Файл: 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.docx

Выход сероводорода определяем из соотношения



где G_H2S – выход сероводорода, %масс.на сырье;

S₀– содержание серы в исходном сырье,

S₀= 1,1 % масс. (табл. 2.1);

S_i – содержание серы в конечных продуктах,

S_i = 0,00088 % масс. - содержание серы в гидроочищенном дизельном топливе; 0,0001 % масс. - содержание серы в бензин-отгоне.

x_i– выход продуктов на установке, в массовых долях от единицы,

34 – молярная масса сероводорода, кг/кмоль;

32 – атомная масса серы, кг/кмоль.

Выход продуктов реакции взят по заводским данным и приведен в разделе «Материальный баланс установки».

Выход сероводорода равен

.

2.3.5 Материальный баланс установки

Выход продуктов реакции (гидроочищенной дизельной фракции, бензин-отгона, углеводородных газов) были взяты по заводским данным. Материальные балансы установки представлен в таблице 2.7

Таблица 2.7 – Материальный баланс установки

Статьи баланса	Расход
	% масс.	кг/час	т/сут	тыс. т/год
Взято:
Сырье	100,0	237525	5701	1910
СВСГ	1,1	2510	60	20
в т.ч. водород	0,8	1900	46	15
Итого	101,1	240035	5761	1930
Получено:
ГО ДТ	96,9	230063	5522	1850
Бензин-отгон	1,3	3087	74	25
Сероводород	1,2	2849	68	23
УВГ	1,0	2374	57	19
Потери	0,7	1662	40	13
Итого	101,1	240035	5761	1929,9

---

При расчете материального баланса реактора учитываем ЦВСГ и распределяем потери пропорционально статьям расхода. Материальный баланс реактора установки гидроочистки приведен в табл. 2.8.

Таблица 2.8 – Материальный баланс реактора

Статьи баланса	Расход
	% масс.	кг/час	тыс. т/год
Взято:
Сырье	100,0	237525	1910
СВСГ	1,1 (1,057)	2510	20
ЦВСГ	5,1 (5,147)	12225	98
Итого	106,2	252260	2028
Получено:
ГО ДТ	97,3 (97,334)	231203	1859
Бензин-отгон	1,4	3325	27
Сероводород	1,3 (1,268)	3012	24
УВГ	1,1(1,05)	2494	20
ЦВСГ	5,1 (5,147)	12225	98
Итого	106,2	252260	2028

---

2.3.6 Расчет размера реактора

Объем катализатора в реакторе гидроочистки со стационарным слоем катализатора находим из соотношения:



где V_к – объем катализатора, м³;

W_с— объемная производительность установки, м³/ч;

V₀ — объемная скорость подачи сырья, ч^-1.

Диаметр и высоту слоя катализатора находим на основании заводских данных о соотношении «высота : диаметр».

Отношение «высота : диаметр» (H/D) слоя катализатора в промышленных реакторах составляет 4:1 [28].

Найденный ранее объем реакционной зоны V_к реактора можно выразить как произведение внутреннего сечения реактора S_р на высоту слоя катализатора:





тогда





Внутренний диаметр реактора равен



Принимаем внутренний диаметр 4000 мм.

При рассчитанном диаметре слоя катализатора определим общую высоту слоя катализатора определяем по формуле:



где H_к — общая высота слоя катализатора, м;

F_к — площадь сечения слоя катализатора, м².

Для проведения процесса гидроочистки дизельного топлива был выбран один реактор с аксиальным вводом сырья, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты при проектировании новой установки. Чертеж реактора гидроочистки с указанием основных размеров приведен в Приложении В.

Оптимальный перепад давления в реакторах с аксиальным вводом сырья составляет 0,004-0,01 МПа на 1 м высоты слоя катализатора [27].

Согласно табл. 2.4 перепад давления по реактору составляет 0,2 МПа. Тогда перепад давления на 1 м катализатора будет равен

2.3.7 Расчет толщины корпуса и эллиптического днища реактора

---

Рассчитаем толщину стенки реактора по формуле:



где P – расчетное давление, МПа;

P = 4,0 МПа (табл. 2.4);

D – внутренний диаметр, мм;

С – общая прибавка на коррозию, мм;

σ - допускаемое напряжение, МПа;

- коэффициент прочности сварного шва;

[29].

Находим допускаемое напряжение:



где - поправочный коэффициент; = 1,0 [29];

- нормативное допускаемое напряжение; = 114 МПа [29];



Общую прибавку на коррозию рассчитываем по формуле



где - прибавка на коррозию;

- прибавка на минусовой допуск места;

- конструктивная прибавка, учитывающая утонение стенки элемента аппарата при технологических операциях.

Прибавка на коррозию зависит от срока эксплуатации аппарата и скорости коррозии:



где – скорость коррозии, мм/год;

Принимаем = 0,1 мм/год [30];

- срок эксплуатации аппарата, лет. Принимаем лет [30];

---

Принимаем, что суммарное значение и не превышает 5% от номинальной толщины листа [29].

Тогда



Толщина стенки реактора:



Принимаем толщину стенки аппарата равной 75 мм [31].

Рассчитаем толщину днища и крышки аппарата по формуле



где P – расчетное давление, МПа; Р = 0,71 МПа;

R – радиус кривизны в вершине днища (крышки), R = D, мм [30];

С – общая прибавка на коррозию, мм;

- допускаемое напряжение, МПа;

- коэффициент прочности сварного шва; = 1.

Принимаем технологическую прибавку для компенсации утонения равной нулю [29].

Толщина крышки для реактора будет равна



Принимаем толщину днища и крышки реактора равной толщине стенки реактора – 75 мм [31].

Чертеж реактора гидроочистки дизельного топлива с рассчитанными геометрическими характеристиками приведен в Приложении Б.

---