Кондрашева Н.К., Кондрашев Д.О. Технологические расчеты и теория процесса гидроочистки

Подождите немного. Документ загружается.

Ðèñóíîê 8  Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ðåàêòîðíîãî áëîêà è óçëà âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñåïàðàöèè óñòàíîâêè

ãèäðîî÷èñòêè:

Ï-1  ïå÷ü; Ð-1  ðåàêòîð; Õ-1, Õ-2  õîëîäèëüíèêè; Ñ-1  âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ñåïàðàòîð âûñîêîãî äàâëå-

íèÿ; Ñ-2  íèçêîòåìïåðàòóðíûé ñåïàðàòîð âûñîêîãî äàâëåíèÿ; I  ñåêöèÿ ìîíîýòàíîëàìèíîâîé î÷èñòêè

âîäîðîäñîäåðæàùåãî ãàçà

Cûðüå

Ï-1

Ð-1

Õ-2

ÂÑÃ

Ñ-1

Îòäóâ

Ñâåæèé ÂÑÃ

Óãëåâîäîðîäíûé

Ñ-2

Ãèäðîãåíèçàò

ÏÊ-1

ãàç

Õ-1

ãäå x¢

 ìîëüíàÿ äîëÿ i-ãî êîìïîíåíòà â æèäêîé ôàçå;

x¢

 ìîëüíàÿ äîëÿ i-ãî êîìïîíåíòà â èñõîäíîé ñìåñè;

 êîíñòàíòà ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ i-ãî êîìïîíåíòà.

Ïîñêîëüêó â ñåïàðàòîðàõ ïîääåðæèâàåòñÿ äàâëåíèå âûøå

àòìîñôåðíîãî, òî ðàñ÷åò êîíñòàíò ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ êîìïî-

íåíòîâ íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü ñ ïîïðàâêîé íà ýòî ïîâûøåííîå

äàâëåíèå



(78)

ãäå p

 ïàðöèàëüíîå äàâëåíèå i-ãî êîìïîíåíòà;

p  äàâëåíèå â ñåïàðàòîðå;

 êîýôôèöèåíò àêòèâíîñòè i-ãî êîìïîíåíòà â ïàðîâîé

ôàçå;

 êîýôôèöèåíò àêòèâíîñòè i-ãî êîìïîíåíòà â æèäêîé

ôàçå.

Ìîëüíàÿ äîëÿ i-ãî êîìïîíåíòà â èñõîäíîé ñìåñè x¢

(79)

ãäå x

 ìàññîâàÿ äîëÿ i-ãî êîìïîíåíòà â èñõîäíîé ñìåñè;

Ì  ñðåäíÿÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà èñõîäíîé ñìåñè;

 ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà i-ãî êîìïîíåíòà.

Ñðåäíÿÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà èñõîäíîé ñìåñè îïðåäåëÿåòñÿ

ïî óðàâíåíèþ

(80)

Ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà i-ãî êîìïîíåíòà Ì

îïðåäåëÿåòñÿ ïî óðàâ-

íåíèþ Âîèíîâà

(81)

ãäå t

ñð

 ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ óçêîé ôðàêöèè,

Ñ.

Ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ i-é ôðàêöèè ðàññ÷èòûâàåòñÿ

êàê ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå òåìïåðàòóð íà÷àëà è êîíöà êèïåíèÿ

ôðàêöèè.

Äàâëåíèå íàñûùåííûõ ïàðîâ ð

, Ïà, i-é ôðàêöèè ðàññ÷èòûâà-

åòñÿ ïî óðàâíåíèþ Àøâîðòà [7, 11, 16]:

(82)

ãäå t  òåìïåðàòóðà îäíîêðàòíîãî èñïàðåíèÿ,

Ñ;

 ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ óãëåâîäîðîäíîé ôðàêöèè,

Ñ.

