【正文】 段時間流過管道的流體流量總和，即瞬時流量在這一段時間內的累積值。本章介紹的檢尺數(shù)據(jù)換算為實際物料量的方法，為工程計算中實用的簡算方法，在實際條件許可時，應按有關的標準進行精確校正。在對產品分布進行標定時，最好不要換罐，以免因多次檢尺造成不必要的誤差。2%之間，否則就應視為不平衡。不同原料不同操作條件可以得到不同的產品產率，新裝置設計第一步就是預測物料平衡數(shù)據(jù)，有關內容請參見本書第二章。相同的原料生產出來的目的產品愈多說明運行水平愈高。催化裂化一般要衡量汽油收率、輕質油收率、液化氣（氣體）收率或輕烯烴收率。本章重點介紹催化裂化生產裝置如何獲得公正客觀的物料平衡數(shù)據(jù)，采用的技術分析方法如氫平衡等也適用于新裝置設計數(shù)據(jù)的合理性驗證。下面對標定時物料平衡各個環(huán)節(jié)進行詳細論述。在標定前后，需對油罐進行檢尺及取油樣，測定密度，同時測定油罐溫度。[例51] 已知某催化裂化裝置標定時，油品罐區(qū)的檢尺數(shù)據(jù)如下：① 相對密度餾分油 d420 : , DAO d420：,汽油 d420：,輕柴油 d420：,② 24小時油罐檢尺量餾分油：前尺：V= t=81℃ 后尺：V= t=86℃DAO: 前尺：V= t=65℃ 后尺：V= t=76℃汽油： 前尺：V= t=35℃ 后尺：V= t=℃輕柴油：前尺：V= t=27℃ 后尺：V= t=30℃試計算各油品的質量。在標定期間，應根據(jù)儀表記錄取多次數(shù)據(jù)的平均值。（2）差壓式流量計是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產生的壓力差實現(xiàn)流量測量的。流體質量流量可表示為： （52） G實——液體質量流量，t/h 。[例52] 回煉油流量儀表指示值為150m3/h, 。因此，當計算質量流量時，應使用橢圓齒輪流量計所在地點條件下的液體密度。（二）液化石油氣計量液化石油氣一般用球罐檢尺求得其體積，目前亦有采用質量流量計直接測量的。[例53] 已知某催化裂化裝置所產液化氣的組成%（體）如下： C2=C3oC3=iC4onC4oiC4=nC4=tC4=cC4=≥C5 液化氣球罐檢尺24小時結果如下：V= m3/d 平均溫度：28℃試計算液化氣質量。在計算干氣量時，應將這部分非烴扣除。干氣表讀數(shù)為5500m3n/h。1 主風量校正 主風量一般用差壓式流量計測量，其節(jié)流裝置多為文丘里管。 3 焦炭量查圖計算法 圖5—1為再生器燃燒計算圖，按=0作出，如果大氣中水蒸汽含量較高，應加以校正（校正值查表51）。4 煙風比、耗風指標及總濕煙氣量 煙風比 VF/A =（2+ （512） 耗風指標 VA/K= （513） 總濕煙氣量VF= （2+ （514）[例55] 已知某催化裂化裝置的標定、分析數(shù)據(jù)如下：① 標定分析煙道氣5個樣品的數(shù)據(jù)為：%（體）COO2CO212345平均值② 兩器的松動風量經(jīng)孔板核算約為25m3n/min③ 主風入口流量刻度：71% 全量程1465 m3n/min ，文丘里管按標準狀態(tài)設計，干球溫度：22℃ 大氣壓力： 水蒸汽與干空氣的分子比 j=，試計算總燒焦量。有的廠使用色譜分析煙氣組成，也是一種較好的方法。在做裝置的物料平衡時，一般而言，應盡可能采用計算而不用假設的方法求出各物料量（包括干氣、不凝氣等），如果此時損失太大，首先應檢查各物料的計量、計算是否有誤；其次，在判斷得出其他計量、計算沒有問題時，再考慮是否是干氣計量帶來的問題，而且應盡可能采用計算、分析的方法加以量化，以盡量排除假設帶來的影響。