【正文】 30% 516℃ 50% 552℃ 70% 587℃外甩油漿流量3042kg/h,試求其夾帶輕組分量。解： 先扣除兩物流中的非烴組分，即空氣和CO2，然后將體積組成換算成質(zhì)量組成，如下表：干 氣液化石油氣項 目%（體）%（重）扣除非烴組分后%（重）%（體）%（重）扣除非烴組分后%（重）H2AirCO2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6iC4H10nC4H10n C4=i C4=t C4=c C4=≥C5H2S平均分子量合計100100100100100100① 干氣夾帶非烴組分：1880(%+%)=609 kg/h 干氣夾帶CC4組分：1880（%+%+%)=28kg/h 干氣夾帶≥C5組分： 1880% =27 kg/h② 液化石油氣夾帶非烴組分：8960%= 4 kg/h 液化石油氣夾帶干氣組分： 8960%=79 kg/h 液化石油氣夾帶≥C5組分： 8960%=38 kg/h③ 汽油中夾帶CC4組分： 19040% =484 kg/h④ 干氣、液化石油氣、汽油三股物流中， 干氣總量：1880 （609+28+27)+79=1295 kg/h 液化石油氣總量：8960 （4+79+38)+28+484=9351 kg/h 汽油總量：19040484+27+38=18621 kg/h五 外甩油漿夾帶輕組分催化裂化原料重質(zhì)化使生焦和再生的矛盾日益突出，為減少生焦而采取的最為有效的措施就是外甩油漿。因為干氣和液化石油氣的各組分?jǐn)?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)。對于催化裂化輕烯烴綜合利用的裝置，C4組分要盡量少進(jìn)入汽油中，此時汽油的蒸汽壓約為45kPa。在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，各國各地區(qū)制訂出了日益嚴(yán)格的限制汽油蒸汽壓的標(biāo)準(zhǔn)。C4組分含量直接影響汽油蒸汽壓，C4組分進(jìn)入汽油是經(jīng)濟因素的作用，此時汽油中含C4的量可達(dá)4%（重）。解： 汽油中含有C%（重）62016%=3696 kg/h這是一個很大的量，在做反應(yīng)部分詳細(xì)物料平衡計算時必須加以校正。然而在實際操作中，有時出于提高汽油收率的考慮，要保留一部分C4到汽油中，在做反應(yīng)細(xì)物料衡算時，應(yīng)把這部分校正回去。不同的催化裂化裝置在做反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率比較時，應(yīng)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(zhuǎn)化率的真實情況。我國優(yōu)級汽油和普通90號汽油在GB484中要求終餾點205℃，催化裂化汽油餾程因生產(chǎn)方案和汽油出廠調(diào)合要求不同而異，不同裝置在做物料平衡及產(chǎn)品收率比較時應(yīng)注意到汽油終餾點的變化。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。[例56]已知某催化裂化裝置汽油、柴油餾分的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下：恩氏蒸餾%（體）初餾點1030507090終餾點汽油餾分℃476478106133173196柴油餾分℃212241263280301327341要求汽油干點221℃(實沸點)，試分析兩組份切割情況。要使CS在1%以內(nèi)，一般需要ES在90%以上。如果焦炭產(chǎn)率不能滿足裝置熱平衡的需要，則可適當(dāng)減少汽提蒸汽量，使CS保持一定的數(shù)值。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，%。在一般操作條件下，當(dāng)汽提段床層密度ρB為500kg/m3，C1約為1%左右。汽提的目的就是用水蒸汽把這些油氣置換出來。此時有必要改進(jìn)汽提段操作。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。要想考察催化裂化反應(yīng)進(jìn)行的優(yōu)劣，必須剔除后部分餾、吸收穩(wěn)定操作的影響，汽提段的影響，泄漏的影響，把裝置物料平衡還原為反應(yīng)物料平衡，把產(chǎn)品收率還原為產(chǎn)品產(chǎn)率。表52給出了某催化裂化裝置的物料平衡及收率。所以，通常是把干氣和損失一起估測，%～%范圍。在做裝置的物料平衡時，一般而言，應(yīng)盡可能采用計算而不用假設(shè)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(yīng)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(yīng)盡可能采用計算、分析的方法加以量化，以盡量排除假設(shè)帶來的影響。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。有的廠使用色譜分析煙氣組成，也是一種較好的方法。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。4 煙風(fēng)比、耗風(fēng)指標(biāo)及總濕煙氣量 煙風(fēng)比 VF/A =（2+ （512） 耗風(fēng)指標(biāo) VA/K= （513） 總濕煙氣量VF= （2+ （514）[例55] 已知某催化裂化裝置的標(biāo)定、分析數(shù)據(jù)如下：① 標(biāo)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(fēng)量經(jīng)孔板核算約為25m3n/min③ 主風(fēng)入口流量刻度：71% 全量程1465 m3n/min ，文丘里管按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)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。