Ôóíêöèÿ f(t) ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî óðàâíåíèþ

(83)

Ïî ýòîìó æå óðàâíåíèþ, ïîäñòàâëÿÿ t

âìåñòî t, íàõîäÿò

ôóíêöèþ f (t

Êðèòè÷åñêèå äàâëåíèå è òåìïåðàòóðà Ô

êð

îïðåäåëÿþòñÿ

ïî ýíòðîïèéíî-èíôîðìàöèîííîìó ìåòîäó [13]:

(84)

ãäå j, a, a

, a

 êîýôôèöèåíòû ìîäåëè êðèòè÷åñêèõ

êîíñòàíò.

(85)

Ïëîòíîñòü r

ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå

(86)

ãäå r

 ïëîòíîñòü i-é ôðàêöèè.

Ïëîòíîñòü i-é ôðàêöèè ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî óðàâíåíèþ Êðýãà

(87)

Ïðèâåäåííûå òåìïåðàòóðà è äàâëåíèå ðàññ÷èòûâàþòñÿ

ïî óðàâíåíèþ

(88)

äëÿ ïàðîâîé ôàçû

(89)

äëÿ æèäêîé ôàçû

(90)

Â çàâèñèìîñòè îò ïðèâåäåííûõ ïàðàìåòðîâ T

ïð

è ð

ïð

äëÿ

ïàðîâîé è æèäêîé ôàçû i-é ôðàêöèè ïî íîìîãðàììå îïðåäåëÿþòñÿ

êîýôôèöèåíòû àêòèâíîñòè g

è g

Êîíñòàíòà ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ âîäîðîäà ïðèíèìàåòñÿ ðàâ-

íîé áåñêîíå÷íîñòè, êîíñòàíòû ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ èíäèâèäóàëü-

íûõ óãëåâîäîðîäîâ îïðåäåëÿþòñÿ ïî íîìîãðàììå.

Äàííûå ðàñ÷åòà ñâîäÿòñÿ â òàáëèöó 10. Ìåòîäîì ïîäáîðà

îïðåäåëÿåòñÿ ìîëüíàÿ äîëÿ îòãîíà å¢.

Ñðåäíèå ìîëåêóëÿðíûå ìàññû ïàðîâîé M

è æèäêîé M

ôàç

ðàññ÷èòûâàþò ïî óðàâíåíèÿì:

(91)

(92)

Ìàññîâàÿ äîëÿ îòãîíà e îïðåäåëÿåòñÿ ïî óðàâíåíèþ:

(93)

Òàáëèöà 10  Ðàñ÷åò îäíîêðàòíîãî èñïàðåíèÿ

Êîìïîíåíò

ÑÍ

Ïðîäóêò 1

Ïðîäóêò 2

Ïðîäóêò 3

ÈÒÎÃÎ

êã/÷ t

ñð

Ñ x

x¢

, Ïà

Ïðîäîëæåíèå òàáëèöû 10

Êîìïîíåíò

ÑÍ

Ïðîäóêò 1

Ïðîäóêò 2

Ïðîäóêò 3

ÈÒÎÃÎ

êð

ÌÏà

êð

, Ê

Ïðîäîëæåíèå òàáëèöû 10

Êîìïîíåíò

ÑÍ

Ïðîäóêò 1

Ïðîäóêò 2

Ïðîäóêò 3

ÈÒÎÃÎ

t,p

, Ïà f

t,p

, Ïà K

e¢(K

 1) + 1 x ¢

Ïðîäîëæåíèå òàáëèöû 10

Êîìïîíåíò

ÑÍ

Ïðîäóêò 1

Ïðîäóêò 2

Ïðîäóêò 3

ÈÒÎÃÎ

y¢

Îêîí÷àíèå òàáëèöû 10

Êîìïîíåíò

ÑÍ

Ïðîäóêò 1

Ïðîäóêò 2

Ïðîäóêò 3

ÈÒÎÃÎ

Ñîñòàâ æèäêîé

ôàçû, êã/÷

Ñîñòàâ ïàðîâîé

ôàçû, êã/÷

Ìîëüíûå êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòîâ ïåðåñ÷èòûâàþòñÿ â ìàñ-

ñîâûå:

(94)

(95)

Êîýôôèöèåíòû àêòèâíîñòè â çàâèñèìîñòè îò ïðèâåäåííûõ

ïàðàìåòðîâ îïðåäåëÿþòñÿ ïî ãðàôè÷åñêèì çàâèñèìîñòÿì (íîìî-

ãðàììàì) [7, 8, 11].

