柴油加氢精制设计书.doc
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1、29100万吨/年催化柴油加氢精制设计(末期)柴油加氢精制一物料平衡1. 全装置物料平衡本设计催化柴油处理量为100万吨/年,反应阶段为其末期,年开工时数为8000小时。装置总物料平衡表(年开工时数以8000小时/年)物料项目物料量重量%公斤/小时吨/天入方原料油1250003000100重整氢3375812.70总计1283753081102.70出方精制柴油121187.52908.596.95粗汽油190045.61.52高分排放气222553.41.78低分排放气387.59.30.31回流罐排放气260562.522.084溶于水中的硫化氢27.50.660.022溶于水中的氨气30
2、0.720.024设备漏损12.50.30.01总计1283753081102.70注: 粗汽油包括0.03 的溶解气在内由=,得设备漏损为0.01% 1%.2. 化学耗氢量1) 杂质脱除率a) 硫脱除率 = 100% = 90%b) 氮脱除率 = 100% = 77.78%c) 氧脱除率(以酸度计算)原料油含氧率 =100% = 0.00192%精制油含氧率 = 100% = 0.0000463% 氧脱除率=100% = 97.58%d) 烯烃饱和率(以溴价计算)烯烃饱和率=100% = 80%组份硫氮氧烯烃饱和脱除率(%)9077.7897.58802) 化学耗氢量a) 脱硫耗氢每脱掉1%
3、的硫消耗12.5Nm3H2/m3原料油加氢脱硫耗氢量= = 2.34 Nm3/T原料油2.34125000/22.4=26.152kg/hrb) 脱氮耗氢每脱掉1%的氮消耗53.7Nm3H2/m3原料油加氢脱氮耗氢量= = 1.26 Nm3/ T原料油1.26125000/22.4=14.078kg/hrc) 脱氧耗氢每脱掉1%的氧消耗44.6Nm3H2/m3原料油加氢脱氧耗氢量= = 0.0966Nm3/ T原料油0.0966125000/22.4=1.078kg/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/T原料油22.9612
4、5000/22.4=256.25kg/hre) 芳烃饱和饱和1%的芳烃消耗5.0Nm3H2/m3原料油芳烃饱和耗氢量=6.29 Nm3/ T原料油6.29125000/22.4=70.254kg/hrf) 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 = 10.22Nm3/T原料油10.22125000/22.4=114.017kg/hr各类加氢反应的耗氢量汇总表项目化学耗氢量重量分数Nm3/T原料油Kg/hr%1加氢脱硫2.3426.1525.432 加氢脱氮1.2614.0782.933 加氢脱氧0.09661.0780.224 烯烃饱和22
5、.96256.2553.185 芳烃饱和6.2970.25414.586 加氢裂解10.22114.01723.66总计43.17481.8291003. 反应放热a) 加氢脱硫反应放热量=600 kcal/ Nm32.34 Nm3/T =1405.92kcal/T1405.92 kcal/T125T/hr=175740kcal/hrb) 加氢脱氮反应放热量=600 kcal/ Nm31.26 Nm3/T =756.84kcal/T756.84kcal/T125T/hr=94605kcal/hrc) 加氢脱氧反应放热量=600 kcal/ Nm30.0966 Nm3/T =57.95kcal/
6、T57.95kcal/T125T/hr=7243.5kcal/hrd) 加氢烯烃饱和反应放热量=1260 kcal/ Nm322.96 Nm3/T =28929.6kcal/T28929.6kcal/T125T/hr=3616200kcal/hre) 加氢芳烃饱和反应放热量=540 kcal/ Nm36.29 Nm3/T =3399.19kcal/T3399.19kcal/T125T/hr=424899kcal/hrf) 加氢裂解反应放热量=450 kcal/ Nm310.22 Nm3/T =4597.16kcal/T4597.16 kcal/T125T/hr=574644.38 kcal/h
7、r反应放热计算汇总表项目反应放热量重量分数Kcal/T原料油Kcal/hr%1加氢脱硫1405.921757403.592 加氢脱氮756.84946051.933 加氢脱氧57.957243.50.154 烯烃饱和28929.6361620073.905 芳烃饱和3399.194248998.686 加氢裂解4597.16574644.3811.75总计39146.664.8931061004. 纯氢消耗量汇总a) 入方:新氢=287.68%/8000 = 1076.073kg/hr =25.83T/db) 出方:化学耗氢量=481.829kg/hr =11.56T/d 排放耗氢量=280.
8、86% = 553.58kg/hr=13.29T/d 溶解耗氢(包括低分排放和回流罐排放): 低分罐=43.10%2=18.444kg/hr 回流罐=2.03%2=2.379kg/hr =18.444+2.379=20.823kg/hr=0.4998T/d 机械漏损=1076.073-(481.829+553.58+20.823)=19.841kg/hr=0.476T/d加氢精制装置纯氢消耗量汇总表项目kg/hrT/d重量%入方新氢1076.07325.83100出方1 化学耗氢481.82911.5644.782 排放耗氢553.5813.2951.443 溶解耗氢20.8230.49981
9、.944 机械漏损19.8410.4761.84总计1076.07325.831005. 硫化氢平衡a) 入方:=215.16kg/hr =5.16T/db) 出方:高分排放:=69.83kg/hr 低分排放:=18.55kg/hr 回流罐排放:=96.62kg/hr 水中溶解:27.50kg/hr 漏损:215.16-(69.83+18.55+96.62+27.50)=2.66kg/hr氢装置内硫化氢平衡表项目kg/hrT/d重量%产生加氢脱硫反应215.165.16100排放1 高分排放69.831.6832.462 低分排放18.550.458.623回流罐排放96.622.3244.9
10、14水中溶解27.500.6612.78 5漏损2.660.051.23总计215.165.16100二反应器设计入口温度为280,入口压力为4.0Mpa,出口压力为3.9Mpa,已知数据如下:加氢反应器入口温度气化率混合焓(Kcal/kg)2264.72186.642669.49217.2631019.09254.1535928.81295.9137438.65311.58注:物料包括原料油,新氢和循环氢系统压力P=3.9MPaP=3.8MPaP=3.7MPaP=3.6MPa气化率温度混合焓(Kcal/kg)温度混合焓(Kcal/kg)温度混合焓(Kcal/kg)温度混合焓(Kcal/kg)
11、4.54196166.98194165.67193165.01191.5164.039.44267218.16265216.73264216.01262215.3219.00311254.67310253.9328.68341281.62339279.8938.47360299.9248.38375315.31注:物料包括加氢生成油,反应生成气和循环氢气化率(%)平均分子量101552016030165注:气相油平均分子量图1 不同气化率的油气平均分子量 图2 3.90Mpa下焓值与温度对应关系图3 3.90Mpa下气化率与温度对应关系1. 催化剂装填体积空速=2.5=57.86 m32. 催
12、化剂当量直径所选催化剂为RN-1催化剂()Dp=6=6=1.6364m3. 循环氢和混合氢流量氢油比=300=43392.73Nm3/hr=/22.4=11971.74kg/hr=-=11971.74-3375=8596.74kg/hr4. 入口氢分压作4.0Mpa下的Hmt、ew%t图,查得t=320时,ew=20.5%,Hm=263Kcal/kg由图可得:当ew=20.5%时,=160.25g/mol=4.0=3.070Mpa5. 反应器出口温度计算根据热量衡算得:()+Q=()(11971.74+125000) 263+4.893106=(11971.74+125000) =298.72
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