Технологический расчет процесса гидроочистки бензиновых фракций. Минимально допустимое содержание сероводорода в очищенном циркулирующем газе, страница 4

2.3. Общий материальный баланс процесса по сырью и водороду

Материальный баланс процесса гидроочистки бензиновых фракций может быть составлен двояко: с учетом балластных газов и без их учета.

Расчетные данные к материальному балансу сводятся в Таблицу 2.

Таблица 2.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ

Наименование	% масс.	Тысяч т/год	Т/сутки	Кг/ч
Взято: 1.  Сырье – бензиновая фракция 2. Водород 100%-ный
ИТОГО:
Получено: 1.  Углеводородные газы, в т.ч.: -  водород -  метан -  этан -  пропан -  бутан -  Н2S 2.  Стабильный гидрогенизат 3.  Потери
ИТОГО:

Циркулирующий водородсодержащий газ в материальный баланс установки не включается, а отдув входит в состав углеводородных газов. При составлении материального баланса процесса гидроочистки дизельных топлив в разделе «Получено» вводится статья «отгон». Состав и количество отгона определяется по литературным данным.

Иногда бензиновый отгон для упрощения расчетов приравнивается к индивидуальному углеводороду - гептану (температура кипения 119°С, молекулярный вес – 100).

Расход водорода.

В процессе гидроочистки в зависимости от вида сырья и концентрации водорода в водородсодержащем газе затраты на водород колеблются в пределах 6 – 30% от общей суммы затрат на переработку. Расход водорода в промышленных условиях складывается из следующих составляющих:

1)  расход на химические реакции;

2)  отдув циркуляционного водородсодержащего газа для поддерживания заданной концентрации водорода;

3)  расход на растворение в гидрогенизате;

4)  потери из-за механических неплотностей в аппаратуре и коммуникациях.

Расход водорода на химические реакции зависит от содержания серы, азота, непредельных и ароматических углеводородов, парциального давления и т.д. Из общего расхода водорода на гидрирование сернистых соединений определенного вида сырья приходится примерно 50 %, остальной расход водорода составляют прочие реакции. Общий расход водорода на реакции можно определить расчетом или по практическим данным. Ниже приводятся методики расчета расхода водорода.

I.  Методика, предлагаемая в работе [8]. В зависимости от вида сернистых соединений расход водорода на реакции гидрогенолиза определяется по формуле:

n_H(S)= m * S,

где n_H(S) – расход 100-го водорода при гидрогенолизе, % масс. на сырье;

S – содержание серы в сырье, % масс.;

m – коэффициент, зависящий от характера сернистых соединений.

Численное значение m в зависимости от вида сернистых соединений следующее: H₂S – 0; элементарная сера – 0,0625; RSH - 0,062; R-S-R – 0,125; R-S-S-R – 0,0938; C_nH_2n-4S – 0,250; C_nH_2nS – 0,125.

Если в исходном сырье содержится ряд сернистых соединений, то расход водорода на реакции гидрирования определяется для каждого из них, а затем полученные результаты суммируются.

II. При содержании в сырье большого количества непредельных соединений расход водорода на их гидрирование подсчитывается по формуле:

n_H(H) = 2Da

           М_с

где n_H(H) – расход 100 %-го водорода, % масс. на сырье;

Da - разность в степени непредельности сырья и гидрогенизата, определяется как разность иодных чисел до и после процесса

гидроочистки;

М_с – средний молекулярный вес сырья.