加氫裂化裝置工藝計算與技術(shù)分析

前言

加氫裂化技術(shù)是煉油廠生產(chǎn)清潔／超清潔燃料、化工原料和油品輕質(zhì)化的關(guān)鍵技術(shù)，集煉油技術(shù)、高壓技術(shù)和催化技術(shù)為一體?！队蜌怆s志》的統(tǒng)計表明：2001-2008年，世界原油加工能力增長4.99％，加氫處理增長20.3％，加氫裂化增長16.54％，預(yù)計2015年相對于2005年加氫處理增長30％，加氫裂化增長60％。中國石化集團(tuán)科技開發(fā)部的統(tǒng)計表明：2001～2006年，中國石油和中國石化原油加工能力提高了31.31％；而加氫裂化裝置能力提高了94.16％；加氫處理裝置能力提高了80.95％。2007年末，世界加氫裝置平均占一次原油加工能力的54.3％，日本95.19％，德國85.81％，美國83.12％，中國石油和中國石化38％。2006～2010年世界加氫裂化的增長率預(yù)計23.19％，加氫精制17.OO％。Hart公司預(yù)計：2005～2020年，世界原油平均比重指數(shù)將從32.8下降到32.3，硫含量將從1.17％上升到1.35％，到2020年，全球總脫硫能力將增加55％，其中中間餾分油脫硫能力需增加59％，這必將促使各種加氫技術(shù)迅猛發(fā)展。隨著加氫裂化技術(shù)的進(jìn)步和快速發(fā)展，應(yīng)用于工藝工程設(shè)計的各種網(wǎng)絡(luò)計算軟件也得以普及和應(yīng)用，使工藝工程設(shè)計人員可以很方便地對加氫裂化裝置進(jìn)行工藝流程優(yōu)化、物料衡算、熱量衡算、壓力平衡、單體設(shè)備計算及多方案技術(shù)對比和分析。但計算基準(zhǔn)如何選取，計算方法如何確定，計算公式的適用范圍如何，要控制哪些參數(shù)才能達(dá)到計算目的，計算結(jié)果如何應(yīng)用于工藝工程，如何利用生產(chǎn)中產(chǎn)生的問題來修正工藝設(shè)計使其更符合實際等，仍是工藝工程設(shè)計的核心和結(jié)果可靠的基礎(chǔ)。加氫裂化裝置的工藝工程設(shè)計既是對單一設(shè)計原料在一定操作條件下，滿足產(chǎn)品要求的最優(yōu)化工藝工程（包括投資、能耗、經(jīng)濟性、可操作性和可靠性）研究和實踐；也是在一定限制條件下（工藝流程、操作條件、催化劑、設(shè)備、管線等），適應(yīng)不同原料、生產(chǎn)一定變化范圍產(chǎn)品的工藝工程研究和實踐。

內(nèi)容概要

　　《加氫裂化裝置工藝計算與技術(shù)分析》全面介紹了加氫裂化工藝計算的基本知識，詳述了加氫裂化工藝計算基礎(chǔ)和方法，對加氫裂化工藝計算和技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)分析和對比。全書涵蓋加氫裂化原料和產(chǎn)品、物料平衡、熱量平衡和壓力平衡、工藝技術(shù)、單體設(shè)備、安全泄放、能耗及節(jié)能等內(nèi)容?！　　都託淞鸦b置工藝計算與技術(shù)分析》理論與實際相結(jié)合，對加氫裂化工藝計算和技術(shù)分析有一定指導(dǎo)作用，可供煉油行業(yè)從事科研、教育、設(shè)計、生產(chǎn)及管理的人員閱讀和參考。

書籍目錄

