установки гидроочистки.

4.1.5 Расчет объема катализатора

Основным уравнением для расчета объема катализатора является уравнение.

r = G^/·dS/dV = k·Sⁿ

где: G^/- подача сырья в реактор, м³/ч.

dV- элемент объема реактора.

S -содержание серы в продукте, %(масс)

k - константа скорости реакции.

При интегрировании этого уравнения получаем:

V=G'?dS/r=G'?dS/(kSⁿ)

где: S₀ и S_К -- начальное и конечное содержание серы, % (масс.).

Полученное уравнение аналитически не решается, поскольку с увеличением глубины обессеривания температура процесса повышается и значение k изменяется.

Используем для решения графоаналитический метод, который включает следующие этапы:

1) составление материального баланса реактора;

2) определение температуры реакционной смеси при различных глубинах обессеривания из уравнения теплового баланса;

3) для соответственных значений глубины обессеривания и температуры определение k, а затем г;

4) построение кривой зависимости обратной скорости 1/r от остаточного содержания серы ?S в координатах 1/r--?S; площадь под кривой в интервале от S₀ до S численно равна интегралу dS/r;

5) определение требуемого объема реактора V по уравнению

4.1.6 Материальный баланс реактора

В реактор поступает сырье, свежий водородсодержащий газ и циркулирующий водородсодержащий газ (ЦВСГ). Состав ЦВСГ приведен ниже:

Н₂ СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈ С₄Н₁₀

Мольная доля y' 0,720 0,200 0,050 0,020 0,010

Массовая доля y 0,192 0,427 0,201 0,103 0,077

Средняя молекулярная масса ЦВСГ М_ц равна

М_ц = ?М_iy_i' = 2•0,720 + 16•0,200 + 30•0,050 + 44•0,020 +

+58•0,010 = 7,6 кг/кмоль.

Расход ЦВСГ на 100 кг сырья G_u можно найти по формуле

G_ц = (100чM_ц/с_C)22,4 = 100•177•7,6/ 840•22,4 = 7,14

На основе данных материального баланса гидроочистки (табл. 4.3) составляем материальный баланс реактора (табл. 4.4).

Материальный баланс гидроочистки. Таблица 4.3.

Наименование	% (масс)	т/год	т/сут	кг/ч
Взято Сырье Водородсодержащий газ в том числе 100% Н2	100,0 0,74 0,21	1400000 14074 2940	4117,65 41,39 8,65	171569 1724,58 356,25
?	100,95	1417014	4167,69	173198,75
Получено Дизельное топливо очищенное Сероводород Сухой газ Бензин	98,87 0,58 0,95 0,55	1384180 8120 13300 7700	4071,12 23,88 39,12 22,65	169630 995 1630 943,75
?	100,95	1417014	4148,12	173198,75

Материальный баланс реактора гидроочистки таблица 4.4.

Наименование	% (масс)	кг/ч
Взято Сырье Свежий водородсодержащий газ Циркулирующий водородсодержащий газ	100,00 0,74 7,14	171569 1724,58 12250
?	108,09	185448,75
Получено Дизельное топливо очищенное Сероводород Сухой газ Бензин Циркулирующий водородсодержащий газ	98,87 0,58 0,95 0,55 7,14	169630 995 1630 943,75 12250
?	108,09	185448,75

4.1.7 Тепловой баланс реактора

Уравнение теплового баланса реактора гидроочистки можно записать так:

Q_C + Q_Ц + Q_S + Q_Г.Н = ?Q_СМ

где Qс, Qц--тепло, вносимое в реактор со свежим сырьем и циркулирующим водорсодержащим газом;

Q_S, Q_Г..Н --тепло, выделяемое при протекании реакций гидрогенолиза сернистых и гидрирования непредельных соединений;

?Q_СМ --тепло, отводимое из реактора реакционной смесью.

Средняя теплоемкость реакционной смеси при гидроочистке незначительно изменяемся в ходе процесса, поэтому тепловой баланс реактора можно записать в следующем виде:

Gct₀ + ?Sq_S + ?C_Hq_H = Gct

t = t₀ + (?Sq_S + ?C_Hq_H)/(Gc)

где: G - суммарное количество реакционной смеси, % (масс.);

c -- средняя теплоемкость реакционной смеси, кДж/(кг•К);

?S, ?C_H --количество серы и непредельных, удаленных из сырья, % (масс.);

t, t₀ - температуры на входе в реактор и при удалении серы ?S, ^? С;

q_S,q_H--тепловые эффекты гидрироваиия сернистых н непредельных соединений, кДж/кг

1) Значение t₀ определяют для каждой пары катализатор -- сырье в интервале 250-- 380°С. При оптимизации t₀ учитывают следующие два фактора, действующие в противоположных направлениях: с повышением t₀ уменьшается загрузка катализатора, которая требуется для достижения заданной глубины обессеривания ?S, но, с другой стороны, увеличивается скорость дезактивации катализатора и, следовательно, увеличиваются затраты, связанные с более частыми регенерациями и большими днями простоя установки за календарный год.

