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1、催化裂化过程是石油二次加工的重要过程之一。监测一个催化裂化装置，唯一正确的 方法就是定期考察装置的物料平衡和热平衡。通过经常收集和研究装置运行的物料平衡和热 平衡，才能更好地了解和理解装置运行的历史和现状，予期其未来，并为优化装置操作奠定 基础。理解催化裂化装置的操作，也需要深入了解装置的热平衡。进料质量、操作条件、催 化剂和设备状况的任何变化，都将影响装置的物料平衡及热平衡。热平衡也是预测合评价装 置变化的一个重要工具，这些变化将影响催化裂化产品的数量和质量。要想深入了解和理解装置运行的物料平衡和热平衡，首先就必须正确做好物料平衡和热 平衡计算。为此目的，本文首先介绍了催化裂化物料平衡和热平
2、衡的计算方法。物料计量是做好物料平衡的基础。本文所采用的基本方法是：1、油品1.1油罐检尺/输油体积计量国家标准GB/ T 1884石油和液体石油产品密度测定法（密度计法）；国家标准GB/ T 18851998石油计量表；等效采用国际标准ISO 912：19911.2流量计计量2、液化石油气2.1球罐计量中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 022192液化石油气密度或相对密度测定法（压力密度计法）。本标准等效采用国际标准ISO 39931984。中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 023092液化石油气组成测定法（色谱 法）。用混合油品密度公式求液化石油气20C密度。3、焦碳计量用主风
3、实际条件校正主风流量计表。用奥氏分析仪、气相色谱仪或在线分析仪测再生烟气中的CO2、CO、及02。公式计算。4、干气/富气用实际条件校正干气/富气流量计表。公式计算。干气/富气组成测定法(色谱法)。用石油化工科学研究院分析方法。热平衡1、方法一：不考虑焦碳吸附热、脱附热。2、方法二：反应、再生过程中存在焦碳吸附热和脱附热。参考文献1、 石油化工工艺计算图表P113烃加工出版社1985. 122、 梁文杰：石油化学P100，P477石油大学出版社1995.3第一节 计量1.油品计量油品计量一般有二种方法：油罐检尺/输油体积法和在线流量计测定法。1.1油罐检尺/输油体积法：油罐检尺法是炼厂中应用最
4、广泛，计量也较为准确的方法之一。在通过油罐检尺/输 油体积而对油量进行计量时，应根据国家标准GB/T 1885-1998计算。该标准等效采用国际 标准ISO 91-2： 1991石油计量表一一第二部分：以20C为准标温度的表的技术内容， 代替 GB/T 188583(91),计算结果与 ISO 912： 1991致。该标准与 GB/T 188583 (91) 相比，基础数据取样广泛，石油计量表按原油、产品和润滑油分类建立。现已为世界大多数 国家采用，在石油贸易中更具通用性。催化裂化所用原料(除原油外)及产品均应使用石油 计量表一一产品部分。石油计量所采用的密度计为玻璃密度计。GB/T 1885
5、1998石油计 量表一一产品部分的简要说明及使用方法如下：1.1.1石油计量表的组成标准密度表表59A表59B 表59D体积修正系数表 表60A表60B 表60D 其他石油计量表 表E1 表E2 表E3 表E41.1.2表59B产品标准密度表和表60B产品体积修正系数表是GB/T 1885 1998石油计量表的组成部分。由于表格部分篇幅太长，因此按国际上的习惯作法，将其 单独编辑出版，以便用户按需要进行选择和使用。1.1.3 表59B用于润滑油以外的石油产品，由已知试验温度下的视密度（密度计读数） 查取标准密度（20C温度下的密度）。表60B用于润滑油以外的石油产品，由标准密度和计 量温度查取
6、由计量温度下体积修正到标准体积（20C温度下体积）的体积修正系数（V CF20）。1.1.4 编表常数密度计玻璃膨胀系数为25X10-6 C-1o热膨胀系数与ISO 91-2等同。1.1.5编表范围密度，kg/m36537787788248241075温度，C-1895-18125-181501.1.5关于产品计量产品按空气中的质量计算数量。当在非标准温度下使用石油密度计测得产品的视密度时，应该用表59B查取该产品的标 准密度（P20）o在计算产品数量时，产品在计量温度下的体积，通常要换算成标准体积，产品的标准体 积（V20）用计量温度下的体积（*）乘以计量温度下的体积修正到标准体积的体积修正
7、系 数（VCF20）获得，见公式（1），而体积修正系数是用标准密度和计量温度查表60B获得 的。V20=Vt X VCF20 （1）计算产品在空气中的质量（商业质量）时，应进行空气浮力修正，将标准密度kg/m3） 减去空气浮力修正值1.1kg/m3，再乘以标准体积，就得到产品质量（m），见公式（2）。m =V20X（/2o-1-1） （2）在对油罐进行计量时，除应采用GB/T 18851998外，还应注意以下几点：为了获取较正确的油罐中油品温度及油品密度，应对油罐上、中、下分别取样，等量混 合后，测其温度、视密度及测密度时的温度；视密度是在非标准温度下获得的玻璃石油密度计读数；根据国家质检部门