表52給出了某催化裂化裝置的物料平衡及收率。汽提效率低，輕組分損失多，物料衡算中焦炭量就增加，輕組分量減少。汽提的目的就是用水蒸汽把這些油氣置換出來。由于汽提不完全所增加的焦炭占新鮮原料的產率和汽提效率之間有如下的關系： （516）式中： CS ——由于汽提不完全所增加的焦炭產率，%（重）； RF ——回煉比； RC；——劑油比； ES——汽提效率，%。要使CS在1%以內，一般需要ES在90%以上。汽油按其用途分為航空汽油和車用汽油，我國的車用汽油又分為普通汽油和優(yōu)級汽油。不同的催化裂化裝置在做反應的轉化率比較時，應注意到汽油和柴油餾分的組分重疊，并加以實沸點校正，取相同的汽油實沸點蒸餾的終餾點，才可以真正反映轉化率的真實情況。解： 汽油中含有C%（重）62016%=3696 kg/h這是一個很大的量，在做反應部分詳細物料平衡計算時必須加以校正。在環(huán)保要求日益嚴格的今天，各國各地區(qū)制訂出了日益嚴格的限制汽油蒸汽壓的標準。因為干氣和液化石油氣的各組分數(shù)據(jù)在分析時容易得到，故物料衡算時這部分校正容易實現(xiàn)。[例59] 已知某催化裂化裝置外甩油漿的分析數(shù)據(jù)及實沸點餾程如下：密度（d420）： 餾程： 初餾點 300℃ 10% 467℃ 30% 516℃ 50% 552℃ 70% 587℃外甩油漿流量3042kg/h,試求其夾帶輕組分量。360℃的餾分認為是輕柴油組分，由蒸餾曲線可以讀出，夾帶輕組分的量為3%（體），%（重）。,折成原料中氮 ② 含硫污水中的油、硫、酚、氰等化合物：總量： mg/L含硫污水流量 7000kg/h③ 汽油精制過程的損失：a、汽油堿洗洗去硫化物30mg/kg,b、汽油脫硫醇25mg/kg,c、脫硫醇后汽油排放尾氣，含烴類11kg/h ④ 工業(yè)污水損失量 mg/L,工業(yè)污水流量 20t/h則損失 ⑤ 采樣損失： kg/h⑥ 原料油含水：%,%。過去要做催化裂化裝置的氫平衡相當困難，而當今采用先進的分析手段和較完善的計算方法，已能對催化裂化裝置做出比較接近真實值的氫平衡。哪一種加工過程原料中的氫利用得比較合理，該過程就比較好。沒有低H/C的焦炭、油漿的生成，就不可能產生高H/C的汽油和液化氣。研究催化過程的氫平衡，有助于深入研究氫的更合理利用。但應注意，儀器分析有一定誤差，現(xiàn)有儀器測量的含氫量的絕對誤差為177。如催化裂化原料含氫可在12%到14%之間變化，二者的物料平衡和產品性質就有很大差異。表54 催化裂化原料的含氫量原 料含氫量，%（重）原 料含氫量，%（重）減壓餾分油：大港大慶中原中原勝利管輸混合孤島管輸混合減壓渣油：勝利大慶新疆大港孤島管輸混合常壓渣油：勝利大慶任丘延長表55 催化裂化汽油含氫量催化裂化原料含氫量 %（重）中原減壓餾分油中原減壓餾分油中原減壓餾分油 加脫瀝青油中原減壓餾分油 加15%減渣%渣油表56 催化裂化輕柴油含氫量原 料 含氫量%（重）原 料含氫量，%（重）中原減壓餾分油管輸減壓餾分油中原減壓餾分油管輸減壓餾分油 摻減渣 —— —— ——中原減壓餾分油 加脫瀝青油中原減壓餾分油 加15%減渣中原減壓餾分油 加33%減渣大港減壓餾分油 摻減渣表57 催化裂化重柴油含氫量原 料含氫量%（重）中原減壓餾分油中原減壓餾分油加脫瀝青油中原減壓餾分油加15%減渣中原減壓餾分油加33%減渣表58 催化裂化澄清油含氫量原 料含氫量，%（重）大慶餾分油大慶常渣管輸減壓餾分油，%減渣管輸油摻渣油表59 催化裂化產品含氫量產 品含氫量，%（重）C2以下氣體19CC4組分15汽油～輕柴油～重柴油或循環(huán)油～澄清油～焦炭*～* 為實驗室結果，工業(yè)上可能會更高。