CO —— CO ，%；VA/K——耗風(fēng)指標(biāo)， m3n/kg 。 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(yīng)加以校正（校正值查表51）。 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。1 主風(fēng)量校正 主風(fēng)量一般用差壓式流量計測量，其節(jié)流裝置多為文丘里管。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。干氣表讀數(shù)為5500m3n/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。在計算干氣量時，應(yīng)將這部分非烴扣除。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。[例53] 已知某催化裂化裝置所產(chǎn)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(jié)果如下：V= m3/d 平均溫度：28℃試計算液化氣質(zhì)量。液化石油氣的密度測定可以采用標(biāo)準(zhǔn)的壓力密度計法，在條件不許可時，亦可采用組成分析的方法簡單計算獲得。（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(zhì)量流量計直接測量的。靶式流量計適用于測量含有固體顆粒、易于結(jié)晶的液體流量。因此，當(dāng)計算質(zhì)量流量時，應(yīng)使用橢圓齒輪流量計所在地點條件下的液體密度。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： （3）橢圓齒輪流量計用于測量高粘度的液體，但被測介質(zhì)中不能含有機械雜質(zhì)，否則會引起齒輪磨損以至損壞。[例52] 回?zé)捰土髁績x表指示值為150m3/h, 。 設(shè)——設(shè)計條件下的流體密度，kg/m3。流體質(zhì)量流量可表示為： （52） G實——液體質(zhì)量流量，t/h 。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。（2）差壓式流量計是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產(chǎn)生的壓力差實現(xiàn)流量測量的。流量計有多種，應(yīng)根據(jù)不同的流量計要求，進(jìn)行校正。在標(biāo)定期間，應(yīng)根據(jù)儀表記錄取多次數(shù)據(jù)的平均值。一般所講的流量大小是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的多少，即瞬時流量。[例51] 已知某催化裂化裝置標(biāo)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(zhì)量。油罐尺寸應(yīng)定期請有關(guān)單位檢驗或標(biāo)定。在標(biāo)定前后，需對油罐進(jìn)行檢尺及取油樣，測定密度，同時測定油罐溫度。油罐檢尺應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，檢尺前應(yīng)對油罐進(jìn)行脫水。下面對標(biāo)定時物料平衡各個環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)論述。在生產(chǎn)標(biāo)定中，應(yīng)通過各種措施，使標(biāo)定反映客觀準(zhǔn)確的情況，物料平衡至少應(yīng)在100177。本章重點介紹催化裂化生產(chǎn)裝置如何獲得公正客觀的物料平衡數(shù)據(jù)，采用的技術(shù)分析方法如氫平衡等也適用于新裝置設(shè)計數(shù)據(jù)的合理性驗證?？煽康姆磻?yīng)物料平衡是求得其他平衡（如熱平衡等）的依據(jù)。催化裂化一般要衡量汽油收率、輕質(zhì)油收率、液化氣（氣體）收率或輕烯烴收率。第五章 物 料 平 衡催化裂化裝置的物料平衡可以用來衡量裝置的運行水平。相同的原料生產(chǎn)出來的目的產(chǎn)品愈多說明運行水平愈高。催化裂化反應(yīng)部分的物料平衡又是催化裂化裝置眾多平衡中最為重要的。不同原料不同操作條件可以得到不同的產(chǎn)品產(chǎn)率，新裝置設(shè)計第一步就是預(yù)測物料平衡數(shù)據(jù)，有關(guān)內(nèi)容請參見本書第二章。第一節(jié) 裝置物料平衡及產(chǎn)品收率對生產(chǎn)裝置而言，只根據(jù)計量做出裝置的物料平衡有一定難度。2%之間，否則就應(yīng)視為不平衡。一 計量（一）油品計量1 油罐檢尺物料量以油罐檢尺較準(zhǔn)。在對產(chǎn)品分布進(jìn)行標(biāo)定時，最好不要換罐，以免因多次檢尺造成不必要的誤差。油樣應(yīng)取罐的上、中、下三點的混合樣品。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(yīng)按有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確校正。解： 計算結(jié)果如下：① 餾分油d420=d4t= d420 γ(t20), γ=則：d481=(8120)= d486=(8620)=則處理的餾分油量為：W1==1912 t/d② DAOd420=d4t= d420γ(t20) γ=d465= (6520)=d4t= d420γ(t