hc基準(zhǔn)能耗及編制說明

1、一、 前言 影響加氫裂化裝置能耗的因素很多，各因素之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，并且各裝置的原料和目的產(chǎn)品性質(zhì)各異，相應(yīng)采用的工藝流程也各不相同，難以找出一個(gè)各種裝置普遍適用的具體的基準(zhǔn)能耗指標(biāo)。本方法是從加氫裂化裝置各部分用能機(jī)理出發(fā)，并結(jié)合我國國情加以用能效率因子修正，提供一個(gè)在一定范圍內(nèi)適用的加氫裂化裝置的用能評(píng)價(jià)方法。 用本方法計(jì)算出的各裝置基準(zhǔn)能耗絕對(duì)值不具有可比性，但與裝置的實(shí)際標(biāo)定能耗的比值能夠反映裝置的設(shè)計(jì)水平和操作、管理水平。裝置的基準(zhǔn)能耗一般比設(shè)計(jì)能耗要小，因?yàn)樵O(shè)計(jì)能耗中包括了裝置的理想的優(yōu)化操作條件。 本計(jì)算方法適用于以生產(chǎn)中間餾分油產(chǎn)品為主的加氫裂化裝置的用能計(jì)算，基本流程包括反應(yīng)

2、部分（包括壓縮機(jī)部分）、分餾部分，其中反應(yīng)部分采用冷高分流程；分餾部分采用先穩(wěn)定后分餾流程，設(shè)脫丁烷塔、脫乙烷塔、常壓塔及減壓塔，不包括液化氣及氣體脫硫、溶劑再生及酸性水汽提部分。二、基準(zhǔn)能耗的基礎(chǔ)條件1原料1.1 原料油：低硫原料，<90進(jìn)裝置。1.2 氫氣：氫氣純度99.9mol，40進(jìn)裝置。2產(chǎn)品 裝置的產(chǎn)品為干氣，液化氣，輕、重石腦油、航煤、柴油。2.1 干氣，40出裝置。2.2 液化氣，40出裝置。2.3 輕石腦油（c5-82），40出裝置。2.4 重石腦油（82-138），40出裝置。2.5 航煤（138-238），45出裝置。2.6 柴油（238-350），50出裝置。3反

3、應(yīng)部分基準(zhǔn)條件3.1 采用冷高分流程。4分餾部分基準(zhǔn)條件4.1 脫丁烷塔：塔頂壓力1.55mpa（g），回流罐溫度404.2 常壓塔：塔頂壓力0.03mpa（g），回流罐溫度404.3 減壓塔：塔頂壓力-0.064mpa（g），減頂污油罐溫度405加熱爐熱效率5.1 熱效率按90%6其他6.1 循環(huán)氫壓縮機(jī)采用離心機(jī)背壓式蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力為3.5 mpa蒸汽，排汽為1.0 mpa蒸汽。6.2 新氫壓縮機(jī)采用電動(dòng)往復(fù)式。6.3 泵采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。6.4 各塔熱源均按重沸供熱。6.5 物流溫度在50以上，冷卻方式為空冷器冷卻，空氣設(shè)計(jì)溫度按31考慮；在50以下，冷卻方式以水冷考慮，循環(huán)水給水溫度按

4、<30考慮，水的溫升10。6.6 物流（除反應(yīng)流出物、各塔頂餾出物外）高于100的熱均認(rèn)為是利用熱而不計(jì)入能耗。小于等于100的熱量均認(rèn)為被冷卻而計(jì)入能耗。6.7 透平回收的能量不計(jì)入能耗。6.8 除氧水的注入量為新鮮原料的6%（w）。三、基礎(chǔ)條件的說明1原料1.1 原料油性質(zhì)：加氫裂化裝置原料的性質(zhì)對(duì)操作條件及工藝流程的選擇有很大影響，例如，干點(diǎn)、氮含量的變化會(huì)引起操作壓力的變化，而操作壓力直接影響能耗的高低；原料硫含量的變化不但影響操作條件，還影響工藝流程的選擇，當(dāng)硫含量達(dá)到一定程度，反應(yīng)部分需要設(shè)置循環(huán)氫脫硫設(shè)施，分餾部分需要考慮液化氣回收設(shè)施乃至不同的分餾流程。由于原料性質(zhì)對(duì)加氫

