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1、2020/8/14,重整装置,基准能耗培训讲义,本演示文稿可能包含观众讨论和即席反应。使用 PowerPoint 可以跟踪演示时的即席反应， 在幻灯片放映中，右键单击鼠标 请选择“会议记录” 选择“即席反应”选项卡 必要时输入即席反应 单击“确定”撤消此框 此动作将自动在演示文稿末尾创建一张即席反应幻灯片，包括您的观点。,2020/8/14,目 录,一、 前言 二、能耗分解图 三、基准条件 四、计算方法 五、能耗评价指标 六、计算实例,2020/8/14,一、前言,影响重整装置能耗的因素很多，基准能耗不是一个具体的能耗指标，而是一种计算方法，它是从重整装置各部分用能机理出发，并结合用能效率因子
2、加以修正，并普遍适用的重整装置能耗计算方法。 重整装置能耗中重整反应热所占比重较高，并且此反应热与原料组成和产品组成、性质有直接关系。所以重整装置基准能耗的计算依赖于原料组成、产品组成和性质的标定数据。,2020/8/14,本方法适应的流程,本计算方法包括了预加氢、重整反应、催化剂再生、氢气再接触以及重整后分馏等部分。 预加氢分馏可以包括一塔或两塔流程；氢气再接触可以包括一级或两级压缩，重整后分馏只包括稳定塔。,2020/8/14,二、能耗分解图,1、预加氢反应部分 2、预加氢分馏部分 3、重整反应部分 4、再接触部分 5、重整分馏部分 6、再生系统,2020/8/14,1、预加氢反应部分,2
3、020/8/14,2、预加氢分馏部分（1）,2020/8/14,2、预加氢分馏部分（2）,2020/8/14,3、重整反应部分,2020/8/14,4、再接触部分,2020/8/14,5、重整分馏部分,2020/8/14,三、基准条件,1、原料性质 石脑油，恩氏馏程干点180。 2、产品性质 A、重整产物为稳定汽油C5，40出装置。 B、氢气纯度90mol，纯氢产率：连续重整取3.5，固定床取2.8，组合床取3.1。 C、氢气出装置压力2.0MPa,2020/8/14,3预加氢反应条件,A、预加氢采用氢气循环流程， B、气油体积比100 : 1,2020/8/14,4重整反应条件,A、重整高分
4、罐压力(表MPa)：连续重整取0.25，固定床取1.0，组合床取0.65; B、 系统压差(表MPa)：连续重整取0.2，固定床取0.4，组合床取0.3. C、循环氢纯度V%, 连续重整、固定床取、组合床均取0.85 D、重整氢油比分子比, 连续重整取2，固定床取6，组合床取3.5。,2020/8/14,5各塔操作条件,A、预分馏塔：塔顶压力(表)0.3 MPa，回流比0.30对进料，重。 B、汽提塔：塔顶压力(表)1.0 MPa，回流比0.25对进料，重。 C、稳定塔：塔顶压力(表)1.0 MPa，回流比0.20对进料，重。 D、各塔回流温度均为40。,2020/8/14,6加热炉热效率,A
5、、重整加热炉“四合一”炉热效率90。 B、其他圆筒炉不包括分子筛再生炉热效率88。 C、热油汽管线及反应器、塔类等高温部件散热损失为3%,2020/8/14,7其他,A、重整循环氢压缩机采用离心机背压式蒸汽透平驱动，动力为3.5 MPa蒸汽，排汽为1.0 MPa蒸汽，离心式压缩机效率取0.85。 B、其他压缩机采用电动往复式，压缩机效率取0.95。 C、泵采用电机驱动。 D、各塔热源均按重沸炉供热。 E、拔头油直接送出装置而不进稳定塔。 F、装置中全空冷进行冷凝、冷却，不设后冷器。,2020/8/14,四、能耗计算方法,1、反应热（进料加热炉和中间加热炉） 2、塔的能耗 3、压缩机 4、泵 5