Êîíñòàíòû ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ èíäèâèäóàëüíûõ êîìïî-

íåíòîâ (âîäîðîä, óãëåâîäîðîäû öèðêóëèðóþùåãî âîäîðîäñîäåð-

æàùåãî ãàçà, ñåðîâîäîðîä) ìîãóò áûòü ñðàçó îïðåäåëåíû ïî íî-

ìîãðàììàì [7, 8, 11].

Ãðàôè÷åñêîå îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòîâ àêòèâíîñòè è êîí-

ñòàíò ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ èíäèâèäóàëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ âíî-

ñèò â ðàñ÷åòû îïðåäåëåííóþ ïîãðåøíîñòü, èçáåæàòü êîòîðîé ââè-

äó îòñóòñòâèÿ óðàâíåíèé äëÿ íàõîæäåíèÿ óêàçàííûõ âåëè÷èí

íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì.

Äëÿ ñíèæåíèÿ òàêèõ ïîãðåøíîñòåé ðåêîìåíäóåòñÿ ïðè ðàñ÷å-

òå îäíîêðàòíîãî èñïàðåíèÿ øèðîêèå óãëåâîäîðîäíûå ôðàêöèè

ðàçáèâàòü íà óçêèå (íàïðèìåð, áåíçèíîâóþ ôðàêöèþ 40200

ðàçáèòü íà ÷åòûðå óçêèå ôðàêöèè: 4080

Ñ; 80120

Ñ; 120

160

Ñ; 160200

Ñ).

Ïîëó÷åííûå äàííûå ïî ðàñ÷åòó îäíîêðàòíîãî èñïàðåíèÿ èñ-

ïîëüçóþòñÿ äëÿ ðàñ÷åòà âòîðîãî ñåïàðàòîðà. Ðàñ÷åò ìàòåðèàëüíîãî

áàëàíñà âòîðîãî ñåïàðàòîðà ïðîâîäèòñÿ àíàëîãè÷íî.

Âûáðîñû òîêñè÷íûõ âåùåñòâ àâòîìîáèëÿìè ñ äèçåëüíûìè

äâèãàòåëÿìè ñèëüíî çàâèñÿò îò ñîäåðæàíèÿ áè- è òðèöèêëè÷åñêèõ

àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî âûáðîñû ïîëè-

àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ äèçåëüíûìè äâèãàòåëÿìè ïðÿìî

ïðîïîðöèîíàëüíû èõ ñîäåðæàíèþ â òîïëèâå. Ýêîëîãè÷åñêàÿ îïàñ-

íîñòü ýòèõ âûáðîñîâ âåñüìà âåëèêà, òàê êàê ïîëèàðåíû íåëåòó÷è,

õèìè÷åñêè ñòàáèëüíû â àòìîñôåðíûõ óñëîâèÿõ, è ÷àñòü èç íèõ 

ñèëüíûå êàíöåðîãåíû [17, 18].

Ãëóáîêèé ïèðîëèç óãëåâîäîðîäîâ òîïëèâà ïðèâîäèò ê îáðàçî-

âàíèþ ñàæè â äèçåëå. ×àñòèöû ñàæè ãîðÿò ìåäëåííî, ÷àñòü ñàæè

íå äîãîðàåò è âûáðàñûâàåòñÿ ñ îòðàáîòàâøèìè ãàçàìè. Íàèáîëü-

øèé âûõîä ñàæè ïðè òåðìè÷åñêîì ðàçëîæåíèè äàþò áè- è òðèöèê-

ëè÷åñêèå àðåíû, ìåíüøèé  ìîíîöèêëè÷åñêèå.