5、裂化裝置影響的復(fù)雜性，本計(jì)算方法目前限定原料為低硫原料，對(duì)加工高硫原料的裝置，僅按增設(shè)循環(huán)氫脫硫設(shè)施考慮引起的能耗的增加，目前暫時(shí)不考慮由分餾部分流程引起的能耗的變化情況。1.2 氫氣：新氫的組成對(duì)加氫裂化裝置的操作壓力有一定的影響，當(dāng)新氫的純度降低而c1含量增加時(shí)，會(huì)引起操作壓力增加，新氫壓縮機(jī)的功率增加。同時(shí)，新氫的邊界壓力對(duì)新氫壓縮機(jī)的功率也有較大影響。2產(chǎn)品 裝置的產(chǎn)品在一定程度上決定了裝置的操作條件及流程設(shè)置，本計(jì)算方法限定裝置的產(chǎn)品為干氣，液化氣，輕、重石腦油、航煤、柴油。對(duì)于產(chǎn)品與基礎(chǔ)條件相差較大的裝置，目前暫時(shí)不考慮由分餾部分流程引起的能耗變化。3氣象條件 氣象條件對(duì)加氫裂化裝

6、置能耗的影響比較復(fù)雜，主要影響伴熱蒸汽耗量、循環(huán)水耗量及空冷器電耗量，對(duì)于南方地區(qū)伴熱蒸汽耗量較北方地區(qū)小，而循環(huán)水及空冷器電耗量則較北方地區(qū)大，綜合考慮以上因素，本計(jì)算方法暫不考慮氣象條件對(duì)加氫裂化裝置能耗的影響。四、基準(zhǔn)能耗的計(jì)算方法 每個(gè)裝置根據(jù)自己的原料、產(chǎn)品及流程設(shè)置等情況計(jì)算各自的基準(zhǔn)能耗，具體方法如下：1所需的原始數(shù)據(jù)產(chǎn)品收率（w%）：干氣（yg）、液化氣（ylpg）、輕石腦油（yln）、重石腦油（yhn）、航煤（yj）、柴油（yd）原料：原料油硫含量ys（w%），原料油密度（df，t.m-3），新氫壓縮機(jī)入口壓力（pmh，mpa）,新氫純度（ch，mol%），新氫分子量（mh）

7、操作條件：新鮮進(jìn)料量（f，t.h-1），反應(yīng)器入口溫度（tri，），出口溫度（tro，），反應(yīng)器入口氫油體積比（rh/o，m3.m-3），總氫油體積比（rth/o，），氫耗（yh，w%），單程轉(zhuǎn)化率（c，w%），高分壓力（phs，mpa），新氫壓縮機(jī)出口溫度（tmh，），新氫壓縮機(jī)級(jí)數(shù)（b），循環(huán)氫壓縮機(jī)出口溫度（trg，），循環(huán)氫分子量（mrg），反應(yīng)流出物換熱終溫（te，），高分溫度（ths，），循環(huán)氫壓縮機(jī)入出口壓差（p，mpa）,循環(huán)油密度（du，t.m-3），反應(yīng)進(jìn)料泵體積流量（vf，m3.h-1），循環(huán)油泵體積流量 （vu，m3.h-1），循環(huán)氫壓縮機(jī)體積流量（vh，m3n.h-1

8、）, 2基準(zhǔn)能耗計(jì)算方法及步驟2.1 燃料能耗：包括反應(yīng)部分加熱爐、分餾部分加熱爐（脫丁烷塔底重沸爐、常壓塔底重沸爐、減壓塔底重沸爐）。e1=18.7-0.078(tro-te)yg+16.4-0.077(tro-te)ylpg+23.5-0.075(tro-te )yln+ 9.5-0.069(tro-te)yhn+10.8-0.066(tro-te)yj+25.8-0.067(tro-te)yd +0.367(tri-tmh)+0.1mrg(tro-te)-0.1mrg(tri-trg)yh+ 0.061(tri-60) +35.5-0.068(tro-tri-te+370)(1-c)/c