6、、空冷 6、氨冷 7、再生系统能耗 8、其它物耗,2020/8/14,4.1 反应热（加热炉热量分配图解）,2020/8/14,4.1、反应热（加热炉供热量）,A、进料加热料的负荷为补偿进料换热器热端温差，中间加热炉作为反应的补偿。 B、考虑到重整进料和产物都比较简单，重整反应热采用物质生成焓法。 C、重整反应可以看成是环烷、烷烃转化成芳烃，一部分大烷烃变较小烷烃（C6-C8）和小烷烃（以C1-C5）的过程。在重整反应中有以下规律：,2020/8/14,4.1、反应热（重整反应热规律）,l五、六元环烷不论侧链如何，每摩尔环烷转化成1摩尔芳环的反应热非常接近，同时烷烃也有类似规律。 l氢气对反应
7、热贡献为四反出口温度下的生成焓。 l小烷烃（以C1-C5）对反应热贡献为四反出口温度下的与进料中等质量烷烃的生成焓差。,2020/8/14,4.1.1重整反应热,所以每100Kmol进料反应总吸热量W（MJ） W=W1+W2+W3+W4； E3 = W/（0.36*Moil*0.9） A、 W1为原料中环烷转化成芳烃的焓差。 W1 = 196.55*Mni B、 W2为原料中烷转化成芳烃的焓差。 W2 = 240.45*(Mao-Mai-Mni) 、,2020/8/14,4.1.1重整反应热,C、W3氢气在四反出口温度下的生成焓。 W3 = 164.5*Who* Moil/100 D、W4小烷
8、烃（C1-C5）在四反出口温度下与进料中等质量烷烃的生成焓差,2020/8/14,500下的与等质量进料烷烃的焓差(MJ/100Kmol),2020/8/14,4.1.2重整进料加热炉,将进料加热至末反出口温度 E2 = DTr*1000*3.1*（1+K/10）/3600/0.9 = 1.003* dTr*（1+K/10） DTr换热器热端设计温差， K-与氢油分子比有关的系数。氢油分子比按连续重整取2，固定床取6，组合床取3.5,2020/8/14,重整进料加热炉缺省值表,2020/8/14,4.1.3预加氢加热炉,E3 = 0.9028 *DTh/(1-Yh) 缺省值为60.19KW.H
9、r/T进料 DTh换热器热端设计温差， 缺省值取60 Yh-预加氢拔头率，缺省值取0.1,2020/8/14,4.2、塔的能耗,向塔所提供的热量包括： A、塔顶气相与等质量进料在进料温度下的焓差，包括显热和潜热。 B、塔底产品与等质量进料在进料温度下的焓差，只有显热。,2020/8/14,4.2.1预分馏塔,(或者预加氢第一塔 、采用脱戊烷流程） E1 = 10*（A+B）*(80+(100-40)*0.47) +10*（100-A）*(90-40)*0.47) *4.18/3600/0.88 = 1.427*（A+B）+0.3098*（100-A） A 该塔拔头率 Wt% B-脱戊烷塔（对进
10、料）回流百分比，,2020/8/14,4.2.1预加氢第一塔 、重整稳定塔,采用脱丁烷流程，塔顶温度60 E3 = 10*（A+B）*(80+(60-40)*0.47) +10*（100-A）*(90-40)*0.47) *4.18/3600/0.88 = 1.180*（A+B）+0.3098*（100-A） A 该塔拔头率 Wt% B-脱丁烷塔（对进料）回流百分比 。,2020/8/14,4.2.2、预加氢第二塔,（若此塔为小塔，分离第一塔塔顶料脱丁烷塔） E2 = 10*（A+B）*(80+(60-40)*0.47) +10*（100-A）*(60-40)*0.47) *4.18/3600
11、/0.88 = 1.180*(A+B)+ 0.124*（100-A） A-进料中戊烷油收率 Wt% B-脱丁烷塔（对预加氢进料）回流百分比,2020/8/14,4.2.2、预加氢第二塔,（此塔为大塔，分离第一塔塔底料脱戊烷塔） E2 =10*（A+B）*(80+(100-90)*0.47) *4.18/3600/0.88 = 1.118*(A+B) A-进料中戊烷油收率 Wt% B-脱戊烷塔（对预加氢进料）回流百分比,2020/8/14,4.3、压缩机能耗,压缩过程可当作一个绝热过程，每kmol气体分子从P1压缩到P2所需外界作功W（KJ,上式中：对于循环氢而言取r=1.3 另取：R=8.31
