Расчет реакционных устройств гидроочистки нефтяного дистиллятного сырья

Гидрокрекинг и гидроочистка нефтяного дистиллятного сырья

Характеристика процессов. Гидрокрекинг и гидроочистка относятся к одной группе гидрогенизационных каталитических процессов и под- чиняются общим теоретическим закономерностям. Названные процессы отличаются друг от друга глубиной протекания реакций и вследствие этого технологическим режимом и аппаратурным оформлением. Гидрокрекинг, цель которого заключается в получении светлых топлив и малосернистого сырья для каталитического крекинга, предусматривает более глубокое превращение исходных вакуумных дистиллятов. Во многих случаях проводят легкий одностадийный гидрокрекинг при давлении 5-7 МПа, температуре 360-440°С, кратности циркуляции водородсодержащего газа 800-2000 м³ на 1 м³ сырья и объемной скорости подачи сырья 0,2-1,0 ч^-1. В таких условиях достигается глубина превращения 0,6-0,8 при расходе водорода на реакцию от 1 до 3%. Гидрокрекинг протекает с выделением теплоты, удельный тепловой эффект процесса составляет 293-420 кДж/кг.

Основным назначением гидроочистки является удаление из нефтяных дистиллятов сернистых и других гетероатомных соединений, ухудшающих качество товарных нефтепродуктов. При этом основная масса углеводородов не должна подвергаться химическим превращениям, поэтому процесс гидроочистки осуществляется в более мягких условиях: при меньшей температуре (350-400°С), давлении (3-5 МПа), кратности циркуляции водородсодержащего газа (500-600 м³ на 1 м³ сырья) и при увеличении объемной скорости подачи сырья (1,5-7,0 ч^-1). Гидроочистке могут подвергаться любые нефтяные дистилляты, однако по объему перерабатываемого сырья наиболее распространена гидроочистка дизельных топлив.

Гидрокрекинг и гидроочистка проводятся, как правило, в реакторах со стационарным слоем катализатора. Катализаторы того и другого процессов в большинстве случаев не имеют существенных отличий.

Материальный баланс гидрокрекинга. Продуктами гидрокрекинга являются газ, бензин, дизельное топливо. Иногда к продуктам относят и остаток. Общая глубина превращения учитывает суммарный выход светлых продуктов. Гидрокрекинг имеет большое сходство с каталитическим крекингом, поэтому для определения выхода продуктов гидрокрекинга предложено использовать те же формулы. Количество образующегося бензина (н.к. – 160°С) подсчитывается по формуле (5.1), выход дизельного топлива (160-350°С) определяется по формуле (5.2). Для приближенных расчетов макрокинетические коэффициенты можно принять равными: k’=1,3; k”=2,0.

Выход газа определяется по разности между глубиной превращения и суммарным выходом бензина и дизельного топлива.

Определение геометрических размеров реакторов гидроочистки. Расчет проводится по той же методике, что и для реакторов каталитического риформинга. Обычно на установках гидроочистки нефтяных дистиллятов устанавливают от одного до трех последовательно работающих реакторов.

Контрольные вопросы к работе

1. Что такое депарафинизация рафинатов селективной очистки?
2. Каковы методы расчёта реакционных устройств гидроочистки нефтяного дистиллятного сырья

ЗАДАЧИ

№1. Определить выход дизельного топлива при гидрокрекинге ва- куумного газойля, если глубина его превращения составляет 0,72.

№2. Глубина превращения нефтяного дистиллята в процессе гидро- крекинга равна 0,78. Рассчитать выход бензина.

№3. Гидрокрекингу подвергается тяжелое нефтяное сырье, глубина его превращения 0,55. Найти выход газа.

№5. На установке гидрокрекинга перерабатывается 19,03 кг/с сырья, глубина превращения которого составляет 0,69. Определить выпуск дизельного топлива.

№6. Определить выход бензина и газа при гидроочистке дизельного топлива, в процессе которой содержание серы уменьшается с 1,4 до 0,2%.

№7. На гидроочистку подается 138000 кг/ч дизельной фракции. Содержание серы в исходном сырье составляет 0,96%, в очищенном про- дукте – 0,1%. подсчитать вход (в килограммах в секунду) образующегося сероводорода.

№8. В процессе гидроочистки дистиллятной фракции содержание в ней серы уменьшается на 1,4%. Определить выход гидроочищенной фрак- ции.

№9. Найти необходимый объем катализатора для гидроочистки 110000 кг/ч керосинового дистиллята (ρ ₄²⁰=0,836), если объемная скорость по- дачи сырья в реактор равна 2,0 ч^-1.

№10. Определить диаметр реактора гидроочистки, в котором пере- рабатывается 50 кг/с дистиллятной фракции (ρ ₄²⁰=0,850; М=210 кг/кмоль) при 365°С и 3,8 МПа. Коэффициент сжимаемости паров сырья 0,93. Крат- ность циркуляции водородсодержащего газа 500 м³ на 1 м³ сырья. Ско- рость движения газосырьевой смеси равна 0,68 м/с.