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1、 催化裂化工艺计算与技术分析例4-1 已知某催化裂化装置操作条件、产品分布等数据（见表4-6），求提升管油气停留时间。表4-6 某催化裂化装置原始数据项目加工量 t/h分子量原料油组成 新鲜原料136.2360 回炼油31350 回炼油浆5380产品分布%t/h 气体损失14.119.242 汽油43.158.7100 柴油30.141200 油浆4.76.4380 焦炭810.9操作条件 反应温度， 493 提升管汽化段温度，520 提升管蒸汽量，t/h8 反应压力,kPa（表）116 提升管底部压力,kPa（表）140 提升管内径,m1.2 提升管反应段长度,m25 催化剂循环量,t/h8
2、23 带入反应的烟气量，t/h1.829解： （1）计算提升管入口油气流率，如表4-7所示。表4-7 提升管汽化段各物料流率项目重量流率，kg/h分子量摩尔流率，kmol/h新鲜原料136200360378回炼油3100035089回炼油浆500038013蒸汽800018444烟气18002962合计182000986 = 26887m3/h = 7.5 m3/s（2） 计算提升管出口处油气流率，如表4-8所示。表4-8 提升管出口处各物料流率项目重量流率，kg/h分子量摩尔流率，kmol/h气体+损失1920042457烟气18002962汽油58700100587柴油4100020020
3、5回炼油3100035089油浆1140038030蒸汽800018444合计1711001874 = 54821m3/h = 15.2m3/s （3）计算油气线速 提升管横截面积： F = 0.25 D2 = 0.253.141.22 = 1.13 m2计算入口油气流速： Ui = Vi/F = 7.5/1.13 = 6.6 m/s计算出口油气流速： Uo =Vo/F = 15.2/1.13 = 13.5 m/s提升管内油气平均流速 = 9.6 m/s （4） 计算油气平均停留时间 t = L / Um = 25 / 9.6 = 2.6 s YcDCkRc(1+RF) （ 4-3）式中： D
4、Ck催化剂的焦炭差，（重）； RF回炼比。流量计有多种，应根据不同的流量计要求，进行校正。（1）质量流量计是目前为许多炼厂所采用的先进的流量计，这种流量计不受检测点条件变化的影响，可以直接取得总通过量，前后数据相减即可。（2）差压式流量计是利用流体流经节流装置时所产生的压力差实现流量测量的。应用最广泛的节流装置是孔板，其次是喷嘴。使用差压式流量计时，液体体积流量可用下式表示： V实= C （5-1）式中： V实流体体积流量， m3/h; P孔板前后压差，Pa； 操作条件下流体的密度，m3/kg； C常数。流体质量流量可表示为： （5-2） G实液体质量流量，t/h 。使用仪表时，通常给出指示流
5、量，设仪表指示流量为： V 设= C （5-3）式中：V设设计条件下的液体流量， m3/h; 设设计条件下的流体密度，kg/m3。则实际流量和指示流量的关系可由上面两式求出： （5-4）同理，对于质量流量有下面关系： （5-5）式中：G设设计条件下的流体质量流量， t/h。例5-2 回炼油流量仪表指示值为150m3/h, 设计密度为0.63g/cm3。 现在操作温度为360，=0.85g/cm3,问在操作条件下的体积流量是多少？解：由密度换算曲线得。由5-4式，在操作条件下的体积流量为： V实= 若采用仪表指示值，则相对误差为： （三）干气计算1 混合干气体积流量校正 混合干气一般用差压式流量
6、计，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实 = （5-6）其中：P实、T实、实分别为实际操作条件下气体绝对压力 kPa、温度 K、标准条件下密度 kg/m3；P设、T设、设分别为设计条件下气体绝对压力 kPa、温度 K、标准条件下密度 kg/m3； V设 、V实校正前后混合干气的标准条件下体积流量，m3n/h。2 除去非烃 混合干气中一般还含有非烃气体，如N2、CO2、O2、CO等。在计算干气量时，应将这部分非烃扣除。非烃质量流量 G非= (5-7)式中： Vi、Mi 分别为非烃组分占混合干气的体积分率和分子量。3 细物料的计算 由于混合干
7、气中或多或少带有C3、C4组分，为正确地给出产品分布，应将产品分为H2C2、C3C4，为此，应求出干气中各组分的质量流量。例5-4 某干气表的设计条件：压力0.8MPa（绝）、温度40、标准条件下密度1.036kg/m3；实际条件：压力0.7MPa（绝）、温度56、标准条件下密度1.165 kg/m3。干气表读数为5500m3n/h。混合干气组成见下表：混 合 干 气 组 成组 分 %（体）H224.0N2+O213.19CH411.89C2H66.65C2H47.19C3H83.20C3H616.31i-C4H102.19n-C4H100.31n-C4=0.63i- C4=0.70t C4=
8、0.72c C4=0.43i-C5H120.53H2S5.87CO23.73CO2.46求干气量。解： （1）混合干气体积流量校正 （2）扣除非烃 非烃质量流量G非= = （3）混合干气质量流量G混 G混=47311.165=5512kg/h （4）干气质量流量G干 混合干气除去非烃后的干气质量流量=5512-1300=4212kg/h （5）计算细物料结果见下表：组 分Vi (%)MiMiViMiVi/MiVi %(重）质量流量(kg/h)H224.02482.4101N2+O213.1929 CH411.8916190.249.6404C2H66.6530199.510.0422C2H47
9、.1928201.3210.1425C3H83.2044140.87.1299C3H616.3142685.0234.61457i-C4H102.1958127.026.4270n-C4H100.315817.980.938n- C4=0.635635.281.874i- C4=0.705639.201.982反-2- C4=0.725640.322.084顺-2- C4=0.435624.081.251i-C5H120.537238.161.980H2S5.8734199.5810.1425CO23.7344 CO2.4628合 计100.001986.5100.04212二 计算与假设（一
10、）焦炭焦炭是反应当中的缩合产物，在再生器中燃烧放热后以烟气的形式离开装置。在做物料平衡时，无法直接获得焦炭量，但是可以通过烟气主风量平衡计算获得。1 主风量校正主风量一般用差压式流量计测量，其节流装置多为文丘里管。其体积流量VA按下式校正： （5-8）2 焦炭量计算进入再生器的干空气量： （5-9）式中： V1干空气量，m3n/h; VA湿空气量即仪表所测校正后进入再生器的主风量，m3n/h。再生器烧焦量： (5-10)焦炭氢碳比：H/C= (5-11)式中： CO2、CO、O2、N2干烟气组成%（体）；N2=100-CO2-CO-O2； 空气分子湿度，由表5-1查得； K焦炭量， kg/h。
11、 3 焦炭量查图计算法 图51为再生器燃烧计算图，按=0作出，如果大气中水蒸汽含量较高，应加以校正（校正值查表5-1）。表5-1 空气分子湿度表 干 球 温 度 （）相对湿度（%）-30-20-10010203040100.004250.00733200.004640.008440.01478300.003550.006970.012720.02233400.002420.004870.009320.017020.02999500.001280.003020.006000.011680.021380.03778600.000610.001540.003630.007120.014050.025760.045671000.000380.001020.002570.006060.018260.023620.043700.07850注：=水蒸汽/干空气 (体)，基准大气压=0.1013MPa图5-1 再生器燃烧计算图（=0）图5-1中