9、+0.2mrgrh/o(tri-trg)-rth/o(tro-te)/（22414df）2.2 電耗2.2.1 新氫壓縮機(jī)氣體絕熱壓縮所需功率kw： 2.2.2 反應(yīng)進(jìn)料泵 1：泵效率 2.2.3 循環(huán)油泵 2：泵效率 2.2.4 其它電耗 其它用電設(shè)備的總功率為:（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)） w4 = 11.5f e2=0.2828（w1+w2+w3+w4）/ f2.3 蒸汽能耗2.3.1 3.5mpa蒸汽 循環(huán)壓縮機(jī)氣體絕熱壓縮所需功率kw： 多變效率取0.7 汽耗率：16.5kg/kwh 3.5mpa蒸汽耗量：16.5w5，kg/h2.3.2 1.0 mpa蒸汽2.3.2.1 消耗：1.0mpa蒸汽耗量

10、： 30f, kg/h（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）2.3.2.2 發(fā)生：按常壓塔及減壓塔回流熱的10% 可用于發(fā)生1.0 mpa蒸汽考慮，這部分能耗為：1.8yln+0.7yhn+0.7yj+2.8yd +1.7 (1-c)/c e3=0.20w5/f+2.28-（1.8yln+0.7yhn+0.7yj+2.8yd +1.7 (1-c)/c）2.4 水2.4.1 循環(huán)水e4 =0.12yg+0.2ylpg+0.29yln+0.18yhn+0.18yj+0.42yd +0.27 (1-c)/c+0.01w1/f 2.4.2 除氧水 e5 =0.552.4.3 其它水 包括凝結(jié)水、污水等的能耗。 e6 =0.05

11、 該項(xiàng)目為統(tǒng)計(jì)值。2.5 其它能耗包括除凈化壓縮空氣、氮?dú)獾哪芎?。e7 = 75/f 該項(xiàng)目為統(tǒng)計(jì)值。 總能耗e： e =（ e1/0.9+e2+e3+e4+e5+e6+e7）五、基準(zhǔn)能耗的校正1高硫油原料 循環(huán)氫脫硫 循環(huán)氫中硫化氫的濃度除與原料的硫含量高低有關(guān)外，還與原料的氮含量、生成油性質(zhì)、高壓分離流程及操作條件有關(guān)。 當(dāng)裝置設(shè)有循環(huán)氫脫硫設(shè)施時(shí)，該部分電耗可按下式估算，并計(jì)入裝置能耗。 3：泵效率 vs：循環(huán)氫脫硫溶劑泵流量2反應(yīng)部分熱分流程 當(dāng)反應(yīng)部分采用熱分流程時(shí)，在熱量利用方面由于冷分流程。對(duì)比計(jì)算表明，一般來說采用熱分流程比冷分流程的能耗低約34個(gè)單位（千克標(biāo)油/噸原料）。3一

12、次通過流程 當(dāng)裝置為一次通過流程時(shí)，有下式：e1=18.7-0.078(tro-te)yg+16.4-0.077(tro-te)ylpg+23.5-0.075(tro-te )yln+ 9.5-0.069(tro-te)yhn+10.8-0.066(tro-te)yj+25.8-0.067(tro-te)yd +0.367(tri-tmh)+0.1mrg(tro-te)-0.1mrg(tri-trg)yh+ 0.061(tri-60) +35.5-0.068(tro-te+t)(1-c)/c+0.2mrgrh/o(tri-trg)-rth/o(tro-te)/（22414df） 其余幾項(xiàng)不變。

13、其中t為未轉(zhuǎn)化油自塔抽出溫度與其換熱終溫之差。六、基準(zhǔn)能耗計(jì)算舉例下面用實(shí)例說明基準(zhǔn)能耗計(jì)算方法的使用。例一， 鎮(zhèn)海80萬噸/年加氫裂化裝置（基本數(shù)據(jù)見附表一）。解：1燃料能耗包括反應(yīng)部分加熱爐、分餾部分加熱爐（脫丁烷塔底重沸爐、常壓塔底重沸爐、減壓塔底重沸爐）。 e1= 18.7-0.078(411-150)×0.07731+16.4-0.077(411-150)×0.0639+23.5-0.075(411-150)×0.2065+9.5-0.069(411-150)×0.18323+10.8-0.066(411-150)×0.2203+25

