加氫精制設(shè)計(jì)工藝計(jì)算

1、加氫精制裝置工藝計(jì)算 2008年9月 20 日目 錄第一章 加氫精制原料油選擇及產(chǎn)品性質(zhì)1頁(yè)1 .加氫精制原料油的選擇1頁(yè)2 .加氫精制產(chǎn)品性質(zhì)1頁(yè)第二章 裝置加工能力的確定及物料平衡1頁(yè) 1.加氫精制裝置加工能力的確定1頁(yè) 2.加氫精制裝置相關(guān)物料平衡計(jì)算1頁(yè) 3 加氫催化劑的選擇1頁(yè)第三章 裝置新氫耗量計(jì)算頁(yè) 1.氫氣來(lái)源 2.新氫耗量計(jì)算第四章 裝置氣體平衡及物料平衡計(jì)算1頁(yè) 1 裝置氣體平衡計(jì)算 2 裝置物料平衡計(jì)算第五章 反應(yīng)器工藝計(jì)算 1.反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)熱計(jì)算 2.反應(yīng)器床層溫升的計(jì)算 3.反應(yīng)器直徑的計(jì)算第六章 系統(tǒng)換熱方案1頁(yè)第七章 反應(yīng)系統(tǒng)壓力降計(jì)算1頁(yè)第八章加熱爐熱負(fù)荷計(jì)算1

2、頁(yè)第九章 塔及冷換設(shè)備計(jì)算1頁(yè)第十章 安全閥計(jì)算1頁(yè)第十一章 泵及壓縮機(jī)核算1頁(yè)第十二章 加氫園筒爐工藝計(jì)算1頁(yè)第一章 原料油選擇要求及生成油、產(chǎn)品性質(zhì)加氫精制裝置主要選擇二次加工裝置的中間餾分油為原料，這部分含硫、氮、氧、烯烴的餾分油穩(wěn)定性較差，不能作為產(chǎn)品直接進(jìn)入市場(chǎng)，需經(jīng)過(guò)加氫精制裝置處理，飽和烯烴、脫去硫、氮、氧非烴化合物及重金屬。如焦化裝置的汽油、柴油及催化裂化裝置的柴油，這些餾分油含有大量硫、氮、氧化合物及烯烴，穩(wěn)定性較差，必須進(jìn)入加氫精制裝置進(jìn)行加氫處理后方可車(chē)用。1.加氫精制裝置對(duì)原料油選擇要求：為防止原料油中灰分及固體顆粒被吸附在催化劑表面使催化劑中毒，或堵塞催化劑間的空隙引

3、起床層壓降增大，要求原料油中灰分及固體含量不大于0.005%.原料油含水，會(huì)造成催化劑粉碎及裂解活性物質(zhì)流失，要求原料油含水量控制不大于0.5%。裝置加工兩種以上原料油時(shí)，由于原料組分不同、比重不同、反應(yīng)熱也不同，會(huì)影響催化劑反應(yīng)及反應(yīng)器床層溫度的穩(wěn)定。原料進(jìn)裝置前必須混合均勻。原料油含硫量一般控制范圍為0.32%。較低的含硫量，會(huì)影響催化劑的正常運(yùn)行，需補(bǔ)硫維持催化劑硫化態(tài)運(yùn)行。較高的含硫量，會(huì)造成循環(huán)氫中硫化氫含量超標(biāo)，產(chǎn)生硫化氫腐蝕，需采取循環(huán)氫脫硫措施。原料油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對(duì)加氫催化劑運(yùn)行不利，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)不能進(jìn)行反應(yīng)轉(zhuǎn)換為烴類(lèi)，只能縮合形成焦碳吸附或覆蓋在催化劑表面，使催化劑失活，導(dǎo)

4、至加氫裝置不能正常運(yùn)行。 目前 加氫精制原料一般選擇焦化汽油、焦化柴油、催化柴油為原料。也有的參煉其它二次油來(lái)補(bǔ)充加氫裝置原料。 原料油性質(zhì)焦化汽油焦化柴油催化柴油混合油混合比例%12%43%45%100%密度d 2040.72900.85690.9120 0.8663餾程HK 68 202 200 185 10%101226.5 221 208.9 20%107.5236 230 217.8 30%116.5246 240 227.7 40%126.5256 245 235.5 50%136265 254 244.5 60%146.5274.5 265 254.8 70%156.5284.5

