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1、95 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 26一、全装置物料平衡1、物料平衡本设计的处理量为 95 万吨/年，反应阶段为其末期，每年开工时数按 8000 小时计算。入方：原料油= =118750 公斤/小时=80%19534=2850 吨/天24重整氢= =3206 公斤/小时 807.19534= =77 吨/天24%.4出方：精制柴油=11875096.95%=115128 公斤/小时 = 285096.95%=2763 吨/ 天粗汽油=1187501.52%=1805 公斤/小时=28501.52%=43 吨/天高分排放气=1187501.78%=2114 公斤/小时 =28501
2、.78%=51 吨/天低分排放气=1187500.31%=368 公斤/小时 =28500.31%=8.8 吨/天回流罐排放气=1187502.084%=2475 公斤/小时 =28502.084%=59 吨/天溶于水中的硫化氢=1187500.022%=26 公斤/小时 =28500.022%=0.6 吨/天溶于水中的氨气=1187500.024%=28.5 公斤/小时 =28500.024%=0.7 吨/天设备漏损=1187500.01%=12 公斤/小时=28500.01%=0.3 吨/天2、化学耗氢量计算计算杂质脱除率a) 硫脱除率 = 100% = 90%180b) 氮脱除率 = 1
3、00% = 77.8%265c) 硫醇硫脱除率 = 100% = 93.3%d) 氧脱除率（以酸度计算）95 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 27原料油含氧率 = 100% = 0.00192%8642.015/.3精制油含氧率 = 100% = 0.0000463%9.1/.3氧脱除率= 100% = 97.58%02.46519e) 烯烃饱和率（以溴价计算）烯烃饱和率= 100% = 80%.5化学耗氢量计算a) 每脱掉 1%的硫消耗 12.5Nm3H2/m3 原料油加氢脱硫耗氢量= = 2.34 Nm3/T864.010%915. 2.34118750/22.4 =25kg/h
4、rb) 每脱掉 1%的氮消耗 53.7Nm3H2/m3 原料油加氢脱氮耗氢量= = 1.26 Nm3/ T864.010.717.51.26118750/22.4 =13 kg/hrc) 每脱掉 1%的氧消耗 44.6Nm3H2/m3 原料油加氢脱氧耗氢量= = 0.0967 Nm3/ T864.010%.971.450.0967118750/22.4 =1kg/hrd) 烯烃饱和耗氢量烯烃饱和耗氢量=（20.5-4.1 ）1022.4/160 = 22.96 Nm3/T22.96118750/22.4 =243kg/hr102e) 饱和 1%的芳烃消耗 5.0Nm3H2/m3 原料油芳烃饱和
5、耗氢量= =6.29 Nm3/ T864.5.3）（6.29118750/22.4 =67kg/hr102f) 每脱掉 1%的硫醇硫消耗 12.5Nm3H2/m3 原料油硫醇硫耗氢量= = 0.02 Nm3/ T864.10%.95. 95 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 280.0202118750/22.4 =0.2kg/hr102g) 加氢裂解耗氢量原料油裂解程度为 3%，每裂解 1 分子原料，消耗 3 分子氢加氢裂解耗氢量= 322.4 = 10Nm3/T34.97%10.22118750/22.4 =108kg/hr102总化学耗氢量=2.34+1.26+0.0967+22
6、.96+6.29+0.0202+10.22=43Nm 3/T=24.81+13.36+1.025+243.44+66.69+0.214+108.36=458 kg/hr重量分数：加氢脱硫： 100% =5.42%89.457加氢脱氮： 100% =2.92%361加氢脱氧： 100% =0.22%.02烯烃饱和： 100% =53.16%89457芳烃饱和： 100% =14.56%.6硫醇脱硫： 100% =0.05%210加氢裂解： 100% =23.66%89.45733、化学反应放热量a)加氢脱硫反应放热量=600 kcal/ Nm32.34 Nm3/T =1404kcal/T1404
7、 kcal/T118.75T/hr=166725kcal/hrb)加氢脱氮反应放热量=600 kcal/ Nm 31.26 Nm3/T =756kcal/T756kcal/T118.75T/hr=89775kcal/hrc)加氢脱氧反应放热量=600 kcal/ Nm30.0967 Nm3/T =58.02kcal/T58.02kcal/T118.75T/hr=6890kcal/hrd)加氢烯烃饱和反应放热量=1260 kcal/ Nm 322.96 Nm3/T =28929.6kcal/T28930kcal/T118.75T/hr=3435438kcal/hre)加氢芳烃饱和反应放热量=54
