【正文】 19040柴油10350油漿1730焦炭3070損失210小計45240生產(chǎn)排放含硫污水7000(H2S)工業(yè)污水20000汽油堿洗1904030mg/kg汽油脫硫醇1904025mg/kg小計方合計出方 入方影響催化裂化裝置硫平衡的因素很多，下面分別予以討論。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。表519 催化裂化裝置硫平衡數(shù)據(jù)項 目物流流率kg/h硫含量%（重）硫分布%（重）大慶VGO原料150000100煙氣200(mg/m3)污水10400干氣4200液化氣18000汽油78000輕柴油34500重柴油6450合計[例512]某催化裂化裝置標(biāo)定的物料數(shù)據(jù)及硫分析數(shù)據(jù)如下：流率硫含量（重）① 原料：DAO餾分油622t/d1912t/d%%② 污水：分餾塔頂罐穩(wěn)定塔頂罐③ 產(chǎn)品：干氣液化氣汽油輕柴油H2S 4650ppm%%試計算其硫平衡。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。由于我國原油多數(shù)屬于低硫原油，過去餾分油催化裂化原料硫?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保造成的影響并不嚴(yán)重。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。 [例511] 已知某催化裂化裝置的物料平衡數(shù)據(jù)如下表：項 目詳細(xì)物料平衡kg/h%（重）H2SH2CH4C2H6C2H4H2～C2小計C3H8C3H6iC4H10nC4H10C4H81iC4H8tC4H82cC4H82C3～C4小計C5—221℃汽油221℃輕柴油9522油漿1730焦炭3070損失210合計45240100%（重），試計算氫平衡。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517 氫平衡計算——產(chǎn)品的氫分布 %（重）項目產(chǎn)品中氫量占總H產(chǎn)品收率H收率/收率干氣液化氣汽油柴油焦炭損失焦炭中也有部分H，就本例來說焦炭中H含量在國內(nèi)已屬于低的，但如果從催化焦、附加焦和污染焦有更低的H/C（約小于4%）看，仍有相當(dāng)部分可汽提炭作為高H含量組分在再生器燒掉，這項損失可以通過提高汽提段效率來解決，%，因此只從H看，進(jìn)一步利用H更應(yīng)該從干氣中考慮。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，%。高C/H產(chǎn)物（焦炭和柴油）的H貢獻(xiàn)幾乎全部用于液化氣及更輕的組份。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。（2） 產(chǎn)品的氫分布討論對于催化裂化過程，人們總希望有較高的輕質(zhì)油收率或液體收率，因為只有液化氣、汽油、柴油才是高價值的物料，也就是從氫平衡角度看，希望原料中的H要盡量轉(zhuǎn)向這些有用產(chǎn)品中，追求一個好的氫分布。各方法計算的氫平衡結(jié)果匯總于表516。（2） %（重）。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）。5 損失部分的含氫量（1） %（重）（詳算見表515）。%（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。④ 用核磁共振分析計算柴油的含氫量：fA= RT=SW= NW=烯烴含量O是用碘值計算的。② %（重）。%（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。表513 氫平衡計算——由PONA計算汽油中含氫量 %（重）項 目組 成 %組分中含氫量汽油中含氫量PO*N*A9合計100* 組分中含氫量一項，烯烴以單烯烴計，環(huán)烷烴以單環(huán)烷烴計。② %（重）。%（重）。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。干氣含氫量應(yīng)在扣除非烴后再計算之。裝置的物料平衡數(shù)據(jù)如表511所示。2%的準(zhǔn)確度。（四） 總的氫平衡計算及分析得出各個產(chǎn)物含氫數(shù)據(jù)后，即可得到反應(yīng)部分總的氫平衡。即用主風(fēng)的氮平衡計算生焦中的碳，再用氧平衡計算氫，在忽略了焦炭中硫、氮等雜質(zhì)后，二者之和就認(rèn)為是總焦炭量，并可計算出含氫量。其影響因素比較復(fù)雜，與原料性質(zhì)、催化劑性質(zhì)、反應(yīng)條件、汽提段操作條件及設(shè)備結(jié)構(gòu)等有關(guān)。表510 催化裂化氣體各組分的含氫量氣體組分名稱分子式含氫量，%（重）氫氣H2甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10乙烯C2H4丙烯C3H6丁烯C4H8硫化氫H2S（三）焦炭含氫量計算焦炭中含氫占原料總氫的比例不大， 但焦炭含氫的計算爭議較大。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(chǎn)品含氫量產(chǎn) 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(jié)果，工業(yè)上可能會更高。產(chǎn)品含氫不僅與原料有關(guān)，且與反應(yīng)條件和催化劑有關(guān)。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(chǎn)品性質(zhì)就有很大差異。也可以通過經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式計算。但應(yīng)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。在某種程度上也可以作為產(chǎn)品質(zhì)量衡量的一種方法，例如，初步判斷柴油的十六烷值。研究催化過程的氫平衡，有助于深入研究氫的更合理利用。相比之下，重油或餾分油催化裂化過程是氫利用較好的脫碳過程。沒有低H/C的焦炭、油漿的生成，就不可能產(chǎn)生高H/C的汽油和液化氣。焦炭、油漿、柴油均是授氫體，其含氫量低于原料。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。這個過程不外乎兩種途徑，一是脫碳，二是加氫。過去要做催化裂化裝置的氫平衡相當(dāng)困難，而當(dāng)今采用先進(jìn)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。表53給出了某催化裂化裝置的細(xì)物料平衡數(shù)據(jù)和產(chǎn)率數(shù)據(jù)及對應(yīng)的粗物料平衡數(shù)據(jù)。,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：%,%。[例510] 已知某催化裂化裝置的標(biāo)定數(shù)據(jù)如下：① 再生煙氣量59379 m3n/h ,即76778 kg/h SOX含量： mg/kg NOX含量： mg/kg② 含硫污水流量：7000 kg/h 油、硫、酚、氰等化合物含量： mg/L③ 汽油總量： 19000 kg/h堿洗洗去硫化物： 30 mg/kg汽油脫硫醇 ： 25 mg/kg汽油脫硫排放尾氣（占汽油） ：%（重）④ 工業(yè)污水流量 ：20000 kg/h 污油等含量 mg/L⑤ 采樣損失： kg/h⑥ 原料油含水：%(重），⑦ 原料油量：45240 kg/h%(重），210kg/h,試計算加工損失量并與標(biāo)定損失比較。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）。以餾程做蒸餾曲線，如圖53所示。[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℃