第一章 有關(guān)原料油方面的工藝計算1.1 原料油的擬組分切割1.2 密度、API、BMCI、Vcc、CH、KH(KR)、RI、I、WN、WF計算1.2.1 密度1.2.2 API度1.2.3 BMCI1.2.4 Vcc 1.2.5 CH 1.2.6 KH(KR)1.2.7 RI1.2.8 I 1.2.9 WN1.2.10  WF1.3 特性因數(shù)、平均沸點、折光率、折光指數(shù)計算1.3.1 特性因數(shù)1.3.2 平均沸點1.3.3 折射率1.3.4 折光指數(shù)1.4 相對分子質(zhì)量計算1.4.1 改進(jìn)的Riazi-Daubert方法1.4.2 Lee-Kesler方法1.4.3 改進(jìn)的Cavett方法1.4.4 壽德清方法1.4.5 經(jīng)驗公式1.4.6 石油大學(xué)的計算公式1.4.7 Total關(guān)聯(lián)式1.4.8 混合物的相對分子質(zhì)量1.4.9 蠟油加氫裂化原料的相對分子質(zhì)量1.5 黏度計算1.5.1 絕對黏度1.5.2 相對黏度1.5.3 黏度換算1.5.4 常壓下加氫裂化原料油的黏度計算1.5.5 高壓下加氫裂化原料油的黏度計算1.5.6 常壓下加氫裂化混合原料油的黏度計算1.6 族組成、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算1.6.1 族組成1.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)1.7 閃點、傾點計算1.7.1 閃點1.7.2 傾點參考文獻(xiàn)第二章 有關(guān)產(chǎn)品方面的工藝計算2.1 加氫裂化產(chǎn)品重石腦油、噴氣燃料、柴油、潤滑油基礎(chǔ)油和加氫裂化尾油通用性質(zhì)計算2.1.1 比熱容計算2.1.2 蒸發(fā)潛熱計算2.1.3 導(dǎo)熱系數(shù)計算2.1.4 特性因數(shù)計算2.1.5 相對分子質(zhì)量計算2.2 重石腦油性質(zhì)計算2.2.1 芳構(gòu)化指數(shù)計算2.2.2 芳烴潛含量計算2.3 噴氣燃料性質(zhì)計算2.3.1 氫含量計算2.3.2 相對分子質(zhì)量計算2.3.3 煙點計算2.3.4 黏度計算2.3.5 表面張力計算2.3.6 密度計算2.3.7 聲學(xué)性質(zhì)計算2.3.8 電性質(zhì)計算2.4 柴油性質(zhì)計算2.4.1 閃點計算2.4.2 苯胺點計算2.4.3 柴油指數(shù)、十六烷指數(shù)、十六烷值計算2.4.4 柴油凝點計算2.5 潤滑油基礎(chǔ)油性質(zhì)計算2.5.1 閃點計算2.5.2 黏度計算2.5.3 黏度指數(shù)計算2.6 加氫裂化尾油性質(zhì)計算參考文獻(xiàn)第三章 物料平衡及技術(shù)分析3.1 加氫裂化物料平衡的定義、分類、方法和步驟3.1.1 加氫裂化物料平衡的定義3.1.2 加氫裂化物料平衡的分類3.1.3 加氫裂化物料平衡的方法3.1.4 加氫裂化物料平衡的步驟3.2 加氫裂化裝置不同物料平衡的表述方式3.2.1 理論物料平衡、試驗物料平衡3.2.2 設(shè)計計算物料平衡3.2.3 工業(yè)生產(chǎn)物料平衡3.3 氫氣平衡3.3.1 氫的特性3.3.2 氫氣平衡3.3.3 化學(xué)氫耗計算3.3.4 溶解氫耗計算3.3.5 泄漏氫耗計算3.3.6 排放氫耗計算3.3.7 工業(yè)總氫耗計算3.4 氫氣來源及要求3.4.1 電解氫3.4.2 制氫裝置產(chǎn)氫3.4.3 重整裝置副產(chǎn)氫3.4.4 加氫裂化裝置補充氫的典型控制項目和指標(biāo)3.5 加氫過程中的氫氣有效利用3.5.1 加氫處理3.5.2 加氫精制3.5.3 餾分油加氫裂化3.5.4 渣油加氫裂化參考文獻(xiàn)第四章 熱量平衡及技術(shù)分析4.1 加氫裂化熱量平衡的定義、分類、方法和步驟4.1.1 加氫裂化熱量平衡的定義4.1.2 加氫裂化熱量平衡的分類4.1.3 加氫裂化熱量平衡的基準(zhǔn)和方法4.1.4 加氫裂化熱量平衡的步驟4.2 加氫裂化應(yīng)用的熱力學(xué)方法選擇及性質(zhì)計算4.2.1 臨界性質(zhì)4.2.2 氣-液相平衡的計算4.2.3 揮發(fā)性弱電介質(zhì)水溶液氣-液相平衡計算4.2.4 焓、熵、比熱容等熱性質(zhì)計算4.3 熱量平衡計算4.3.1 反應(yīng)熱計算及熱量平衡4.3.2 能量消耗計算4。4反應(yīng)熱的排除4.4.1 反應(yīng)熱排除的方法4.4.2 反應(yīng)器熱量平衡和冷介質(zhì)量計算參考文獻(xiàn)第五章 壓力平衡及技術(shù)分析5.1 加氫裂化壓力平衡的定義、分類、方法和步驟5.1.1 加氫裂化壓力平衡的定義、5.1.2 加氫裂化壓力平衡的分類5.1.3  氫裂化壓力平衡的基準(zhǔn)和方法5.1.4 氫裂化壓力平衡的步驟5.2 加氫裂化反應(yīng)器壓力平衡計算5.2.1 反應(yīng)器壓力降的組成5.2.2 反應(yīng)器壓力降計算5.2.3 反應(yīng)器壓力降的典型數(shù)據(jù)5.3 加氫裂化裝置反應(yīng)部分壓力控制5.3.1 反應(yīng)部分壓力控制的目的5.3.2 反應(yīng)部分壓力控制的方法5.4 加氫裂化反應(yīng)器壓力降增大的原因及對策5.4.1 壓力降增大的原因5.4. 2壓力降增大的對策5.5 加氫裂化高壓換熱器壓力降增大的原因及對策5.5.1 壓力降增大的原因5.5.2 壓力降增大的對策參考文獻(xiàn)第六章 加氫裂化工藝技術(shù)及技術(shù)分析6.1 中壓加氫裂化技術(shù)6.1.1 中壓加氫裂化技術(shù)6.1.2 緩和加氫裂化技術(shù)6.1.3 中壓加氫改質(zhì)技術(shù)6.1.4 中壓加氫處理技術(shù)6.1.5 中壓加氫降凝技術(shù)6.2 高壓加氫裂化技術(shù)6.2.1 單段加氫裂化技術(shù)6.2.2 單段串聯(lián)加氫裂化技術(shù)6.2.3 兩段加氫裂化技術(shù)6.3 加氫裂化組合技術(shù)6.3.1 加氫裂化-加氫脫硫組合工藝6.3.2 加氫裂化-緩和加氫裂化組合工藝6.3.3 緩和加氫裂化-催化脫蠟組合工藝6.4 加氫裂化技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第七章 加氫裂化的工藝因素及技術(shù)分析7.1 原料油性質(zhì)的影響及技術(shù)分析7.1.1 硫7.1.2 氮7.1.3 芳烴7.1.4 氧7.1.5 干點、C7不溶物和康氏殘?zhí)?.1.6 原料對加氫裂化中油選擇性的影響7.2 主要操作條件的工藝計算及操作數(shù)據(jù)分析7.2.1 反應(yīng)溫度7.2.2 反應(yīng)壓力7.2.3 空間速度7.2.4 氫油體積比(氣油體積比)7.3 操作條件的影響及技術(shù)分析7.3.1 反應(yīng)溫度7.3.2 反應(yīng)壓力7.3.3 空速7.3.4 氫油體積比(氣油體積比)7.3.5 運轉(zhuǎn)時間7.3.6 催化劑7.3.7 重新分割參考文獻(xiàn)第八章 加氫裂化工藝技術(shù)方案及技術(shù)分析8.1 反應(yīng)部分工藝方案選擇及技術(shù)分析8.1.1 工藝流程方案選擇及技術(shù)分析8.1.2 尾油循環(huán)流程方案選擇及技術(shù)分析8.1.3 不同轉(zhuǎn)化率的工藝技術(shù)方案及技術(shù)分析8.1.4 新氫純度的方案選擇及技術(shù)分析8.1.5 新氫壓力的方案選擇及技術(shù)分析8.1.6 循環(huán)氫壓縮機方案選擇及技術(shù)分析8.1.7 循環(huán)氫脫硫方案選擇及技術(shù)分析8.1.8 循環(huán)氫提純方案選擇及技術(shù)分析8.1.9 高分流程方案選擇及技術(shù)分析8.1.10 換熱塔流程方案選擇及技術(shù)分析8.1.11  高壓混氫流程方案選擇及技術(shù)分析8.1.12 提高重石腦油收率方案選擇及技術(shù)分析8.1.13 液力透平方案選擇及技術(shù)分析8.2 分餾部分工藝方案選擇及技術(shù)分析8.2.1 生成油穩(wěn)定部分流程方案選擇及技術(shù)分析8.2.2 穩(wěn)定化油組分分離流程選擇及技術(shù)分析8.2.3 液化氣脫硫流程選擇及技術(shù)分析8.2.4 輕烴吸收塔流程選擇及技術(shù)分析8.2.5 氣體脫硫流程選擇及技術(shù)分析8.2.6 脫H2s汽提塔+常壓塔+吸收穩(wěn)定流程選擇及技術(shù)分析8.2.7 減壓分餾流程選擇及技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第九章 高壓換熱器工藝計算及技術(shù)分析9.1 工藝條件計算9.1.1 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸9.1.2 幾何參數(shù)計算9.1.3 工藝參數(shù)計算9.1.4 結(jié)垢熱阻9.1.5 工藝計算考慮的因素9.2 傳熱計算9.2.1 膜傳熱系數(shù)表達(dá)式9.2.2 管程膜傳熱系數(shù)計算9.2.3 殼程膜傳熱系數(shù)計算9.2.4 總傳熱系數(shù)計算9.2.5 熱負(fù)荷計算9.2.6 換熱面積計算9.3 壓力降計算9.3.1 管程壓力降計算9.3.2 殼程壓力降計算9.4 典型高壓換熱器工藝參數(shù)和技術(shù)分析9.4.1 典型高壓換熱器工藝參數(shù)9.4.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十章 壓縮機工藝計算及技術(shù)分析10.1 新氫壓縮機10.1.1 工藝參數(shù)計算10.1.2 熱力工藝計算19.1.3 變工況工藝計算10.1.4 真實氣體工藝計算10.1.5 典型工藝方案10.1.6 技術(shù)分析10.2 循環(huán)氫壓縮機10.2.1 工藝參數(shù)計算10.2.2 熱力工藝計算10.2.3 變工況工藝計算10.2.4 典型工藝方案10.2.5 性能曲線10.2.6 技術(shù)分析10.3 新氫壓縮機與循環(huán)氫壓縮機合并機組10.3.1 工藝參數(shù)10.3.2 應(yīng)用條件10.3.3 方案對比參考文獻(xiàn)第十一章 高壓泵工藝計算及技術(shù)分析11.1 高壓原料油泵、高壓循環(huán)油泵、高壓油洗泵和高壓貧溶劑泵11.1.1 工藝參數(shù)計算11.1.2 典型工藝參數(shù)及性能曲線11.1.3 技術(shù)分析11.2 高壓注水泵11.2.1 工藝參數(shù)計算11.2.2 典型工藝參數(shù)及性能曲線11.2.3 技術(shù)分析11.3 高壓注硫泵、高壓注氨泵11.3.1 工藝參數(shù)計算11.3.2 典型工藝參數(shù)及性能曲線11.3.3 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十二章 高壓反應(yīng)器工藝計算及技術(shù)分析12.1 高壓加氫反應(yīng)器概述12.1.1 高壓加氫反應(yīng)器的分類12.1.2 高壓加氫反應(yīng)器設(shè)計定義12.1.3 高壓加氫反應(yīng)器的發(fā)展歷史和展望12.1.4 高壓加氫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式12.1.5 高壓加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的典型結(jié)構(gòu)12.2 高壓加氫反應(yīng)器工藝計算及技術(shù)分析12.2.1 高壓加氫反應(yīng)器工藝計算的數(shù)學(xué)模型12.2.2 滴流床加氫裂化反應(yīng)器(TBR)流體力學(xué)性質(zhì)計算及技術(shù)分析12.2.3 