8、的要求，定期由油罐检测部门检测油罐大小。1.2流量计测量法有些物料量不能用油罐检尺法，只能依靠流量计计量。例如，为了节约能量，常常采用 常压渣油、减压渣油等热进料。在这种情况下，只能用流量计计量。流量计有多种：采用孔 板的差压式流量计、靶式流量计、椭圆齿轮流量计、涡轮流量计等，其表示的数值均为瞬时 流量，即单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小，常以体积流量fo3/h）或质量流量（t/h）表示。以差压式流量计为例，用其测定的液体体积流量可用下式表示 P实式中液体体积流量，m3/h P一孔板前后压差，Pa （mmH2O柱或 mmHg柱）P实一操作条件下液体的密度L常数，与孔板大小、形状等有关G
9、 = K(p实. PG = K(p实. P用差压式流量计测定的液体质量流量可表示为：式中G液体质量流量，t/h在实际使用时，仪表人员会根据设计条件（设计孔板大小，设计液体密度等）给出仪表 指示流量表，供操作人员使用。但是，在生产过程中，由于液体的实际密度和设计时所选用 的密度（液体的性质及液体通过节流装置时的温度）不同，因此，实际流量与仪表指示流量 值会有差别，需进行校正。校正方法如下：（1）校正公式表读数V = ,I-P x NG = ,I-P x G表读数式中V实、G实、P实分别为操作条件下体积流量（m3/h）、质量流量（t/h）和液体密度（kg/m3）V表读数、G表读数、P设分别为设计条
10、件下的体积流量（m3/h）、质量流量（t/h）和液 体密度（kg/m3）（2）操作条件下液体密度的计算在不是很高的压力下（例如催化裂化物流计量的条件），压力对液体密度的影响很小，一般可以忽略不计。但温度对其影响则很大，必须予以校正。一般可以测得实际液体在20C 时的密度，将其校正到操作温度下液体密度的方法有三种。2.1使用GB/T 18851998石油计量表，查出操作温度下的油品密度。2.2查图法：由图可以通过液体的比重和操作温度，查出液体在操作温度下的比重。（石 油化工工业计算图表P129）。由图可以看出，油品比重与温度的关系不是直线关系。因此， 当温度与20C差别较大时，应使用图表。2.3
11、公式法：该公式适用于50C以下。d t = d 20 - r （ t - 20 ）式中 t为操作温度，Cd4t为操作温度t时液体密度与4 C时水的密度之比。r可由表查得。椭圆齿轮流量计适用于测量高粘度的液体，但被测介质中不能含有固体颗粒，更不能夹 杂有机械杂质，否则会引起齿轮磨损以至损坏。靶式流量计适用于测量含有固体颗粒易于结晶的液体流量。当液体流量较小或液体粘度 较大时，仍有较高的测量精度。上述流量计的校正方法均与差压式流量计相同。在操作过程中，流量计的孔板、靶、齿轮等均会因磨损、冲刷等发生变化，同时，设计密度 与操作密度相差较远时，都会造成设计表读数出现偏差。因此，应定期校验流量计，调整设
12、 计密度，给出校验后的设计表读数。2 液化石油气（液态烃）计量液化石油气计量目前尚无国家标准。一般用球罐检尺或流量计计量，当使用球罐计量时 先求得在球罐温度下的体积，用求得的体积，乘以球罐温度下的液化石油气密度，即为液化 石油气量。液化石油气液态下密度的测量，可按照SH/T 022192液化石油气密度或相对密度测 定法（压力密度计法）在压力下测得。如无条件，可采用计算方法求得（普遍采用此方法。）2.1液化石油气组成用SH/T 022192液化石油气组成测定法（色谱法）测定。2.2液化石油气20C密度计算属性相近的液体和油品，其混合物比重可按加和法则计算。液化石油气中各组分属性相d = Y X
13、（ 1）i = 1近。可按式（1）或式（2）计算液化气比重和密度。式中dm一混合物比重dii组分比重Xvi-i组分体积分率混合物液体密度可按（2）式计算p =( 2)m xmi.1 p1 =1i式中P m混合物密度，Kg/m3Pii组分液体密度，Kg/m3Xmii组分重量分率。注意液化石油气组成分析是根据国家标准进行的。测定时将液化石油气样品全部气化， 在气相色谱仪（GC）上测定其组成。其组成分析以体表示时，是指液化石油气样品全部 气化后，各组分所占的体积百与数。其组成分析以重%表示时，则不论液化石油气是液相还 是气相，是指液化石油气样品各组分所占的重量百分数。因此，在计算液化石油气液相密度
14、时，应使用（2）式。如果组成分析数据以体积百分数表示时，应先将体积百分数变为重量 百分数，再按（2）式计算。液态条件下液化石油气各组分的密度见表。2.3球罐温度下液化石油气密度的求取当液化石油气球罐温度不是20C时，应使用SH/T 022192中的附录B中的表B2,利 用液化石油气20C密度P20和球罐温度（-25到50C），求出球罐温度下液化石化油气密 度Pt。2.4液化石化油气重量G的求取G = V Pt式中G液化石油气重量Vt液化石油气在tC下的体积，M3Pt液化石油气在tC下的密度，Kg/M32.5用差压式流量计计量液化气时，其体积或质量校正公式同油品流量计。3 干气计量。在催化裂化过
15、程中，由于催化剂从反应器循环到再生器，又从再生器循环到反应器，在此循 环过程中，会将再生器中的烟气携带到反应器，混合到反应产物中，最终进入干气里。因此， 在干气计量时，应先求出混合干气量，再减去烟气量。烟气量包括干气中的全部非烃，即 N2 + O2、CO2 及 CO 等。3.1混合干气体积流量校正混合干气一般用差压流量计计量。其节流装置多为孔板。由于混合干气是可以被压缩的，因 此，混合干气的体积流量应按下式校正：V = ：P 设. P T设 X V 实 V p实 P T、 表读数式中：P实、T实、P实分别为实际条件下混合干气绝对压力MPa、温度K、密度P设、T设、P设一一分别为设计条件下混合干气绝对压力MPa、温度K、密度V实、V表读数一一分别为实际条件及设计条件下混合干气的体积流量（以标准状态为 基础），m3/h3.2 混合干气在标准状态（0C，0.1013MPa）下的密度计算混合干气在标准状态下的密度，是利用混合干气
