процесу ізомеризації (кмоль/год):
(6)
де G Н2 - кількість водню, кмоль/год;
x Н2 - масова частка водню в ВСГ.
Знаючи мольної співвідношення водень: н-пентан=3: 1, расcчітиваем кількість водню і ВСГ зі співвідношення, кмоль/год і кг/год:
(7)
G Н2=G з? N? М Н2/Mc=25000,00 * 3 * 2/75,50=1986,68 кмоль/год
N ВСГ=G Н2/Х Н2=1986,68/0,98=2018,98 кмоль/год
Тоді необхідну кількість свіжого ВСГ (кг/год) складе: ВСГ=2018,98? 2,03=4100,55 кг/год
Приймаємо по практичним даним для каталізатора ІП - 62: кількість утворюються продуктів крекінгу від метану до бутану - 2 - 3%.
Зводимо матеріальний баланс процесу ізомеризації в таблиці 6.
Таблиця 6 - Матеріальний баланс процесу ізомеризації
ПріходРасходСтатьі балансаВиходи продуктовСтатьі балансаВиходи продуктів%, масс.кг/год%, масс.кг/ЧI-C5H1227,506875,00С1 - С21,66415,80н-C5H1244,0011000,00i-C5H1268,4217105,00i-C6H1426,206550,00н-С5Н121,42354,20н-C6H142,30575,00i-С6Н1426,206550,00 н-С6Н142,30575,00Итого:100,0025000,00Итого:100,0025000,00ВСГ14,094100,55ВСГ14,094100,55Всего:114,0929100,55Всего:114,0929100,55
. 3 Розрахунок теплового балансу процесу ізомеризації
Тепловий баланс процесу ізомеризації розрахуємо за формулою:
Q c + Q ВСГ=Q ц.р. + Q Б.Ф. + Q кат (8)
або c? q з 440 + G ВСГ? q ВСГ 440=G ц.р. ? q ц.р. 400 + G Б.Ф. ? q Б.Ф 400 + G кат? q кат 400 + q р (9)
де Q c, Q ВСГ, Q ц.р. , Q Б.Ф. , Q кат - кількість тепла, привносимого відповідно сировиною, ВСГ, сухим газом, бутанової фракцією і каталізатором, ккал/ч. c, G ВСГ, G ц.р. , G Б.Ф. , G кат - кількість відповідно сировини, ВСГ, сухого газу, бутанової фракції, каталізатора, кг/год; it - ентальпії компонентів при робочій температурі процесу 440 ° С, ккал/кг; р - теплота реакції, ккал/кг.
Визначаємо ентальпію сировини при 440 ° С і атмосферному тиску розрахунковим методом.
Для визначення ентальпії парів нафтопродуктів (ккал/кг) при атмосферному тиску користуємося емпіричною формулою:
з 440=(50,2 + 0,109t + 0,00014t 2) (3,992 - 0,9952d 20 квітня) - 73,8 (10)
де d +4 20 - щільність парів; - робоча температура процесу, ° С.
Отримане значення ентальпії коригуємо, віднімаючи поправку на тиск. Для визначення поправки на тиск розраховуємо наведені тиск (Р пр) і температуру (Т пр):
(11)
(12)
де Р кр - критичний тиск, МПа;
Т кр - критична температура, ° К;
Р - тиск в апараті, МПа;
Т - температура в апараті, К.
Знаходимо поправку на ентальпію при підвищених тисках:
(13)
де D q - зміна ентальпії в залежності від зміни тиску, ккал/кг;
М - молекулярна вага;
Т - температура, К.
З урахуванням розрахованої поправки на тиск знаходимо ентальпії парів нафтопродуктів в реакторі (ккал/кг):
q п 440=q з 440 - D q, (14)
Всі розрахунки зведені в таблицю 7.
Таблиця 7 - Розрахунок ентальпії сировинного газу
i-C5H12н-C5H12i-C6H14н-C6H14суммаТ, К 713,00Р, МПа 3,50М72,0072,0086,0086,00 Вихід, кг/ч6875,00110006550,00575,0025000,00к-во моль95,49152,7876,166,69331,11мольн.доля0,290,460,230,021,00Мср20,7633,2219,781,7475,50ТКР,К460,40469,60507,30507,30 ТПКР, К135,77216,68116,6910,24476,38ТПР, К 1,51РКР, МПа3,383,373,013,01 РПКР, Мпа0,981,550,690,063,28РПР, МПа 1,07 Дq, ккал/кг - 12,97d420, кг/М30, 620,620,660,66 0,180,290,150,010,63qc440, ккал/кг 376,37qП440, ккал/кг 389,34
Ентальпію ВСГ (ккал/кг) знаходимо за формулою:
q ВСГ 440=Ср? Т- D q, (15)
де Ср - теплоємність ВСГ (ккал/кг? град), що розраховується за правилом адитивності теплоємностей, вхідних в нього компонентів:
Ср=S СРI? xi (16)
Розрахунки зводимо в таблицю 8.
Таблиця 8 - Розрахунок ентальпії водородсодержащего газу
компонентМr% масс.масс.доляСрiСрqвсг 440водород2,0098,400,983,493,44 моноетаноламін61,001,600,020,730,01 Разом 100,001,00 3,452459,69
Аналогічно визначаємо ентальпії продуктів реа...