Минимум суммарных затрат, определит оптимальное значение t₀ Для заданной пары катализатор -- сырье t₀ = 350°С.

2) Суммарное количество реакционной смеси па входе в реактор составляет 107,88 кг.

3) Количество серы, удаленное из сырья, ?S = 0,55% (масс.). Глубину гидрирования непредельных углеводородов можно принять равной глубине обессеривания ?C_H = С_н•0,9 = 10•0,9 = 9% (масс.).

4) Количество тепла, выделяемое при гидрогенолизе сернистых соединений (на 100 кг сырья) при заданной глубине обессеривания, равной 0,9, составит:

Q_S = ? q_Si g_Si

Где: q_Si --тепловые эффекты гидрогенизата отдельных сераорганических соединений, кДж/кг

g_Si-- количество разложенных сераорганических соединений, кг (при расчете на 100 кг сырья оно численно равно содержанию отдельных сераорганических соединений в % масс.).

Таким образом

Qs = 0,03•2100 + 0,3•3810 + 0,06•5060 + 0,15•8700= =2815 кДж.

5) Количество тепла, выделяемое при гидрированин непредельных углеводородов, равно 126000 кДж/моль. Тогда

Q_H =?C_Hq_H /М= 9•126000/209,=5421 кДж.

6) Среднюю теплоемкость циркулирующего водородсодержащего газа находят на основании данных по теплоемкость отдельных компонентой (табл. 4.5).

Теплоемкость индивидуальных компонентов таблица 4.5.

Теплоемкость	H2	CH4	C2H6	C3H8	C4H10
cP, кДж/(кг•К) сP, ккал/(кг•°С)	14,57 3,48	3,35 0,800	3,29 0,786	3,23 0,772	3,18 0,760

Теплоемкость циркулирующего водородсодержащего газа можно найти по формуле:

с_ц = ? с_Pi y_i

где: с_Pi - теплоемкость отдельных компонентов с учетом поправок на температуру и давление, кДж/(кг•К);

y_i - массовая доля каждого компонента в циркулирующем газе

Тогда с_ц = 14,57•0,192 + 3,35•0,427 + 3,29•0,201 + 3,23•0,103 + 3,18•0,077 = 5,45кДж/(кг•К).

7) Энтальпия паров сырья при 350 ?С , I³⁵⁰ = 1050 кДж/кг.

Абсолютная критическая температура сырья Т_КР= 460 +273 = 733 К.

Приведенная температура равна Т_ПР = 350 + 273/733 = 0,845.

Критическое давление сырья вычисляют но формуле:

Р_КР = 0,1КТ_КР/М_С = 0,1•11,66•733/209=: 4,09 МПа.

где: К = (1,216 ³vТ_СР)/d₁₅¹⁵ = (1,216 ³v275 + 273 ) / 0,850 = 11,66

Тогда: Р_ПР = Р/Р_КР = 4/4,09 = 0,98

Для найденных значений Т_ПР и Р_ПР

?IM/(4,2T) = 4,19

?I = 4,19•4,2•623/209 = 52,6 кДж/кг

Энтальпия сырья с поправкой на давление равна I³⁵⁰ =1050-52,6=997,4 кДж/кг

Теплоемкость сырья с поправкой на давление равна c_C = 997,4:350 = 2,85 кДж/(кг•К)

8)Средняя теплоемкость реакционной смеси составляет:

с = (с_С100 + с_ц17,44)/107,88 = (2,85•100 + 5,45•17,44)/107,88 = 3,52 кДж/(кг•К).

Подставив найденные величины в уравнение, находим температуру на выходе из реактора t:

t =350 +(2815 +5421)/(107,883,23) = 386,6 °С.

Данные для кинетического расчета процесса обессеривания. Таблица 4.6.

Показатели	Содержание серы. % (масс)
	0,6	0,45	0,3	0,15	0,05
T,K 108e - E/RT k = k0e - E/RT S2 R = kS2 1/r	623 265 12,25 4,00 49,00 0б02	633 327 15,11 2,25 33,99 0,03	643 396 18,20 1,00 18,20 0,05	653 478 22,40 0,25 5,60 0,18	659,6 539 24,77 0,04 0,99 1,01

Теплоемкость реакционной среды не изменяется, поэтому зависимость t от S линейная, и для построения графика достаточно двух точек: при начальном содержании S=0,6% (масс.) температура 350 °С и при конечном содержании S=0,05% (масс.) температура 386,6°С.

Данные, необходимые для расчета скорости г и обратной скорости 1/г при разных глубинах обессеривания, сводим в таблицу (табл. 4.6).