滴流床加氫裂化反應(yīng)器工藝參數(shù)計算及技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十三章 高壓空冷器工藝計算及技術(shù)分析13.1 工藝條件計算13.1.1 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸13.1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)計算13.1.3 工藝參數(shù)確定與計算13.2 傳熱計算13.2.1 膜傳熱系數(shù)表達(dá)式13.2.2 管程膜傳熱系數(shù)計算13.2.3 殼程膜傳熱系數(shù)計算13.2.4 總傳熱系數(shù)計算13.2.5 熱負(fù)荷計算13.2.6 換熱面積計算13.3 壓力降計算13.3.1 管程壓力降計算13.3.2 殼程壓力降計算13.4 風(fēng)機工藝計算13.4.1 全風(fēng)壓13.4.2 電機功率13.4.3 風(fēng)機軸功率13.5 典型高壓空冷器工藝參數(shù)和技術(shù)分析13.5.1 典型高壓空冷器工藝參數(shù)13.5.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十四章 高壓加熱爐工藝計算及技術(shù)分析14.1 結(jié)構(gòu)形式及燃燒計算14.1.1 結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)和熱膨脹14.1.2 燃燒計算14.2 輻射段和對流段傳熱計算14.2.1 輻射段傳熱計算14.2.2 對流段傳熱計算14.3 輻射段和對流段壓力降計算14.3.1 循環(huán)氫加熱爐爐管壓力降計算14.3.2 反應(yīng)進(jìn)料加熱爐爐管壓力降計算14.4 煙筒的水力學(xué)計算14.5 典型高壓加熱爐工藝參數(shù)和技術(shù)分析14.5.1 典型高壓加熱爐工藝參數(shù)14.5.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十五章 高壓循環(huán)氫脫硫塔工藝計算及技術(shù)分析15.1 結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算及技術(shù)分析15.1.1 板式塔結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算及技術(shù)分析15.1.2 填料塔結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算及技術(shù)分析15.2 工藝計算及技術(shù)分析15.2.1 平衡計算15.2.2 傳質(zhì)計算15.2.3 工藝工程計算15.3 典型循環(huán)氫脫硫塔工藝參數(shù)和技術(shù)分析15.3.1 典型循環(huán)氫脫硫塔工藝參數(shù)15.3.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十六章 高壓分離器工藝計算及技術(shù)分析16.1 工藝條件計算16.1.1 高壓分離器分類及工藝參數(shù)計算16.1.2 結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算及技術(shù)分析16.2 閃蒸計算16.2.1 等溫閃蒸16.2.2 絕熱閃蒸16.3 高壓分離器工藝計算16.3.1 重力式分離器工藝計算16.3.2 離心式分離器工藝計算16.4 典型高壓分離器工藝參數(shù)和技術(shù)分析16.4.1 典型高壓分離器工藝參數(shù)16.4.