Технологические расчеты процесса гидроочистки дизельной фракции с использованием катализатора ГКД-202
Зотов Юрий Львович,
доктор химических наук, профессор кафедры технологии органического и нефтехимического синтеза, научный руководитель,
Музюкова Елена Сергеевна,
студент-магистрант.
Волгоградский государственный технический университет.
Гидравлическое масло ВМГЗ производят на основе гидроочищенной дизельной фракции. Условия проведения процесса гидроочистки зависят от фракционного и химического состава сырья, от требуемой степени очистки и применяемого катализатора. Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объемной скоростью можно проводить процесс и глубина обессеривания выше. Обычно, процесс проводят с использованием каталитической системы ГП-534 (ГП-534М). При этом для основы характерным недостатком является превышение суммы ароматических углеводородов. Для решения данной проблемы в литературе [1, 2] предлагается катализатор ГКД-202. Для катализатора марки ГКД-202 объемная скорость по сырью 3,8–4,5 ч-1[3], а у катализатора ГП-534 – 0,5–1,2 ч-1. Таким образом, производительность установки с катализаторомГКД-202 по сырью увеличивается в 3,5 раза. Катализатор более прочный, у него больший межрегенерационный период, высокая активность и большой срок службы.
Нами произведены расчеты реактора производительностью 140 000 т/год с использованием катализатора марки ГКД-202 .
По известной объемной скорости по сырью, в интервале 3,8–4,5 ч-1,выбирая для расчетов значение 3,5 ч-1, для первой секции установки расчетный объем катализатора равен Vк=7,94 м3.
По найденному значению Vк были рассчитаны геометрические размеры реактора гидроочистки. Для цилиндрической части реактора примем отношение высоты к диаметру равным 4:1 или H = 4D [4].
Тогда:
Внутренний диаметр реактора равен:
Согласно ГОСТ 9617-76 [5] внутренний диаметр сосуда или аппарата, изготовляемого из стальных листов или поковок, должен быть выбран из следующего ряда:…(1300), 1400, (1500), 1600, (1700),… Таким образом, наиболее близкий диаметр стандарта к расчетному диаметру будет являться Ø1400 мм [6]. Высота цилиндрической части:
Среднее время пребывания τ сырья в реакционной зоне составит:
Пересчет на объем катализаторной зоны составит:
Отсюда среднее время пребывания будет равно:
Схема реактора представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема реактора гидроочистки.
Таким образом, расчет показал, что усовершенствованный процесс большей производительностью лучшими показателями качества гидроочищенного продукта может быть реализован на установке без замены реактора за счет применения более эффективного катализатора.
Литература
1. Патент 2084492 РФ, C10G45/08, С1. Способ гидрооблагораживания дизельных фракций / Р.К. Насиров.; заявитель(и) и патентообладатель(и): Открытое акционерное общество «СОюзНефтеЭКОлогия»; заявл. 01.08.1995; опубл. 20.07.1997.
2. Патент 2074877 РФ, C10G45/08, А1. Способ получения малосернистых дизельных фракций / Р.К. Насиров, Е.Л. Талисман, Н.А. Ковальчук. - заявитель(и) и патентообладатель(и): Насиров Рашид Кулам; заявл. 19.10.1994; опубл. 10.03.1997.
3. Гидрообессеривание прямогонных и вторичных дизельных топлив / А.Г. Олтырев [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 2004. – №6. – С. 43–44.
4. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. – 672с.
5. Магарил Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учебное пособие. – М.: КДУ, 2010. – 280 с.
6. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 с., ил.
Поступила в редакцию 18.05.2015 г.