Химизм реакций гидрогенолиза гетероорганических соединений сырья

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине «Химическая технология топлив и углеродных материалов»

на тему «Проект установки процесса гидроочиски дистилятного сырья (дизельного топлива) мощностью по сырью 800т.т./год. Реактор процесса гидроочистки.»

 

Выполнил: студент гр. ХТТ-01-1

Барабаш Е.В.

                                                                              Проверил:   Дроздова С.Н.

 

 

Тюмень 2005г.

Реферат

 

Пояснительная записка к курсовому проекту содержит, 1 рисунок, 5 таблиц, 5 источников.

Объектом проектирования является реактор процесса гидроочистки. Мощность установки составляет 800 тыс. т/год.

Цель проекта – выполнить технологический и гидравлический расчёт реактора.

В результате проведенного расчета получили, что для установки мощностью 800 тыс. т/год потребуется реактор: диаметр 2,1 метров, высота 4,2 метра.

 

 

 

 

Содержание.

Перечень единиц, используемых в проекте, в системе СИ……………………4

Введение…………………………………………………………………………..5

1.	Литературный обзор………………………………………………………	6
	1.1 Химизм реакций гидрогенолиза гетероорганических соединений сырья………………………………………………….	6
	1.2 Термодинамика и кинетика гидрогенолиза гетероорганических           соединений сырья………………………………………………	7
	1.3. Катализаторы гидрогенизационных процессов………………...	10
2.	Исходные данные………………………………………………………….	14
3.	Технологический расчет………………………………………………….	15
	3.1 Выход гидроочищенного топлива……………………………….	15
	3.2 Расход водорода на гидроочистку……………………………….	15
	3.3 Потери водорода с отдувом………………………………………	17
	3.4 Материальный баланс установки………………………………...	18
	3.5 Материальный баланс установки гидроочистки……………….	19
	3.6 Материальный баланс установки реактора гидроочистки…….	19
	3.7 Тепловой баланс реактора………………………………………..	20
4.	Гидравлический расчет…………………………………………………...	26
	4.1 Расчет потери напора в слое катализатора………………………	26
5.	Заключение…………………………………………………………….......	29
6.	Список используемой литературы……………………………………….	30

 

Перечень единиц, используемых в проекте, в системе СИ

 

Наименование

Обозначение

Единица измерения

Давление	Р	МПа
Температура	T	°С, К
Тепловой поток	Ф	Вт
Молярная масса	М	кг/кмоль
Плотность	ρ	кг/м3
Массовый расход	G	кг/час
Энтальпия	I	кДж/кг
Объемный расход	V	м3/с
Площадь сечения	S	м2
Диаметр, высота	D, H	м

 

 

Введение

Гидроочистка проводится с целью удаления из нефтяных фракций таких нежелательных компонентов как сера, азот, кислород и металлорганические соединения, а также для гидрирования олефинов и диеновых углеводородов.

Сырьем гидроочистки может быть бензиновая фракция прямой перегонки нефти термического коксования, керосино газойливые фракции прямой перегонки и деструктивного происхождения, а также вакуумрыйгазойль.

Принципиальная технологическая схема гидроочистки практически одинакова для всех видов перерабатываемого сырья.

 

Схема установки гидроочистки дизельного топлива:

1 — печь; 2 — реактор; 3 — теплообменники; 4 — холодильник; 5 — газосепаратор высокого давления; 6 — абсорбер для моноэтаноламиновой очистки циркулирующего водородсодер-жащего газа; 7 — циркуляционный компрессор; 8 — газосепаратор низкого давления; 9 — абсорбер для моноэтаноламиновой очистки углеводородного газа; 10 — колонна регенера­ции моноэтаноламина (десорбер); 11 — колонна отгонки бензина;

I — свежий водородсодержащий газ; II — сырье; III— отдув (водородсодержащий газ); IV — углеводородный газ; V — сероводород; VI — бензин; VII — дизельное топливо гидроочищенное

 

Литературный обзор.

Химизм реакций гидрогенолиза гетероорганических соединений сырья.

Гидрогенолиз гетероорганических соединений в процессах гидрооблагораживания происходит в результате разрыва связей C-S, C-N,С-О и насыщенияводородом образующихся гетероатомов и двойнойсвязи у углеводороднойчасти молекул нефтяного сырья. При этом сера, азот и кислород выделяются в виде соот­ветственно H₂S, NH₃ иH₂O. Содержащиеся в сырье непредельные гидрируютсядопредельных парафиновых углеводородов. В за­висимости от и процессов возможны  частичное гидрирование и гидрокрекинг полициклических ароматических и смолисто асфальтеновых углеводородов. Металлоорганические соединения сырья разрушаются, и выделяющиеся металлы отлагаются на катализаторе.

Гидрогенолиз сераорганических соединений.

Меркаптаны гидрируются до сероводорода и соответствующего углеводорода:

RSH + H₂ → RH + H₂S

Сульфиды гидрируются через образование меркаптанов:

RSR + H₂ → RSH + R^lH  R^lH + RH + H₂S

Дисульфиды гидрируются аналогично:

RSSR^l + H₂ → RSR + R^lSH  RH + R^lH + 2H₂S

Циклические сульфиды, например тиофан и тиофен, гидрируются с образованием соответствующих алифатических углеводородов:

Бенз- и дибензтиофены гидрируются по схеме:

Гидрогенолиз азоторганических соединений.

Азот в нефтяном сырье находится преимущественно в гетероциклах в виде производственных пиррола и пиридина. Гидрирование их протекает в общем аналогично гидрированию сульфидов:

Гидрогенолиз кислородсодержащих соединений.

Кислород в топливных фракциях может быть проедставлен соединениями типа спиртов, эфиров, и нафтеновых кислот. В газойлевых фракциях и нефтяных остатках кислород находится в основном в мостиковых связях и в циклах полициклических ароматических и смолисто-асфальтеновых соединений нефти.

При гидрировании кислородных соединений образуются соответствующие углеводороды и вода: