3. Расчётная часть:

   1. Материальный баланс реакторного блока Материальный баланс реактора р2.

Температура подачи сырья Т_вх1 = 773 К

Константу k₁ находим из графика В.13 [7]

k₁ = 2,6 × 10^-7 кмоль/(ч*Па*кт.катализатора)

Константу равновесия определяем по (5) :

K_p1 = 9,81³ × 10¹² * е^{46,15-25600/779} = 4,31 × 10²⁰ Па³

Определяем относительное уменьшение нафтенов в результате реакции (1) :

dN_n11 2,6 * 10^-7

• -------- = 2,6* 10^-7 * 99,7 * 10³ - ------------- -36,2 * 10³ * (2312 * 10³)=

dV_R1 4,31 * 10²⁰

= 0,02565 кмоль / (ч*кг.катализатора)

Величина V_R1 определяется :

G_к1 7150 кг*кат-ра

V_R1 = ----- = --------- = 9,798 -------------------

n_с1 729,71 кмоль/ч сырья

где n_c1=n_c – количество сырья,подаваемого в первый реактор,кмоль/ч

Доля нафтенов, подвергнутых ароматизации :

- N_H11 = 0,02565 * 9,798 = 0,2513

Количество нафтенов, оставшихся после реакции ароматизации, равно n_H11=(y’_CH1-N_H11)n_C1,где y’_CH1- мольная нафтенов в сырье(таблица 3.8)

n_H11 = ( 0,312 – 0,2513 ) * 729,71 = 44,29 кмоль/час

Количество нафтенов, превратившихся в ароматические углеводороды :n_НА1=n_CH1-n_H11= 227,67-44,29=183,38 кмоль/час, где n_CH1- количество нафтеновых углеводородов в сырье(таблица 3.8)

Константа скорости k₂ определяется из графика 3.14. [7] :

k₂ =1,6 * 10^-15 кмоль/(ч * Па² * кг.кат-ра)

Константа химического равновесия реакции (2) :

k_p2 = 98,1^-1 *10^-3 * е ^{(4450/773) – 7,12} = 2,61 * 10^-6 Па^-1

Величина k_p2  1 указывает на преобладание обратной скорости реакции – превращение парафинов в нафтены.

Увеличение количества нафтенов в результате реакции (2) :

dN_H12 1.6 * 10^-15

-------- = 1,6 * 10^-15 * 99,7 * 10³ * 2312 * 10³ - --------------- * 183,9 * 10³ =

d_VR1 2.61 * 10^-6

= 2,56 *10^-4 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

Доля парафиновых углеводородов, подвергнутых превращению в результате реакции 2

N_H12 = 2,56 * 10^-4 * 9,798 = 0,00251

Количество нафтенов, оставшихся после проведения реакций (1) и (2) :

n_H12 =(y_CH1 –N_H11 +N_H12)n_C1=(0,312-0,2513+0,00251)*729,71=46,12 кмоль/час

Количество парафинов, превратившихся в нафтены :

n_НП1=n_H12-n_H11= 46,12-44,29=1,83 кмоль/ч

Константа скорости k₃ определяется из графика 3.15.[7] :

k₃ = 0,035 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

Уменьшение количества нафтенов в результате реакции гидрокрекинга (3) :

dN_H13 99,7 * 10³

- --------- = 0,035 * ------------- = 1,15 * 10^-3 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

dV_R1 3,04 * 10⁶

Доля нафтенов, подвергнутых гидрокрекингу :

- N_H13 = 1,15 *10^-3 * 9,798 = 0,01127 кмоль/ (ч * кг.кат-ра)

Количество нафтенов, оставшихся после первых 3-х реакций :

n_H13 = (y_CH1 – N_H11 + N_H12 – N_H13) n_c1 =

= (0,312 – 0,2513 + 0,00251 –0,01127) * 729,71) = 37,9 кмоль/ч

Количество нафтенов, подвергнутых гидрокрекингу :

n_Hг1 = n_H12 – n_H13 = 46,12 – 37,9 = 8,22 кмоль/ч

Константа скорости реакции (4) определяется из графика 3.15 [7] :

k₄ = 0,035 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

Уменьшение количества парафинов в результате гидрокрекинга :

d_NП1 183,9 * 10³

- --------- = 0,035 * ----------------- = 2,12 * 10^-3 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

d_VR1 3.04 * 10⁶

Определяется доля парафинов, подвергнутых гидрокрекингу :

- N_П1 = 2,12 * 10^-3 * 9,798 = 0,02077 кмоль/(ч * кг.кат-ра)

Количество парафинов, оставшихся после гидрокрекинга :

n_П14 = (y_СП1 – N_П1)n_c1 = ( 0,575 – 0,02077 ) * 729,71 = 404,43 кмоль/ч

где y’_СП1 – мольная доля парафиновых углеводородов в сырье (таблица 3.8)

Количество парафинов, которые подверглись гидрокрекингу и превратились в газ : n_ПГ1=n_П1- n_П14= 419,58 – 404,43=15,15 кмоль/ч