5、 270 262.6 80%167298.5 300 283.4 90%179.5337 320 317.4 KK202.5351 343 330凝點(diǎn) 溴價(jià) 87.7 48 35 47 膠質(zhì) 硫PPm 1323013205700010415 氮PPm 堿性氮PPm 240 3273 1000 1886 苯胺點(diǎn) 53 48 十六烷值 46 46 46辛烷值 65族組成%正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴單烯烴雙烯烴環(huán)烷烴單環(huán)芳烴多環(huán)芳烴2 加氫精制生成油、產(chǎn)品性質(zhì) 原料油經(jīng)加氫精制，發(fā)生了性質(zhì)變化，非烴化合物轉(zhuǎn)化為烴類(lèi)和硫化氫、氨鹽及水。不穩(wěn)定的烯烴轉(zhuǎn)化為烷烴。加氫反應(yīng)過(guò)程體積減小，液體收率增加。加氫精制過(guò)程，汽

6、油辛烷值降低，柴油十六烷提高，密度降低。加氫精制過(guò)程也進(jìn)行加氫裂解反應(yīng)，伴有裂解氣體產(chǎn)生。加氫生成油、產(chǎn)品性質(zhì)生成油石腦油柴 油氣體損失 收率% 100% 15% 82% 3%密度d 2040.82060.71880.8429餾程HK15648180 10% 189.578214 20% 30% 217.5106242 40% 50% 244122271 60% 70% 271.5138301 80% 90% 308.5166340 KK 329188360凝點(diǎn)閃點(diǎn)55 溴價(jià)膠質(zhì)mg/100ml60 硫mg/g200500 氮mg/g堿性氮PPm500 氧化安定性2.0 十六烷值 45辛烷值

7、65族組成%直鏈烷烴側(cè)鏈烷烴環(huán)烷烴單烯烴雙烯烴芳烴（單環(huán)）（雙環(huán)）第二章 裝置加工能力的確定及物料平衡計(jì)算 加氫精制裝置處理量、循環(huán)氫量的計(jì)算 處理量：40萬(wàn)噸/年；年開(kāi)工小時(shí)：8000h原料油密度：0.8663 1裝置小時(shí)進(jìn)料量計(jì)算： 質(zhì)量進(jìn)料量(G) =400000.000Kg/8000h =50000Kg/h 體積進(jìn)料量（V）=50000Kg/h ÷ 0.8663 =58m3/h2. 裝置各種氫氣量的計(jì)算：新氫量的計(jì)算： 設(shè)計(jì)耗氫：1.26%（w） 新氫量 = 50000Kg/h ×1.26% ÷ 2 × 22.4 ÷ 95% = 742

8、7NM3/h循環(huán)氫量的計(jì)算：設(shè)計(jì)氫油比為550：1；氫純度：95%；新氫補(bǔ)入量：7500Nm3/h循環(huán)氫量 = 550/0.95 × 58 = 33579Nm3/h循環(huán)氫機(jī)排量的計(jì)算：循環(huán)氫機(jī)排量=33579Nm3/h 7500Nm3/h =26078 Nm3/h 裝置幾種氫氣組成及有關(guān)計(jì)算 1 .工業(yè)氫組成及流量、平均分子量及氣體重度計(jì)算 組 成體積(V)%NM3/hKg/h H2 99.97492.5 668.9 CH4 0.1 7.5 0.67 CO CO2 20PPm 合計(jì) 100 7500 669.64M平 = 669.64 ÷ 7500 × 22.4

9、= 2 = 669.64 ÷ 7500= 0.089 2. 高壓分離器分離氫組成、流量、平均分子量及氣體重度計(jì)算 組成循環(huán)氫量NM3/hH2SH2CH4C2H6C3H8C4H10H2O1.393.54.40.40.20.10.1100NM3/h26078339243831147.4104.352.226.0826.0826078Kg/h395851.453701174.115.837.923.963.963958M平 = 3958 ÷ 26078 × 22.4 = 3.4 = 3958 ÷ 26078= 0.153. 混氫組成、流量、平均分子量及氣體重度

10、計(jì)算 組成NM3/hH2SH2CH4C2H6C3H8C4H10H2O循環(huán)氫N(xiāo)m3/h339243831147.4104.352.226.0826.0826078Kg/h51.453701174.115.837.923.963.963958新氫N(xiāo)m3/h7492.5 7.57500Kg/h668.90.67合計(jì)Nm3/h33931875.51154.9104.352.226.0826.0833578組成%1.094.93.40.310.150.0770.077100合計(jì)Kg/h51.454370174.7715.837.923.963.964627.9組成%1.1194.43.780.340.1

