Построение математической модели ХТС

Химическая модель процесса каталитического крекинга имеет очень сложный вид. Рассмотрим наиболее простую из реакций протекающих вс процессе крекинга:

С_nН_2n+2 → C_mH_2m+2 + C_pH_2p,

Скорость прямой реакции выражается уравнением

где ν – скорость прямой реакции, k - коэффициент пропорциональности (константа скорости реакции)

Принимаем, что x₁ =  можно записать, что

ν = k×x₁

Принимая, что температурный коэффициент скорости данной химической реакции равен 2.7, можно записать, что

где x₂ – изменение температуры химической реакции ΔТ.

Поскольку процесс синтеза происходит в газовой фазе, можно количественно оценить влияние давления в системе на скорость химического процесса. Так, при увеличении давления в системе, эквивалентного уменьшению объема системы в 2 раза (при этом во столько же раз происходит повышение концентраций реагирующих веществ), скорость прямой реакции возрастает в 2 раза. Таким образом, правомерно записать

где x₃ – изменение давления, соответствующее уменьшению объема системы в 2 раза.

Анализируя полученную математическую зависимость можно сделать вывод о характере влияния основных технологических параметров на скорость прямой химической реакции. При возрастании температуру и давления в реакторе скорость реакции возрастает согласно уравнению.

Изучение свойств и эффективности функционирования ХТС

На основе расходных коэффициентов и соотношения фракций готового продукта, полученных из литературных данных [1] рассчитаем материальный баланс установки каталитического крекинга.

Расходные коэффициенты для установки крекинга «КС» (на 1 т сырья):

катализатор 1,9 кг,

водя­ной пар (потребляемый) 270 кг,

водяной пар (вырабатываемый) 685 кг.

кокс 4–8 % .

Состав готового продукта, %:

Крекинг-газ – 10–20, примем 15

Крекинг-бензин – 30–55 примем 50

Дизельное топливо – 25–30 примем 25

Широкая фракция – 5–20 примем 20

Невязка баланса = │1271,9 – 1324│ / 1271,9 × 100 = 4,0 %

Невязка баланса в пределах нормы.

Заключение

В разработанном курсовом проекте приведён критический анализ различных промышленных способов производства бензина. Рассмотрены основные достоинства и недостатки существующих технологических схем производства. Из реализуемых в современном производстве вариантов выбрана наиболее оптимальная технологическая схема. Производство бензина по рассматриваемой схеме характеризуется одним из наиболее высоких выходов и при этом технология более простая по сравнению с платформингом. В выбранной схеме применяется подогрев исходного сырья теплом продуктов реакции, что повышает экономичность производства. Реализован принцип многократного прохода сырья через основной реактор синтеза, что повышает степень превращения.

В результате проведённой работы, разработана экономически эффективная, экологически безопасная и технологически приемлемая модель производства бензина при каталитическом крекинге нефтепродуктов.