Â äèçåëüíûõ äâèãàòåëÿõ îáðàçîâàíèå îêñèäîâ àçîòà NO

çíà-

÷èòåëüíî ïðåâûøàåò èõ îáðàçîâàíèå â áåíçèíîâûõ äâèãàòåëÿõ,

à îáðàçîâàíèå îêñèäà óãëåðîäà çíà÷èòåëüíî ìåíüøå.

Âûáðîñû SO

îïðåäåëÿþòñÿ òîëüêî ñîäåðæàíèåì ñåðû â òîï-

ëèâå. Ñíèæåíèå ñîäåðæàíèÿ ñåðû â òîïëèâå ñ 0,5 äî 0,01 % ïðèâî-

äèò ê óìåíüøåíèþ òîêñè÷íîñòè âûáðîñîâ íà òðåòü. Â òàáëèöå 11

òîêñè÷íîñòü âûáðîñîâ SO

ñîïîñòàâëåíà ñ òîêñè÷íîñòüþ, âíîñè-

ìîé NO

, CO, CH è ñàæåé [3, 17, 20, 21].

Òðåáîâàíèÿ Ìèðîâîé òîïëèâíîé õàðòèè ê êà÷åñòâó äè-

çåëüíûõ òîïëèâ ñôîðìóëèðîâàíû äëÿ ÷åòûðåõ êàòåãîðèé êà÷åñòâà

(òàáëèöà 12) [9, 18, 20].

Îáåñïå÷åíèå ñîäåðæàíèÿ îáùåé ñåðû â äèçåëüíîì òîïëèâå

êàòåãîðèé 24 âîçìîæíî òîëüêî ïðè ãëóáîêîé ãèäðîî÷èñòêå, ÷òî

äåëàåò íåíóæíûì íîðìèðîâàíèå ñîäåðæàíèÿ ìåðêàïòàíîâ, íåïðå-

äåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ è ôàêòè÷åñêèõ ñìîë.

Òðåáîâàíèÿ ê ñìàçûâàþùåé ñïîñîáíîñòè äèçåëüíîãî òîïëèâà

è ÷èñòîòå èíæåêòîðîâ íå ìîãóò áûòü óäîâëåòâîðåíû áåç ââåäåíèÿ

â òîïëèâî ïðèñàäîê, òàê êàê ãëóáîêî î÷èùåííûå òîïëèâà íå ìîãóò

óäîâëåòâîðÿòü ýòèì íîðìàì. Âûïîëíåíèå íîðìû íà îêèñëèòåëü-

íóþ ñòàáèëüíîñòü òàêæå òðåáóåò ââåäåíèÿ â òîïëèâî àíòèîêèñëè-

òåëüíûõ ïðèñàäîê.

Íîðìà íà ñîäåðæàíèå âîäû ñîîòâåòñòâóåò ðàñòâîðèìîñòè âîäû

â òîïëèâå è èñêëþ÷àåò ñîäåðæàíèå ýìóëüñèîííîé âîäû.

CO 1,5 500 0,33 / 0,5

CH 0,46 11500 7,67 / 11,4

3,5 87500 58,37 / 86,7

Òâåðäûå ÷àñòèöû 0,02 400 0,27 / 0,4

ïðè ñîäåðæàíèè 2,5 50000 33,36

ñåðû 0,5 %

ïðè ñîäåðæàíèè 0,05 1000 1,0

ñåðû 0,01 %

Òàáëèöà 11  Òîêñè÷íûå âûáðîñû (ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå ïî íîð-

ìàì ÅÂÐÎ-4) äèçåëüíûìè ãðóçîâûìè ÀÒÑ è àâòî-

áóñàìè (óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà 250 ã/êÂò

÷)

Âûáðîñû ã/êÂò

Â åäèíèöàõ

ÏÄÊ

Ïðîöåíò ê ñóììàð-

íîé òîêñè÷íîñòè

ïðè 0,5 % S /

ïðè 0,01 % S