11、70.0860.086100M平 = 4627.9 ÷ 33578 × 22.4 = 3.09 = 4627.9 ÷ 33578= 0.144. 反應(yīng)器床層急冷氫量的計(jì)算急冷氫量計(jì)算:（由表量計(jì)算）Q急 = 新氫量 循氫機(jī)排量 混氫量新氫量循氫機(jī)排量混氫量急冷氫量流量NM3/h750026078315782000急冷氫量計(jì)算:（由油氣熱焓值計(jì)算）第三章 加氫精制裝置新氫耗量計(jì)算一 氫氣來(lái)源:加氫精制裝置氫氣可來(lái)源于重整裝置，但是重整氫純度較低，一般在85%，影響加氫氫純度。加氫精制裝置氫氣主要來(lái)源于制氫裝置，而制氫裝置工藝大部分采用水蒸汽輕烴轉(zhuǎn)化法制氫。一般制氫原

12、料為焦化干氣、催化干氣、天然氣。另外加氫精制裝置氫氣也可來(lái)源于水煤氣制氫、甲醇制氫。二. 加氫精制裝置新氫耗量計(jì)算:加氫精制裝置總耗氫:包括化學(xué)耗氫、溶解損失、設(shè)備泄漏和放空損失?；瘜W(xué)反應(yīng)耗氫是指原料油烯烴飽和需耗氫，硫、氮、氧非烴化合物脫出硫、氮氧需耗氫。溶解損失耗氫是指溶解在高壓分離器中油中的氫氣隨高分油帶入低壓系統(tǒng)釋放進(jìn)入瓦斯系統(tǒng)造成一部分氫氣損失。設(shè)備泄漏損失耗氫是指氫氣由臨氫系統(tǒng)設(shè)備泄漏至空間造成的外漏損失。放空損失耗氫是指為保持循環(huán)氫純度，降低硫化氫含量而進(jìn)行的定期排放廢氫所造成的氫氣損失。 估算法計(jì)算耗氫：計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)化學(xué)耗氫： a 飽和單烯烴耗氫：每降低一個(gè)單位溴價(jià)需要?dú)錃?，?/p>

13、料比重0.71.0，氫氣耗量為0.89nm3/h1.36nm3/h。雙烯烴耗氫為單烯烴的2倍。 100%不飽和原料油的耗氫量原料組分比重平均耗氫量Nm3/m3原料油平均耗氫量Nm3/t 原料油焦化汽油 0.7587159 210焦化汽油 0.7769140 179裂化原料油 0.8017124155焦化原料油 0.8251109132焦化原料油 0.849897114催化原料油 0.87628294催化原料油 0.90427078催化原料油 0.93405761b 脫硫、氮、氧耗氫：還原1%的硫、氮、氧為H2S、NH3和水，并飽和除去硫、氮、氧的化合物需氫量 名 稱耗 氫 量含硫化合物（硫醇、

14、硫醚）12.5Nm3/m3原料油含氮化合物（吡啶、吡咯）53.7Nm3/m3原料油含氧化合物（環(huán)烷酸）44.6Nm3/m3原料油溶解損失耗氫：名 稱油 中 溶 解 氫 量汽 油6.410.0（平均8.2）Nm3/m3原料油 餾 分 油4.17.70（平均5.9）Nm3/m3原料油減壓瓦斯油3.46.80（平均5.1）Nm3/m3原料油放空損失耗氫： 510 Nm3/m3原料油。耗氫計(jì)算公式轉(zhuǎn)換公式： VH2 = （1000×22.4）÷ M平 VH2 重量耗氫量 M平 平均分子量化學(xué)耗氫量計(jì)算公式：VH2 = （12.5S 20.9N 12.1O）2.82(141.5/d 131.5)(CnH2n 2CnH2n-2) 式 中 VH2 化學(xué)耗氫，nm3/t S 加氫脫除的硫含量，重%N 加氫脫除的氮含量，重%O 加氫脫除的氧含量，重% d 原料油比重 CnH2n 加氫脫除的單烯烴含量，% CnH2n-2 加氫脫除的雙烯烴含量，% 硫、氮、氧及單烯烴脫除量計(jì)算公式：S = SF YSP CnH2n = （Cn