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十七章 過濾器工藝計算及技術(shù)分析17.1 過濾基礎(chǔ)及有關(guān)工藝計算17.1.1 過濾器形式及分類17.1.2 過濾器的過濾機理17.1.3 過濾基本概念及有關(guān)工藝計算17.2 過濾器工藝計算17.3 典型過濾器的參數(shù)及技術(shù)分析17.3.1 典型過濾器的參數(shù)17.3.2 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十八章 安全泄放系統(tǒng)工藝計算及技術(shù)分析18.1 安全泄放系統(tǒng)的設(shè)置18.1.1 安全泄放系統(tǒng)的作用和設(shè)置原則18.1.2 安全泄放裝置的類型及特點18.1.3 緊急泄壓系統(tǒng)的設(shè)置18.2 安全閥工藝計算及技術(shù)分析18.2.1 安全閥的定義和分類18.2.2 安全閥的有關(guān)概念18.2.3 安全閥泄放量的工藝計算18.2.4 安全閥噴嘴面積的工藝計算18.3 典型安全閥的參數(shù)及技術(shù)分析18.3.1 典型安全閥的參數(shù)18.3.2 技術(shù)分析18.4 緊急泄壓工藝計算及技術(shù)分析18.4.1 緊急泄壓概述18.4.2 緊急泄壓工藝計算18.4.3 技術(shù)分析參考文獻(xiàn)第十九章 能耗及節(jié)能技術(shù)分析19.1 能耗概述19.2 加氫裂化裝置的能耗19.2.1 國內(nèi)加氫裂化裝置的能耗19.2.2 國外加氫裂化裝置的能耗19.2.3 加氫裂化裝置的能耗分析19.3 加氫裂化裝置的節(jié)能技術(shù)19.3.1 節(jié)能技術(shù)概述19.3.2 窄點技術(shù)優(yōu)化換熱流程節(jié)能19.3.3 加氫裂化反應(yīng)流出物余熱發(fā)電節(jié)能19.3.4 高效換熱設(shè)備節(jié)能19.3.5 減少能量損失節(jié)能參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：對于加氫裂化裝置，注入輕質(zhì)飽和的加氫生成油會增加氣體產(chǎn)率和氫氣消耗，增加操作費用，降低裝置的經(jīng)濟效益；從安全角度講，循環(huán)氫壓縮機是整個裝置的核心，事故率低于任何動設(shè)備；當(dāng)裝置發(fā)生飛溫時，循環(huán)氫是有效的降溫劑。因此，加氫裂化裝置采用的冷介質(zhì)應(yīng)為循環(huán)氫壓縮機出口的循環(huán)氫。不同的加氫反應(yīng)過程產(chǎn)生的反應(yīng)熱不同，不同的催化劑體系對反應(yīng)器的溫升要求不同，而不同催化劑的強度不同、容垢能力不同，因此，催化劑床層數(shù)量的設(shè)置和注入冷氫量的多少應(yīng)根據(jù)以上因素綜合考慮。從純理論上來說，催化劑床層越多，催化劑床層溫差越小，催化反應(yīng)越接近等溫反應(yīng)，越有利于發(fā)揮催化劑的效能。但催化劑床層多，反應(yīng)器容積利用率低，投資增加。單床層反應(yīng)器容積利用率可大于90％，但反應(yīng)器進(jìn)出口溫差過大，對維持催化劑穩(wěn)定性及裝置長周期運轉(zhuǎn)不利。單催化劑床層及多催化劑床層反應(yīng)器進(jìn)出口溫差關(guān)系見圖4-16、圖4-17。圖4-16為等床層進(jìn)出口溫度、等溫升、等床高的設(shè)計理念，該工藝特點是可減小筒體熱應(yīng)力，催化劑利用率高，但急冷氫用量大。

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《加氫裂化裝置工藝計算與技術(shù)分析》為中國石化出版社出版。

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