14、.8-0.067(411-150)×0.30039+0.367(379-128)+0.1×4.8(411-150)- 0.1×4.8(379-61)×0.0278+ 0.061(379-60)+35.5-0.068(411-379-150+370)×(1-0.6209)/0.6209+0.2×4.81401.17× (379-61)-1674.57(411-150)/(22414×0.893) e1= -0.13-0.23+0.81-1.56-1.42+2.50+2.45+19.46+11.21+0.41=32.8

15、5 104kcal/t2電耗2.1 新氫壓縮機(jī)氣體絕熱壓縮所需功率kw： 5540 kw2.2 反應(yīng)進(jìn)料泵 w2=0.272×115.3（16.2+2.7*1.15）/0.55=1101 kw2.3 循環(huán)油泵 w3=0.272×100.9（16.2+2.7）/0.55=943 kw2.4 其它電耗 其它所有用電設(shè)備的總功率為:（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)） 3 = 11.5×1001150 kw e2 = 0.2828×(5540+1101+943+1150)/100 = 24.7 104kcal/t3蒸汽能耗3.1 3.5mpa蒸汽 循環(huán)壓縮機(jī)氣體絕熱壓縮所需功率kw：

16、 3.5 mpa蒸汽耗量：27.9 t/h3.2 1.0mpa蒸汽 1.0 mpa蒸汽耗量：3 t/he30.22×1689/100+2.28-（1.8×0.2065+0.7×0.18323+0.7×0.2203+2.8×0.30039 + 1.7 ×(1-0.6209)/0.62093.47 104kcal/t4水4.1 循環(huán)水e40.12×0.07731+0.2×0.06393+0.29×0.2065+0.18×0.18323+0.18×0.2203+0.42×0.300

17、39 +0.27 (1-0.6209)/0.6209+0.01×5540/100e40.009+0.013+0.06+0.033+0.04+0.126+0.165+0.5541.00 104kcal/t4.2 除氧水 e5 =0.554.3 其它水 包括凝結(jié)水、污水等的能耗。 e6 =0.055其它能耗e5 =75/1000.75 104kcal/t總能耗e：e = （ e1/0.9+e2+e3+e4+e5+e6+e7）32.85/0.9+24.7+3.47+1.0+0.55+0.05+0.75 67.02 104kcal/t 2806 mj/t計(jì)算結(jié)果分析：1計(jì)算結(jié)果對(duì)比單位, 1

18、04kcal/t鎮(zhèn)海加氫裂化基準(zhǔn)能耗計(jì)算燃料37.1936.5蒸汽8.613.472結(jié)果分析燃料： 基準(zhǔn)能耗計(jì)算值較裝置設(shè)計(jì)值稍低，主要原因是設(shè)計(jì)的反應(yīng)流出物的換熱終溫為162，而基準(zhǔn)能耗采用的是150。蒸汽：蒸汽消耗裝置的設(shè)計(jì)值包括了溶劑再生等部分的用汽量以及伴熱蒸汽的耗量，所以與基準(zhǔn)能耗相差較大。附表一： 鎮(zhèn)海80萬噸/年加氫裂化裝置基準(zhǔn)能耗數(shù)據(jù)采集表序號(hào)符號(hào)描述單位數(shù)值一原料1f加氫裂化新鮮進(jìn)料量t/h1002d加氫裂化進(jìn)料比重t/m30.8933pmh新氫進(jìn)裝置壓力mpa1.11二產(chǎn)品收率m %(新鮮料) 1yg氣體產(chǎn)品收率7.7312ylpg液化氣產(chǎn)品收率6.3933yln輕石腦油產(chǎn)

19、品收率20.654yhn重石腦油產(chǎn)品收率18.3235yj航煤產(chǎn)品收率22.036yd柴油產(chǎn)品收率30.039三操作條件1tri精制反應(yīng)器入口溫度3792tro裂化反應(yīng)器出口溫度4113rh/o精制及裂化反應(yīng)器入口氫油體積比(不含急冷氫) nm3/m31401.1674rth/o總氫油體積比(含急冷氫) nm3/m31674.575yh氫耗m %(新鮮料)2.786c單程轉(zhuǎn)化率m %0.62097phs高分壓力mpa16.28tmh新氫壓縮機(jī)出口溫度1289b新氫壓縮機(jī)級(jí)數(shù)310trg循環(huán)氫壓縮機(jī)出口溫度6111mrg循環(huán)氫分子量4.812te反應(yīng)流出物換熱終溫15013t

