Тапсырма 1. ЭЛТҚ жұмыс жасау принципімен және құрылысымен танысу. №6 Практикалық жұмыс

1. ЭЛТҚ жұмыс жасау принципімен және құрылысымен танысу.

№6 Практикалық жұмыс

Атауы	Шығымы,%	Жылдық өнімдер, т/жыл	т/ттәул	кг/сағ
Түсті: Депарафиндік май Сутек	100 1,4	478043,278,5 10888,68	699,3 32,02	683,60217 1334,4
Шығымы:	101,4	248667,18	731,32	30473,6
Алынды: 1.Тазаланған өнім 2.Отгон	98 1,5	226897,2 211666,4	667,35 622,5	27806 25939,5
3. Көмірсутек 4. Күкірт сутек	1,6 0,3	12444,2 2333,2	36,6 6,86	1525,0 285,9
Шығымы:	101,4	248567,18	731,32	30873,6

Реактордың жылулық балансы. Гидротазалау реакторының жылулық балансының теңдеуін былай жазуға болады:

Qc+Qц+Qs+Qг,н=Qс,м;
мұндағы Qc, Qц –жылу, реакторға жаңа шикізат пен айналмалы сутектудырғыш газ;

Qs, Qг.н –күкіртті және шексіз қосылыстарды сутектендіру реакциясының жүру барысында бөлінген жылу;

Qcм – жылу, реакциялық қоспаның реактордағы бұрылысы.

Реакциялық қоспаның орташа жылусыйымдылығы гидротазалауда процесстен шығу барысында аз ғана өзгереді, сондықтан реактордың жылулық балансын келесігідей түрде жазуға болады:

Gct0+Sqs+CHqH= Gct,

t = t0+( Sqs+CHqH)/(Gc )

Мұндағы G – реакциялық қоспаның жиынтық саны, % ( масс.);

С – реакциялық қоспаның орташа жылу сыйымдылығы, кДж/(кгK);

S,Cн – күкірт саны және шикізаттан шексіз, жойылғандар, % (масс.);

t, to – реактордан шыққандағы және шикізатты жоюдағы температура S, 0C;

qs, qн – және шексіз қосылудың жылулық эффектісін сутектендіру, кДж/кг.

Теңдеуге кіретін, барлық мүшелердің жақын тізбекті анықталған сандық белгісі.

1. 
   to белгісі әрбір катализатор жұбы үшін 2500 – 3800 С арлықтағы шикізат болып табылады.
   
2. 
   Реакциялық қоспаның жиынтық саны реактордан шығуда 117,44 кг-ды құрайды.
   
3. 
   Шикізаттан жойылған күкірттің мөлшері S=1,8%
   
4. 
   Жылу мөлшері,яғни күкіртті қосылыстағы гидрогенолизден айқын көрінетіндей күкіртсіздендіру тереңдігі 0,9-ға тең,ол мынадай формула құрайды:
   

Мұндағы qsi – органикалық күкірт қосылыстарынан бөлек гидрогенолиздің жылулық эффектісі, кДж/кг

Gs_i – күкіртті қосылыстардың бөлінген мөлшері,кг

Qs = 0,1·2100+1,0 ·3810+0,2·5060+0,5·8700=8471 кДж

Шексіз көмірсутектерді сутектендіруден бөлінген жылу мөлшері 126 000 кДж/моль-ге тең. Онда

Qн = Cнqн/М = 9·126 000/209,16 = 5421кДж

Айналма сутектудырғыш газдың жылу сыйымдылығын мына формуладан табуға болады:
cц=ср_iу_i,
Мұндағы ср_i – температура мен қысымды есеппен реттейтін жеке компоненттердің жылу сыйымдылығы,кДж/(кг·К);

y_i – айналма газдағы әрбір компоненттің массалық үлесі.

с = сс 100+сц 17,44/117,44 = 2,85 ·100+5,45 ·17,44/117,44 = 3,23 кДж/(кг·К).

