Расчет энтальпий паров сырья, гидрогенизата, газов реакции, СВСГ и ЦВСГ

Определение энтальпии сырья.

Исходные данные:

= 0,867

t_ср = (t_н.к. + t_к.к.)/2

t_ср = (176 + 356)/2 = 266 ⁰С

Характеризующий фактор данного нефтепродукта

К= ,

где Т_{ср мол} – средняя молекулярная температура кипения нефтепродукта, К

- плотность нефтепродукта,

Т_{ср мол} = t_ср + 273 = 266 + 273 = 539 К

= + 5α = 0,867 + 5 х 0,000673 = 0,870

К= =11

Молекулярная масса нефтепродукта

М = (7К – 21,5) + (0,76 – 0,04К)t_{ср. мол.} + (0,0003К – 0,00245)t_{ср. мол.}²

М_с = (7 х 12 – 21,5) + (0,76 – 0,04 х 12) х 270 + (0,0003 х 12 – 0,00245) х 270² = 240

В зависимости от К и М_с находим псевдокритические параметры

Т_пс.кр = 515 ⁰С = 788 К

Р_пс.кр = 17,5 х 10⁵ Па = 1,75 МПа

Приведенная температура.

Т_г=Т/Т_пс.кр,

где Т – абсолютная температура, при которой находят энтальпию, К;

Т₁₅₀ = 423/788 = 0,54

Т₂₀₀ = 473/788 = 0,60

Т₃₀₀ = 573/788 = 0,73

Т₃₆₀ = 633/788 = 0,80

Т₃₉₀ = 663/788 = 0,84

Т₄₂₀ = 693/788 = 0,88

Приведенное давление

Р_г = Р_н.п./Р_пс.кр

где Р_н.п –парциальное давление нефтепродукта

Р_г = 0,58_./1,75 = 0,34

Расчет энтальпии сырья при нормальных условиях

Н_t^н = а × (4 - ) – 308,99, где

где а – коэффициент, зависящий от температуры.

Н₁₅₀^н = 289,78(4 – 0,846) – 308,99 = 605 кДж/кг

Н₂₀₀^н = 315,79(4 – 0,846) – 308,99 = 687 кДж/кг

Н₃₀₀^н = 401,39(4 – 0,846) – 308,99 = 957 кДж/кг

Н₃₆₀^н = 450,76(4 – 0,846) – 308,99 = 1113 кДж/кг

Н₃₉₀^н = 447,66(4 – 0,846) – 308,99 = 1197 кДж/кг

Н₄₂₀^н = 505,60(4 – 0,846) – 308,99 = 1286 кДж/кг

Расчет энтальпии сырья при повышенном давлении

Н_t^п = Н_t^н – ΔН,

где ΔН – поправка на давление, кДж/кг

Т_г = 0,54

= 43 ΔН = 43Т_кр/М = 43 х 788/222 = 153 кДж/кг

Т_г = 0,60

= 24 ΔН = 24Т_кр/М = 24 х 788/222 = 85,2 кДж/кг

Т_г = 0,73

= 15 ΔН = 15Т_кр/М = 8 х 788/222 = 53,2 кДж/кг

Т_г = 0,80

= 8 ΔН = 8Ткр/М = 8 х 788/222 = 28,4 кДж/кг

Тг = 0,84

= 7 ΔН = 7 х 788/222 = 24,8 кДж/кг

Тг = 0,88

= 5 ΔН = 5 х 788/222 = 17,8 кДж/кг

Н₁₅₀^п = 605 – 153 = 452 кДж/кг

Н₂₀₀^п = 687 – 85,2 = 601,8 кДж/кг

Н₃₀₀^п = 957 – 53,2 = 903,8 кДж/кг

Н₃₆₀^п = 1113 – 28,4 = 1084,6 кДж/кг

Н₃₉₀^п = 1197 – 24 = 1172,2 кДж/кг

Н₄₂₀^п = 1286 – 17,8 = 1268,2 кДж/кг

Расчеты сведем в табл.

Таблица 2.8

Определение энтальпии сырья при 4,5 МПа

Показатели	Значение показателей
Температура, ^0С
Температура, К
Приведенная температура	0,54	0,60	0,73	0,80	0,84	0,88
Приведенное давление	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34
Поправка на давление , кДж/(моль·К)
Поправка на давление ΔН, кДж/кг		85,2	53,2	28,4	24,8	17,8
Энтальпия при нормальном давлении, кДж/кг						1286,2
Энтальпия при повышенном давлении, кДж/кг		601,8	903,8	1084,6	1172,2

Дальнейший расчет ведем аналогично

Определение энтальпии гидрогенизата

Исходные данные

= 0,847

t_ср = 275 ⁰С

= 0,847 + 5 х 0,000699 = 0,850

Характеризующий фактор

К= =12

Молекулярная масса

М_г/г = (7 х 12 – 21,5) + (0,76 – 0,04 х 12) х 275 + (0,0003 х 12 – 0,00245) х 275² = 209

Псевдокритические параметры

Т_пс.кр = 446 ⁰С = 719 К

Р_пс.кр = 18 х 10⁵ Па = 1,8 МПа

Приведенная температура.