8、0 kcal/ Nm36.29 Nm3/T =3396.6kcal/T3397kcal/T118.75T/hr=403394kcal/hrf). 加氢裂解反应放热量 =450 kcal/ Nm310.22 Nm3/T =4599kcal/T4599 kcal/T118.75T/hr=546131kcal/hr总的反应放热量=1404+756+58.02+28930+3397+4599=39144kcal/T=166725+89775+6889.875+3435437.5+403393.75+546131.25=4648352.375kcal/hr重量分数：加氢脱硫： %59.31039495
9、万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 29加氢脱氮： %93.103914756加氢脱氧： 52.8烯烃饱和： .7芳烃饱和： 6810394.6加氢裂解： %.54、纯氢平衡表入方：新氢= 287.68%/8000 = 1022kg/hr5.109%727=25T/d104.出方：化学耗氢量=458kg/hr=10.99T/d289.57排放耗氢量= 280.86% = 525.9kg/hr5.673=13T/d104.溶解耗氢（包括低分排放和回流罐排放）：低分罐= 43.10%2=18kg/hr1.823回流罐= 2.03%2=2. kg/hr4675溶解耗氢总量=17.52+2.26
10、=20kg/hr=0.47472T/d102.9机械漏损：入方-出方=1022.27-(457.899+525.9+19.78)=18.691kg/hr=0.449T/d46.8重量分数：化学耗氢： 100%=44.79%27.10895排放耗氢： 100%=51.44%溶解耗氢： 100%=1.93%.机械漏损： 100%=1.83%271069895 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 305、硫化氢的物料平衡产生 H2S： =204kg/hr3432%901817506=5T/d4.排放 H2S：高分排放： =66kg/hr346.05.71T/d023.6低分排放： =18kg/
11、hr%.21.8/41.7回流罐排放： =92kg/hr345.6.7T/d209.水中溶解：26kg/hr（在装置总物料平衡中已计算）/6.145.26粗汽油中溶解：204.40-（66.34+17.62+91.79+26.125）=2.5kg/hrT/d0.重量分数：高分排放： =32.46%14.26低分排放： %=8.62%08回流罐排放： %=44.90%.9水中溶解： %=12.78%1426粗汽油中溶解： %=1.24%0.595 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 31二、反应器的工艺设计入口温度为 320，入口压力为 4.0Mpa，取塔径为 3.4m，出口压力为3.9M
12、pa，选用固定床轴向冷壁式反应器，已知数据如下：表一 在压力为 4.0Mpa 时，温度与气化率和热焓的对应关系如下：加氢反应器入口温度气化率 （ %）we混合焓（ Kcal/kg）226 4.72 186.64266 9.49 217.26310 19.09 254.15359 28.81 295.91374 38.65 311.58注：物料包括原料油，新氢和循环氢表二 在不同压力下，气化率与温度和热焓之间的对应关系如下：系统压力P=3.9Mpa P=3.8Mpa P=3.7Mpa P=3.6Mpa气化率（we%）温度混合焓（Kcal/kg）温度混合焓（Kcal/kg）温度混合焓（Kcal/k
13、g）温度混合焓（Kcal/kg）4.54 196 166.98 194 165.67 193 165.01 191.5 164.039.44 267 218.16 265 216.73 264 216.01 262 215.3219.00 311 254.67 310 253.9328.68 341 281.62 339 279.8938.47 360 299.9248.38 375 315.31注：物料包括加氢生成油，反应生成气和循环氢图一 3.90Mpa 下焓值与温度对应关系95 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 32图二 3.90Mpa 下气化率与温度对应关系表三 不同气化率下的
14、油气平均分子量气化率 （% ）we平均分子量10 15520 16030 16540 170图三 不同气化率的油气平均分子量1.催化剂装填体积（选空速=2.5h -1）空速= = =2.5催 化 剂 的 体 积时 的 体 积油 在 C20催V80/2.641957=54.96m3催V95 万吨/年催化裂化柴油加氢精制设计（末期） 33假设 D=3.4m，则 L= = =5.06m2V4D 催24.319652.催化剂的当量直径（所选催化剂为 ）m.Dp=6 =6 =1.64 mFV332323106.1)10.(4/ ).(/ 33.循环氢（选氢油比=300）氢油比= = =300油混 合 氢 2.864/01957混 合 氢=41223.1Nm3混 合 氢V= /22.4 = =11373.16kg/hr混 合 氢w混 合 氢 M1.4.2= - =11373.16-3206.
