【正文】 相對濕度（%）302010010203040102030405060100注：=水蒸汽/干空氣 (體)，基準(zhǔn)大氣壓=圖51 再生器燃燒計算圖（=0）圖51中各符號如下：∑——CO2+CO+O2 ，%；∑＇—3（CO2+CO）+, %。其體積流量VA按下式校正： （58）2 焦炭量計算進(jìn)入再生器的干空氣量： （59）式中： V1——干空氣量，m3n/h?；旌细蓺饨M成見下表：混 合 干 氣 組 成組 分 %（體）H2N2+O2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6iC4H10nC4H10nC4=i C4=t C4=c C4=iC5H12H2SCO2CO求干氣量。非烴質(zhì)量流量 G非= (57)式中： Vi、Mi ——分別為非烴組分占混合干氣的體積分率和分子量。由54式，在操作條件下的體積流量為： V實= 若采用儀表指示值，則相對誤差為： （三）干氣計算1 混合干氣體積流量校正 混合干氣一般用差壓式流量計，其節(jié)流裝置多為孔板。 設(shè)——設(shè)計條件下的流體密度，kg/m3。使用差壓式流量計時，液體體積流量可用下式表示： V實= C （51）式中： V實—流體體積流量， m3/h。流量計有多種，應(yīng)根據(jù)不同的流量計要求，進(jìn)行校正。表46 某催化裂化裝置原始數(shù)據(jù)項目加工量 t/h分子量原料油組成 新鮮原料360 回?zé)捰?1350 回?zé)捰蜐{5380產(chǎn)品分布%t/h 氣體＋損失42 汽油100 柴油41200 油漿380 焦炭8操作條件 反應(yīng)溫度， ℃493 提升管汽化段溫度，℃520 提升管蒸汽量，t/h8 反應(yīng)壓力,kPa（表）116 提升管底部壓力,kPa（表）140 提升管內(nèi)徑,m 提升管反應(yīng)段長度,m25 催化劑循環(huán)量,t/h823 帶入反應(yīng)的煙氣量，t/h29解： （1）計算提升管入口油氣流率，如表47所示。表47 提升管汽化段各物料流率項目重量流率，kg/h分子量摩爾流率，kmol/h新鮮原料136200360378回?zé)捰?100035089回?zé)捰蜐{500038013蒸汽800018444煙氣18002962合計182000986 = 26887m3/h = m3/s（2） 計算提升管出口處油氣流率，如表48所示。（1）質(zhì)量流量計是目前為許多煉廠所采用的先進(jìn)的流量計，這種流量計不受檢測點條件變化的影響，可以直接取得總通過量，前后數(shù)據(jù)相減即可。 △P—孔板前后壓差，Pa； —操作條件下流體的密度，m3/kg； C—常數(shù)。則實際流量和指示流量的關(guān)系可由上面兩式求出： （54）同理，對于質(zhì)量流量有下面關(guān)系： （55）式中：G設(shè)——設(shè)計條件下的流體質(zhì)量流量， t/h。由于混合干氣是可以被壓縮的，因此，混合干氣的體積流量應(yīng)按下式校正： V實 = （56）其中：P實、T實、ρ實——分別為實際操作條件下氣體絕對壓力 kPa、溫度 K、標(biāo)準(zhǔn)條件下密度 kg/m3；P設(shè)、T設(shè)、ρ設(shè)——分別為設(shè)計條件下氣體絕對壓力 kPa、溫度 K、標(biāo)準(zhǔn)條件下密度 kg/m3； V設(shè) 、V實——校正前后混合干氣的標(biāo)準(zhǔn)條件下體積流量，m3n/h。3 細(xì)物料的計算 由于混合干氣中或多或少帶有CC4組分，為正確地給出產(chǎn)品分布，應(yīng)將產(chǎn)品分為H2～CC3～C4……，為此，應(yīng)求出干氣中各組分的質(zhì)量流量。解： （1）混合干氣體積流量校正 （2）扣除非烴 非烴質(zhì)量流量G非= = （3）混合干氣質(zhì)量流量G混 G混=4731=5512kg/h （4）干氣質(zhì)量流量G干 混合干氣除去非烴后的干氣質(zhì)量流量=55121300=4212kg/h （5）計算細(xì)物料結(jié)果見下表：組 分Vi (%)MiMiViMiVi/∑MiVi %(重）質(zhì)量流量(kg/h)H2248101N2+O229— — —CH416404C2H630422C2H428425C3H844299C3H6421457iC4H1058270nC4H105838n C4=5674i C4=5682反2 C4=5684順2 C4=5651iC5H127280H2S34425CO244 ———CO28———合 計4212二 計算與假設(shè)（一）焦炭焦炭是反應(yīng)當(dāng)中的縮合產(chǎn)物，在再生器中燃燒放熱后以煙氣的形式離開裝置。 VA——濕空氣量即儀表所測校正后進(jìn)入再生器的主風(fēng)量，m3n/h。CO —— CO ，%；VA/K——耗風(fēng)指標(biāo)， m3n/kg 。