12、4; T1 = 313 K上式化简得：,2020/8/14,4.3.1、预加氢循环压缩机能耗,压缩机轴功E2： E2 = (100*1000/R)/22.4*W*/(3600)/0.95 = 0.00174*W（缺省值为2.3） P1取2.1；P2取2.7 R取750；往复式压缩机效率取0.95 氢油体积比按100：1考虑。,2020/8/14,4.3.2、重整循环压缩机能耗,缺省值： 连续：W = 2024.5（KJ/Kmol） 固定：W = 1368.4（KJ/Kmol） 组合：W = 1331.4（KJ/Kmol） 。,2020/8/14,4.3.2、重整循环压缩机能耗,压缩机轴功E2：
13、 E3 = 10*K2/K1* W /(3600)/0.85 = 0.003845*K2 * W 缺省值： 连续：E3 = 19.46（KW.Hr/T进料） 固定：E3 = 31.57（KW.Hr /T进料） 组合：E3 = 17.92（KW.Hr /T进料） 。,2020/8/14,4.3.2、重整循环压缩机缺省条件,P1重整循环压缩机入口压力（绝压MPa） 连续重整取0.35，固定床取1.1，组合床取0.85, 系统压差取0.2/0.4/0.3Mpa K1循环氢纯度V%, 连续重整取0.85，固定床取0.85，组合床取0.85 K2重整氢油比分子比, 连续重整取2.5，固定床取6，组合床取
14、3.5 离心式压缩机效率取0.85，精制石脑油分子量取100。,2020/8/14,4.3.3、重整增压机能耗,缺省值： 连续（从0.25到2.2单级压缩比为2.65时）：W = 4646.93（KJ/Kmol） 固定（从1.0到2.2单级压缩比为2.05时）：W = 3319.73（KJ/Kmol） 组合（从0.75到2.2单级压缩比为2.8时）：W = 4941.96（KJ/Kmol） 。,2020/8/14,4.3.3、重整增压机能耗,压缩机轴功E2： E1 = 10*Wt/2/0.85*W/(3600)/0.95 = 0.001720*Wt*W 缺省值： 连续：E1 = 55.95（两
15、级压缩） 固定：E1 = 15.99（一级压缩） 组合：E1 = 26.35（一级压缩）,2020/8/14,4.3.3、重整增压机缺省条件,Wt纯氢产率（Wt%） 连续：3.5，固定：2.8，组合：3.1, 往复式压缩机效率取0.95 氢气体积浓度0.85,2020/8/14,4.4、泵的能耗,泵按与压力有关和与压力无关分类。 A、与压力有关的泵包括：预加氢进料泵、重整进料泵、再接触进料泵、重整分馏进料泵。 B、与压力无关的泵包括：汽提塔、脱丁烷塔、脱戊烷塔三塔回流泵和塔底循环泵，回流泵与塔顶产品泵按共用一台考虑，其总流量为进料的0.5倍，扬程取100m，塔底循环泵按进料的5倍考虑，扬程取9
16、0m，所有泵效率取0.5。,2020/8/14,4.4、泵的能耗,E = 0.6667 *（dP1+ dP2 +dP3 + dP4） +0.25*3+2.5*3 =0.6667 *（dP1+ dP2 +dP3 + dP4）+8.25 式中dP1、 dP2、dP3 dP4分别为预加氢进料泵、重整进料泵、再接触进料泵、重整分馏进料泵的进出口压差（MPa）,2020/8/14,4.4、泵的能耗缺省值,连续重整：2.5、1.0、1.8、1.0，合计6.3MPa 固定床重整：2.5、1.0、0、1.0，合计4.5MPa 组合床：2.5、1.0、1.8、0.0，合计5.8MPa 所以E6缺省值分别如下： 连续重整：E6 =12.45 固定床重整：E6 =11.25 组合床：E6 =10.58,2020/8/14,4.5、空冷,空冷是统计数据。共考虑预加氢产物空冷器、汽提塔空冷器、重整产物空冷器、再接触空冷器、脱丁烷塔空冷器、脱戊烷塔空冷器，对于固定床、连续床、组合床三种类型重整而言统计数据非常接近，可以取6.5K
