Технологический расчет процесса гидроочистки бензиновых фракций. Минимально допустимое содержание сероводорода в очищенном циркулирующем газе, страница 5

II.  Расход водорода на реакции гидрогенолиза можно также рассчитать по степени обессеривания сырья процесса. Для этого задаются остаточным содержанием серы в гидрогенизате. При переработке бензинов оно должно быть не выше 0,001 % масс, если в процессе каталитического риформинга используется катализатор типа АП-64, и не выше 0,0001 % масс., если используется катализатор типа КР -   104. При гидроочистке керосиновых фракций содержание остаточной серы не выше 0,1 % масс. По величинам начального и конечного содержания серы определяется степень обессеривания сырья:

j = S_нач. – S_кон.   * 100 %

 S_нач.

Исходя из преимущественного содержания того или иного сернистого соединения в сырье, можно принять ее как единственный сернистый компонент. Состав сернистых соединений нефтей и нефтепродуктов приведен в работах [14, 15]. Так, например, можно принять, что во фракции бензина 62 – 105 °С сернистые соединения содержатся в виде н.бутилмеркаптана. Тогда реакцию гидрогенолиза его можно выразить как

СН₃¾(СН₂)₃¾SH + H₂ ® C₂H₁₀ + H₂S

(90)                      (2)             (58)         (34)

(цифры обозначают молекулярный вес).

Количество удаляемой серы за 1 час из сырья:

G_S = G_c*j*S_нач.,

где G_с – количество перерабатываемого сырья, кг/ч.

Количество образующегося при этом сероводорода определяется из соотношения:

S + H₂®H₂S

                                           (32)    (2)          (34)

G_H2S = G_s* 34

  32

Расход водорода определяется из того же соотношения, как

n_H(S) = G_s* 2

  32

Учитывая сложную зависимость расхода водорода на реакции, в литературе рекомендуется лишь ориентировочные значения расхода его на реакции. В таблице 3 приведены данные по расходу для гидроочистки бензиновых фракций из смеси татарских и западно-сибирских нефтей для следующих условий: катализатор АКМ; парциальное давление 2 – 3 МПа, температура 365 – 375°С; объемная скорость подачи сырья 2 – 3 ч^-1; кратность циркуляции газа 300 – 400; степень обессеривания 95 %; степень превращения азота 75 – 85 %.

Таблица 3.

РАСХОД ВОДОРОДА НА РЕАКЦИИ ГИДРОГЕНОЛИЗА

Сырье	Содержание, % масс.		Иодное число, на 100 тн. сырья	Расход водорода, %
	серы	азота
Бензин прямогонный	до 0,2 0,5-0,6	следы 0,003	1-3 5	0,05-0,07 0,12-0,15
Смесь прямогонного и вторичного бензина	0,7-0,8	0,01-0,02	25	0,3-0,35

Расход водорода на отдув.

В зависимости от требуемой степени очистки сырья определяется оптимальное нормальное давление водорода. Расход водорода на отдув появляется в связи с тем, что для поддержания его оптимального парциального давления приходится непрерывно выводить (отдувать) из системы небольшую часть циркулируемого водородсодержащего газа и заменять его свежим водородом. Можно принимать расход 100%-го водорода на отдув при гидроочистке дизельных топлив 0,3 – 0,6 % масс., а при гидроочистке керосинов и бензинов 0,03 – 0,04 % масс. на сырье.

Расход водорода на его растворение и потери его через неплотности.

Водородсодержащий газ от жидкого гидрогенизата отделяется в системе сепарации. Объем растворенного водорода зависит от давления и температуры. В зависимости от схемы теплообмена температура при холодной сепарации составляет 40 – 50 °С, а при горячей – 160 – 280 °С.

поскольку константа равновесия у водорода в отличие от  других газов с повышением температуры уменьшается, соответственно при этом увеличивается количество растворенного водорода. Растворимость зависит также от природы жидкой фазы. С уменьшением плотности растворителя, растворимость водорода увеличивается. Потери водорода от растворения в гидрогенизата могут быть рассчитаны по закону Генри:

V_H(P) = p*y*a*V_г,

где V_(HP) – объем растворяющегося в гидрогенизате 100 %-го водорода, м³/ч;