其影響因素比較復雜，與原料性質、催化劑性質、反應條件、汽提段操作條件及設備結構等有關。（四） 總的氫平衡計算及分析得出各個產物含氫數(shù)據(jù)后，即可得到反應部分總的氫平衡。裝置的物料平衡數(shù)據(jù)如表511所示。表512 氫平衡計算——干氣和液化氣中的含氫量干 氣液 化 氣項目 分子量氫占組分%（重）（查表510）干氣組成%（重）含氫量（占干氣）%（重）組成%（體）組成%（重）含氫量（占液化氣）%（重）CH416C2H630C2H428C3H844C3H642iC4H1058nC4H10581 C4=56i C4=56反2 C4=56順2 C4=56≥C572H2S34H22100合計2 汽油中的含氫量汽油中含氫量采用如下三種方法計算，三種方法各有其優(yōu)點。② %（重）。而用核磁共振分析的數(shù)據(jù)計算的含氫量準確度高。② %（重）。%（重）表514 氫平衡計算——用PONA計算柴油的含氫量 %(重)項 目組 成%（重）HW①柴油中含氫量%（重）PO②一環(huán)N二環(huán)N三環(huán)N一環(huán)A二環(huán)A三環(huán)A合 計① HW——任一個組分（P、O一環(huán)N……三環(huán)A）中的含氫量；② 因質譜分析柴油中的烯烴含量檢測不出來，所以使用輕柴油碘值計算出其烯烴含量。表515 氫平衡計算——酸性水中帶走部分的含氫量 %（重）項 目H2S酚 油NH3CO2總計組分含量%（重）100單位組分中的HWi0組分中氫HW0（2） 從火炬漏掉的是富氣， ：，%（重）%（重），%（重）。各方法計算的氫平衡結果匯總于表516。從表517中可以看到小于或等于汽油的餾分（包括損失），它們的H收率/總收率均≥1，其中汽油≈1，即汽油中C/H≈本例原料的C/H。再看液化氣及更輕組分，它們在本例中幾乎是H得益者的全部，%。此時若期望得到與前述相似的產品分布和柴油質量是不現(xiàn)實的。表518 催化裂化反應氫平衡 （單位：%（重））原料大慶餾分油大慶常壓重油管輸油摻渣油催化劑及工藝特點3A分子篩沸石催化劑取熱沸石催化劑%，不取熱沸石催化劑%，取熱項目總物料氫總物料氫總物料氫總物料氫總物料氫原料油100100100100干氣液化石油氣汽油輕柴油重柴油————————油漿————————焦炭損失0000合計100100100100二 硫平衡從催化裂化裝置的硫平衡可以了解硫的去向和量的多少，從而對設備防腐和產品質量控制以及環(huán)境治理采取更為有效的措施。催化裂化原料中的硫經(jīng)過裂化反應過程轉移至產品和再生煙氣當中，產品中的硫主要以硫化氫和硫醇的形式存在，燒焦過程中生成的硫氧化物隨再生煙氣排入大氣。只能掌握大致的硫分布規(guī)律，要做出令人滿意的硫平衡在現(xiàn)有的分析條件下是困難的。此外，隨著裂化反應轉化率的提高，H2S產率也明顯提高，分布在焦炭中的硫略有增加，而分布在輕柴油中的硫則明顯減少。裂化速度慢和難裂化的噻吩硫則大量進入柴油、回煉油、油漿和焦炭中。此外，焦炭中的硫含量還直接關系到再生煙氣中SOX的排放量，SOX排放量與焦炭和原料油中的硫含量關系如表520所示。表522列出了這四種催化劑在恒定轉化率條件下汽油產品中硫化物的分布規(guī)律。表523 國內主要煉油廠FCC裝置產品分布及硫