Табылған шаманы теңдеуге қойып, реактордан шыққан t температураны табамыз:

t = 350+(8471+5421)/(117,44 ·3,23) = 386,60C

№7 Практикалық жұмыс

G_c – шикізат шығыны;

Ρ_c – шикізат тығыздығы (кг/м³);

Реактордағы катализатор көлемі:

Шикізаттың буларының көлемі:

мұндағы: М – молекулалық масса;

Z – сығылу факторы;

Р – жүйедегі қысым (атм);

Т – жүйедегі температура (˚С);

Z=0,9

Z
=1

V_см=V_с+ V_ц.г=0,112+1,02=1,132 м³/с

F=V_см/ u

мұндағы: u – шикізат қозғалысының түзу жылдамдығы (м/с);

F=1,132/0,4=4 м²

Цилиндрлі бөліктің биіктігі. Цилиндрлі бөлік катализатор қабатының биіктігінен және тұнатын аймақтан тұрады. Тұнатын аймақтың биіктігі h_о.з=4 м. Сонда цилиндрлі бөлік мынаған тең:

H^/=h₂^/+D

H^/=6,61+2=8,615 м
Каталитикалық риформинг қондырғысының өнімділігі 84559,5 кг/сағ, шикізат бойынша фракция 110-180⁰С өңдейді (d=0,762; M=120; T=572; P=2,8).

Бірінші реактордан өнімнің шығу температурасын есептейміз, егер: шикізат пен циркуляцияланатын газдың реакторға кірердегі температурасы 525 және 550⁰С болса; қысым 3,03 МПа болса; шығымы: құрғақ гақ 6,4; бутанды фракция 9,2; катализат 84,4; құрғақ газ құрамы (%, масса): Н₂ 14; С₁ 4,6; С₂ 11; С₃ 40,4; циркуляцияланатын газ (%, масса): Н₂ 58,8; С₁ 5;С₂ 6,7; С₃ 29,4; циркуляцияланатын газ көлемі 800м³/м³ шикізат; бірінші реактордың айналу тереңдігі 50%; реакция жылуы q_p=418лДж/кг айналған шикізаттың

Температурасы 525⁰С болатын шикізаттың энтальпиясын табамыз:

Т_кел=525+273/572=1,4

Р_кел=3,03/2,8=1,07

∆IM/T=7,5; ∆I=7,5*798/120=50кДж/кг

I₅₂₅=1667-50=1617кДж/кг

G_ц.к=0,588*14,87+0,05*4,02+0,067*3,60+0,294*2,56=10,25кДж/(кг*К)

Құрғақ газдың орташа молекулалық массасын табамыз:

М_қ.г=100/(14/2+4,6/16+11/30+70,4/44)=10,8

Құрғақ газдың 490⁰С және 3,03МПа-дағы энтальпиясы:

I_қ.г=1051кДж/кг

Шикізаттың

Т_кел=490+273/572=1,3

Р_кел=3,03/2,82=1,07

∆IM/T=8,0; ∆I=8,0*763/120=50,8кДж/кг

I₅₂₅=1508,1-50,8=1467,3кДж/кг

Катализаттың

Т_кел=490+273/560=1,34

Р_кел=3,03/2,62=1,15

∆IM/T=8,7; ∆I=8,7*753/110=60,2кДж/кг

I₄₉₀=1510,2-60,2=1450кДж/кг

Бутанды фракцияның I₄₉₀=1590,6кДж/кг

М_ц.г=100/(58,8/2+5/16+6,7/30+29,4/44)=3,27

ρ_ц.г=3,27/22,4=0,146кг/м³

Q_прих ~ Q_расх

25000*1617,4+3840*10,25(798-758)=0,5*2500*1457,3+

0,5*0,064*25000*2051+0,5*0,844*25000*1450,2+

0,5*0,092*25000*1590,6+0,5*25000*418

422 062 000≈422 108 500

Сондықтан бірінші реактордан шығатын риформинг өнімінің температурасы 763К немесе 490⁰С құрайды.