Т₁₅₀ = 423/719 = 0,59

Т₂₀₀ = 473/719 = 0,66

Т₃₀₀ = 573/719 = 0,80

Т₃₆₀ = 633/719 = 0,88

Т₃₉₀ = 663/719 = 0,92

Т₄₂₀ = 693/719 = 0,96

Приведенное давление

Р_г = 0,59_./1,8 = 0,33

Дальнейший расчет сведем в табл.

Таблица 2.9

Определение энтальпии гидрогенизата при 4,5 МПа

Показатели	Значения показателей
Температура, ^0С
Температура, К
Приведенная температура	0,59	0,66	0,80	0,88	0,92	0,96
Приведенное давление	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33
Поправка на давление , кДж/(моль × К)
Поправка на давление ΔН, кДж/кг	178,9		72,2
Энтальпия при нормальном давлении, кДж/кг
Энтальпия при повышенном давлении, кДж/кг	454,1		907,8

Определение энтальпии бензина-отгона.

Исходные данные

= 0,724 кг/м³

t_ср = 124 ⁰С

= 0,724 + 5 х 0,000870 = 0,728 т/м³

Характеризующий фактор

К= =12

Молекулярная масса

М_с = (7 х 12 – 21,5) + (0,76 – 0,04 х 12) х 124 + (0,0003 х 12 – 0,00245) х 124² = 106

Так как парциальное давление бензина-отгона равно 0,4 МПа, то поправкой на давление можно пренебречь. Находим энтальпию паров бензина-отгона.

Таблица 2.10

Определение энтальпии бензина при атмосферном давлении

Показатели	Значения показателей
Температура, ^0С
Температура, К
Энтальпия, кДж/кг

Определение энтальпии СВСГ, ЦВСГ, УВГ

Энтальпия водорода находится по формуле:

q_H2 = С_Н2 х t,

где С_Н2 – теплоемкость водорода

С_Н2 = 4,19(6,8397 + 0,00043868Т – 1,8 х 10^-7Т²)

С_Н2 = 14,6 кДж/кг⁰С

q_H2¹⁵⁰ = 14,6 х 150 = 2190 кДж/кг

q_H2²⁰⁰ = 14,6 х 200 = 2920 кДж/кг

q_H2³⁰⁰ = 14,6 х 300 = 4380 кДж/кг

q_H2³⁶⁰ = 14,6 х 360 = 5256 кДж/кг

q_H2³⁹⁰ = 14,6 х 390 = 5694 кДж/кг

q_H2⁴²⁰ = 14,6 х 420 = 6132 кДж/кг

Энтальпии СВСГ, ЦВСГ и газов реакции представлены в таблицах

Таблица 2.11

Определение энтальпии циркулирующего водородосодержащего газа при 7,0 МПа

Компоненты

Мольная доля, yi

150^0С

200^0С

300^0С

360^0С

390^0С

420^0С

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

H2

0,9

0,9

CH4

0,032

0,032

C2H6

0,027

0,027

C3H8

0,019

0,019

i-C4H10

0,005

0,005

n-C4H10

0,005

0,005

i-C5H12

0,004

0,004

n-C5H12

0,005

0,005

Итого

Таблица 2.12

Определение энтальпии свежего водородосодержащего газа при 7,0 МПа

Компоненты

Мольная доля, yi

150^0С

200^0С

300^0С

360^0С

390^0С

420^0С

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

H2

0,9992

CH4

0,0008

Итого

Таблица 2.13

Определение энтальпии газов реакции при 7,0 МПа

Компоненты

Мольная доля, yi

150^0С

200^0С

300^0С

360^0С

390^0С

420^0С

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

энтальпия

yi×Hi

H2

0,18

CH4

0,384

C2H6

0,162

C3H8

0,176

i-C4H10

0,04

n-C4H10

0,04

i-C5H12

0,009

n-C5H12

0,009

Итого

Таблица 2.14

Энтальпия газообразного сероводорода при избыточном давлении 7,0 МПа

Температура, °С
Энтальпия, кДж/кг

По данным 5.6-5.12 построим графики зависимости энтальпии от температуры для сырья, гидрогенизата, СВСГ, ЦВСГ, газов реакции, сероводорода (рис. 5.1-5.7).

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Рис. 2.3

Рис. 2.4

Рис. 2.5

Рис. 2.6

Рис. 2.7

q_р = ,

где q_р – тепловой эффект процесса, кДж/кг

М_с – молекулярная масса сырья

М_гоi – молекулярная масса продуктов гидроочистки

α_i – массовые выходы продуктов гидроочистки, доли единицы

q_р = = 34 кДж/кг

Дата добавления: 2015-07-14