20、hs高分溫度4914p系統(tǒng)壓降mpa2.7例二， 150萬噸/年加氫裂化裝置（基本數(shù)據(jù)見附表二）。解： 150萬噸/年加工高硫原料的中油型全循環(huán)加氫裂化裝置，反應(yīng)部分采用熱高分流程，分餾部分采用先分餾后穩(wěn)定流程。1燃料能耗： 如果不考慮輕烴回收部分，可近似地認(rèn)為先分餾后穩(wěn)定流程與基準(zhǔn)能耗的限定流程在常壓分餾、減壓分餾部分基本相同，而先分餾后穩(wěn)定流程中的主汽提塔與基準(zhǔn)能耗的限定流程中的脫丁烷塔對(duì)整個(gè)裝置能耗的貢獻(xiàn)也基本相同，故仍按照基準(zhǔn)能耗中的計(jì)算公式： e1= 18.7-0.078(434-150)×0.0334+16.4-0.077(434-150)×0.0517+23.

21、5-0.075(434-150)×0.0726+9.5-0.069(434-150)×0.1185+10.8-0.066(434-150)×0.3601+25.8-0.067(434-150)×0.3849+0.367(400-124)+0.1×4.8(434-150)/2.48- 0.1×4.8(400-56)/2.48×0.0262+ 0.061(400-90)+35.5-0.068(434-400-150+370)×(1-0.65)/0.65+0.2×4.831283× (400-56)-

22、1793(434-150)/(22414×0.9142) e1= -0.12-0.28+0.16-1.20-2.86+2.60+1.89+18.91+9.82-3.2=25.73 104kcal/t2電耗2.1 新氫壓縮機(jī)（包括增壓機(jī)）氣體絕熱壓縮所需功率kw：該項(xiàng)消耗取設(shè)計(jì)值 w17120 kw2.2 反應(yīng)進(jìn)料泵 該項(xiàng)消耗取設(shè)計(jì)值： w2=2400 kw2.3 循環(huán)氫脫硫溶劑泵 該項(xiàng)消耗取設(shè)計(jì)值： w3=800 kw2.4 其它電耗 其它所有用電設(shè)備的總功率為:（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)） 3 = 11.5×182.12094 kw e2 = 0.2828×(7120+2400

23、+800+2094)/182.1 = 19.28 104kcal/t3蒸汽能耗3.1 3.5mpa蒸汽 循環(huán)壓縮機(jī) 該項(xiàng)消耗取設(shè)計(jì)值： 3.5 mpa蒸汽耗量：38 t/h3.2 1.0mpa蒸汽 1.0 mpa蒸汽耗量：5.46 t/h e32.36 104kcal/t4水4.1 循環(huán)水e40.12×0.0334+0.2×0.0517+0.29×0.0726+0.18×0.1185+0.18×0.3601+0.42×0.3849 +0.27 (1-0.65)/0.65+0.01×7120/100=1.14 104kcal/

24、t4.2 除氧水 e5 =0.554.3 其它水 包括凝結(jié)水、污水等的能耗。 e6 =0.055其它能耗e7 =75/182.10.41 104kcal/t總能耗e：e = （ e1/0.9+e2+e3+e4+e5+e6+e7）25.73/0.9+19.28+2.36+1.14+0.55+0.05+0.41 52.37 104kcal/t 2193 mj/t考慮到該裝置采用熱分流程，校正后總能耗為：2025mj/t （48.37×104kcal/t）。附表二 150萬噸/年加氫裂化裝置基本數(shù)據(jù)序號(hào)符號(hào)描述單位數(shù)值一原料1f加氫裂化新鮮進(jìn)料量t/h182.12d加氫裂化進(jìn)料比重t/m30.91423pmh新氫進(jìn)裝置壓力mpa二產(chǎn)品收率m %(新鮮料) 1yg氣體產(chǎn)品收率3.342ylpg液化氣產(chǎn)品收率5.173yln輕石腦油產(chǎn)品收率7.264yhn重石腦油產(chǎn)品收率11.855yj航煤產(chǎn)品收率36.016yd柴油產(chǎn)品收率38.49三操作條件1tri精制反應(yīng)器