從實際經(jīng)驗看，CO2%比較容易分析準(zhǔn)確，CO%、O2%的分析誤差則往往較大。液體產(chǎn)品的泄漏、揮發(fā)，氣體產(chǎn)物的外溢，隨著裝置排棄物如污水的流失等，都應(yīng)該計入損失。所以，通常是把干氣和損失一起估測，%～%范圍。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(chǎn)率和汽提效率之間有如下的關(guān)系： （516）式中： CS ——由于汽提不完全所增加的焦炭產(chǎn)率，%（重）； RF ——回?zé)挶龋? RC；——劑油比； ES——汽提效率，%。要使CS在1%以內(nèi)，一般需要ES在90%以上。[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(rèn)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）。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(zhǔn)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(zhì)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(jié)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(chǎn)品分布和柴油質(zhì)量是不現(xiàn)實的。表518 催化裂化反應(yīng)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(shè)備防腐和產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)過程轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品和再生煙氣當(dāng)中，產(chǎn)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(yīng)轉(zhuǎn)化率的提高，H2S產(chǎn)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(jìn)入柴油、回?zé)捰?、油漿和焦炭中。此外，焦炭中的硫含量還直接關(guān)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(guān)系如表520所示。 研究熱平衡就是要研究各種參數(shù)變化對反應(yīng)再生系統(tǒng)的熱平衡所產(chǎn)生的影響及相應(yīng)應(yīng)該采取的對策。 3 保證安全，平穩(wěn)生產(chǎn) 再生條件對安全生產(chǎn)及維持催化劑活性是至關(guān)重要的，通過熱平衡計算預(yù)測再生條件，保證再生器不發(fā)生嚴(yán)重超溫并有應(yīng)急措施。 當(dāng)處理重質(zhì)原料時，例如常壓渣油或摻煉部分減壓渣油， 過多的焦炭生成導(dǎo)致過多的燒焦熱量，過高的再生溫度將會破壞再生器的內(nèi)構(gòu)件及大大加速催化劑的減活。它既減少了燒焦的放熱，又保證了催化劑的再生效果。由表61可見，獨立變量和非獨立變量中還分為影響熱負(fù)荷的變量；影響生焦但不影響熱負(fù)荷的變量；影響生焦、熱輸出和熱負(fù)荷的變量等不同種類。 ②催化裂化裝置總是熱平衡的，當(dāng)熱平衡遭到破壞時，因變量（例如劑油比和再生溫度）就會立即改變，使裝置恢復(fù)到熱平衡狀態(tài)。熱平衡則由劑油比和再生溫度來自行調(diào)節(jié)。 但在燃燒熱、反應(yīng)熱計算中就有狀態(tài)問題，只是習(xí)慣上忽略了， 因為它引起的誤差不大。 圖64 焦炭燃燒熱計算圖 正確的計算是由狀態(tài)a到狀態(tài)b，循二條途徑m和n。 熱平衡計算的最主要、最直接的目標(biāo)是保證反應(yīng)部分按需要的條件進(jìn)行，故先討論反應(yīng)部分的需要熱。 油品焓的計算過程如下： (1) 以液相－℃之焓為0。 H176。＋[()(t+)＋103 (+K)(t+)2－106 (t+)3] (5) 在已知液相焓(HL)時，液體溫度用下法求得： 令 AZ＝(S)(K＋) BZ＝(S)(K＋) CZ＝－HL/ t＝／AZ[BZ+(BZ24AZCZ)] 其中： K──特性因數(shù)； S──20℃液相密度； t──溫度,℃。建議用下式： Q3＝K一般則按有吸附熱計算。 精確的反應(yīng)熱應(yīng)通過精確測量原料及產(chǎn)品的燃燒熱，計算其差值得到。 并且預(yù)測在保證反應(yīng)條件下的再生條件。 1 再生器入方熱量Q入 入方熱量在用焓差計算時，只有焦炭燃燒熱一項。