Расчёт блок-схемы материальных потоков стадии каталитического риформинга.

Цель работы - определить расходы всех материальных потоков.

Начальные данные: проектная мощность установки по сырью (G1) составляет 300000 тонн в год. Эффективный фонд рабочего времени основного оборудования (Тэфф) равен 340 дней. Блок-схема материальных потоков стадии каталитического риформинга прямогонной бензиновой фракции 65-105°С представлена на рисунке 1. Составы материальных потоков приведены в таблице 1.

Таблица 1. Составы материальных потоков.

Компонент	Содержание компонента в потоке, %
G₁	G₂	G₃	G₄	G₅	G₆	G₇	G₈	G₉	G₁₀	G₁₁
Н₂		15,07	1,19	1,16	25,13	0,091	18,46	0,037	0,16
СН₄		11,6	0,92	1,08	19,66	0,26	22,65	0,193	1,04		0,263
С₂Н₆		21,9	1,3	1,83	18,25	1,11	23,49	1,044	10,14		6,638
С₃Н₈		16,14	1,27	1,37	6,7	1,14	9,23	1,113	23,35		21,8
i-С₄Н₁₀		5,8	0,46	0,52	1,3	0,49	1,68	0,484	21,43		22,73
н-С₄Н₁₀		5,8	0,46	0,55	0,96	0,53	1,68	0,531	31,15		33,9
С₅Н₁₂ и выше		23,65	1,87	1,87	8,9	1,57	0,84	1,567	12,58	1,595	14,64
S	0,02		0,018	0,002		0,002		0,002		0,003
Н₂S				0,019	0,225	0,01	0,17	0,009	0,072		0,037
H₂O	0,02		0,018	0,018		0,09		0,019	0,064	0,005
Фр. 62-105°С	99,96		92,08	91,58	18,87	94,78	21,81	95,0		98,4

Продолжение таблицы 1.

Компонент	Содержание компонента в потоке, %
G₁₂	G₁₃	G₁₄	G₁₅	G₁₆	G₁₇	G₁₈	G₁₉	G₂₀	G₂₁	G₂₂
Н₂	1,082	17,84	8,507	9,208	9,305		15,11	0,052	15,11	15,41	0,224
СН₄	5,624	13,75	6,558	7,132	7,207		11,65	0,112	11,65	11,88	0,816
С₂Н₆	30,36	25,82	12,31	13,7	13,91	0,624	21,96	1,08	21,96	22,39	21,51
С₃Н₈	32,38	18,46	8,802	10,99	11,11	3,432	16,16	3,126	16,16	16,48	37,23
i-С₄Н₁₀	14,06	6,229	2,97	4,377	4,423	2,964	5,734	2,45	5,734	5,841	9,871
н-С₄Н₁₀	15,43	6,0	2,889	4,407	4,453	3,9	5,734	2,686	5,734	5,841	4,606
С₅Н₁₂ и выше	0,793	11,84	6,479	8,852	8,945	89,08	23,66	4,585	23,66	22,17	4,774
S			0,001
Н₂S	0,274	0,003		0,001	0,001		0,002		0,002
H₂O			0,002	0,002	0,002		0,004
Фр. 62-105°С			51,48	41,26	40,65			85,98			20,97
Фр. 62-105°С	99,96		92,08	91,58	18,87	94,78	21,81	95,0		98,4

1 – узел смешения сырья с водородсодержащим газом; 2 – реактор гидроочистки; 3 – сепаратор высокого давления; 4 – сепаратор низкого давления; 5 – отпарная колонна; 6 – сепаратор отпаренных продуктов; 7 – узел смешения стабильного гидрогенизата с водородсодержащим газом; 8 – блок реакторов риформинга; 9 – реактор гидрирования; 10 – сепаратор газопродуктовой смеси; 11 – адсорбер (осушитель); 12 – тройник трубопровода; 13 – сепаратор осушенного газа; 14 – абсорбер тяжелых углеводородов; 15 – десорбер; 16 – стабилизационная колонна; 17 – тройник трубопровода; G1 – поток сырья (фракция 62-105°С); G2 – поток водородсодержащего газа на гидроочистку; G3 – поток газосырьевой смеси на гидроочистку; G4 – поток газосырьевой смеси после гидроочистки; G5 – поток избыточного водородсодержащего газа; G6 – поток нестабильного гидрогенизата в сепаратор низкого давления; G7 – поток углеводородного газа в линию сухого газа; G8 – поток нестабильного гидрогенизата в отпарную колонну; G9 – поток отпаренных продуктов из отпарной колонны; G10 – поток стабильного гидрогенизата; G11 – поток газового конденсата в отпарную колонну; G12 – поток углеводородного газа в абсорбер; G13 – поток водородсодержащего газа; G14 – смесь гидрогенизата и водородсодержащего газа; G15 – поток газапродуктовой смеси после риформинга; G16 – поток газопродуктовой смеси после гидрирования; G17 – жидкая фаза из сепаратора 12; G18 – поток водородсодержащего газа на осушку; G19 – поток нестабильного катализата; G20 – поток осушенного водородсодержащего газа; G21 – поток осушенного водородсодержащего газа; G22 – парожидкостная смесь из десорбера 14; G23 – добавка стабильного катализата; G24 – сброс сухого газа в топливную сеть; G25 – поток насыщенного газами катализата; G26 – поток отпаренного катализата на стабилизацию; G27 – поток несконденсировавшихся газов; G28 – поток стабильного катализата из стабилизационной колонны; G29 – поток стабильного катализата на экстракцию.

Рисунок 1. Блок-схема материальных потоков стадии каталитического риформинга

Выполнение работы (с помощью программы Mathcad)

1.Рассчитаем производительность в тонн/ч

2.Расчет аппаратов согласно блок-схеме.

Для расчета составляются уравнения материальных балансов по одному или нескольким компонентам (с наибольшим содержанием во фракции).

· блок 1

· блок 2

тонн/ч

· блок 3

· блок 4

· блок 5

· блок 6

· блок 7

· блок 8

· блок 9

· блок 10

· блок 11

· блок 12

· блок 13

· блок 14

Так как полученная система уравнений не решаема при помощи 2-х уравнений, запишем дополнительные уравнения материального баланса по нескольким компонентам.