重整装置基准能耗课件.ppt

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1、重整装置基准能耗培训讲义本演示文稿可能包含观众讨论和即本演示文稿可能包含观众讨论和即席反应。使用席反应。使用 PowerPoint 可以可以跟踪演示时的即席反应，跟踪演示时的即席反应，在幻灯片放映中，右键单击鼠标在幻灯片放映中，右键单击鼠标请选择请选择“会议记录会议记录”选择选择“即席反应即席反应”选项卡选项卡必要时输入即席反应必要时输入即席反应单击单击“确定确定”撤消此框撤消此框此动作将自动在演示文稿末尾创建此动作将自动在演示文稿末尾创建一张即席反应幻灯片，包括您的一张即席反应幻灯片，包括您的观点。观点。2023/2/19 目 录一、前言二、能耗分解图三、基准条件四、计算方法五、能耗评价指标

2、六、计算实例2023/2/19一、前言影响重整装置能耗的因素很多，基准能耗影响重整装置能耗的因素很多，基准能耗不是一个具体的能耗指标，而是一种计算方法，不是一个具体的能耗指标，而是一种计算方法，它是从重整装置各部分用能机理出发，并结合它是从重整装置各部分用能机理出发，并结合用能效率因子加以修正，并普遍适用的重整装用能效率因子加以修正，并普遍适用的重整装置能耗计算方法。置能耗计算方法。重整装置能耗中重整反应热所占比重较高，重整装置能耗中重整反应热所占比重较高，并且此反应热与原料组成和产品组成、性质有并且此反应热与原料组成和产品组成、性质有直接关系。所以重整装置基准能耗的计算依赖直接关系。所以重整

3、装置基准能耗的计算依赖于原料组成、产品组成和性质的标定数据。于原料组成、产品组成和性质的标定数据。2023/2/19本方法适应的流程本计算方法包括了预加氢、重整反应、催化剂再生、氢气再接触以及重整后分馏等部分。预加氢分馏可以包括一塔或两塔流程；氢气再接触可以包括一级或两级压缩，重整后分馏只包括稳定塔。2023/2/19二、能耗分解图1、预加氢反应部分2、预加氢分馏部分3、重整反应部分4、再接触部分5、重整分馏部分6、再生系统2023/2/191、预加氢反应部分2023/2/192、预加氢分馏部分（1）2023/2/192、预加氢分馏部分（2）2023/2/193、重整反应部分2023/2/19

4、4、再接触部分2023/2/195、重整分馏部分2023/2/19三、基准条件 1 1、原料性质、原料性质 石脑油，恩氏馏程干点石脑油，恩氏馏程干点 180180。2 2、产品性质、产品性质 A A、重重整整产产物物为为稳稳定定汽汽油油C C5 5，4040出出装装置。置。B B、氢氢气气纯纯度度9090molmol，纯纯氢氢产产率率：连连续续重整取重整取3.53.5，固定床取，固定床取2.82.8，组合床取，组合床取3.13.1。C C、氢气出装置压力氢气出装置压力2.02.0MPaMPa2023/2/193预加氢反应条件 A、预加氢采用氢气循环流程，B、气油体积比100:12023/2/1

5、94重整反应条件 A、重整高分罐压力(表MPa)：连续重整取0.25，固定床取1.0，组合床取0.65;B、系统压差(表MPa)：连续重整取0.2，固定床取0.4，组合床取0.3.C、循环氢纯度V%,连续重整、固定床取、组合床均取0.85D、重整氢油比分子比,连续重整取2，固定床取6，组合床取3.5。2023/2/195各塔操作条件A、预分馏塔：塔顶压力(表)0.3MPa，回流比0.30对进料，重。B、汽提塔：塔顶压力(表)1.0MPa，回流比0.25对进料，重。C、稳定塔：塔顶压力(表)1.0MPa，回流比0.20对进料，重。D、各塔回流温度均为40。2023/2/196加热炉热效率A、重整

6、加热炉“四合一”炉热效率90。B、其他圆筒炉不包括分子筛再生炉热效率88。C、热油汽管线及反应器、塔类等高温部件散热损失为3%2023/2/197其他A A、重重整整循循环环氢氢压压缩缩机机采采用用离离心心机机背背压压式式蒸蒸汽汽透透平平驱驱动动，动动力力为为3.53.5MPaMPa蒸蒸汽汽，排排汽汽为为1.01.0MPaMPa蒸汽，离心式压缩机效率取蒸汽，离心式压缩机效率取0.850.85。B B、其其他他压压缩缩机机采采用用电电动动往往复复式式，压压缩缩机机效效率率取取0.950.95。C C、泵采用电机驱动。泵采用电机驱动。D D、各塔热源均按重沸炉供热。各塔热源均按重沸炉供热。E E、

7、拔头油直接送出装置而不进稳定塔。拔头油直接送出装置而不进稳定塔。F F、装置中全空冷进行冷凝、冷却，不设后冷器装置中全空冷进行冷凝、冷却，不设后冷器。2023/2/19四、能耗计算方法1 1、反应热（进料加热炉和中间加热炉）、反应热（进料加热炉和中间加热炉）2 2、塔的能耗、塔的能耗3 3、压缩机、压缩机4 4、泵、泵5 5、空冷、空冷6 6、氨冷、氨冷7 7、再生系统能耗、再生系统能耗8 8、其它物耗、其它物耗2023/2/194.1 反应热（加热炉热量分配图解）2023/2/194.1、反应热（加热炉供热量）A、进料加热料的负荷为补偿进料换热器热端温差，中间加热炉作为反应的补偿。B、考虑到

8、重整进料和产物都比较简单，重整反应热采用物质生成焓法。C、重整反应可以看成是环烷、烷烃转化成芳烃，一部分大烷烃变较小烷烃（C6-C8）和小烷烃（以C1-C5）的过程。在重整反应中有以下规律：2023/2/194.1、反应热（重整反应热规律）l五、六元环烷不论侧链如何，每摩尔环烷转化成1摩尔芳环的反应热非常接近，同时烷烃也有类似规律。l氢气对反应热贡献为四反出口温度下的生成焓。l小烷烃（以C1-C5）对反应热贡献为四反出口温度下的与进料中等质量烷烃的生成焓差。2023/2/194.1.1重整反应热所 以 每 100Kmol进 料 反 应 总 吸 热 量W（MJ）W=W1+W2+W3+W4；E3=

9、W/（0.36*Moil*0.9）A、W1为原料中环烷转化成芳烃的焓差。W1=196.55*MniB、W2为原料中烷转化成芳烃的焓差。W2=240.45*(Mao-Mai-Mni)、2023/2/194.1.1重整反应热C、W3氢气在四反出口温度下的生成焓。W3=164.5*Who*Moil/100D、W4小烷烃（C1-C5）在四反出口温度下与进料中等质量烷烃的生成焓差2023/2/19500下的与等质量进料烷烃的焓差(MJ/100Kmol)2023/2/194.1.2重整进料加热炉将进料加热至末反出口温度E2=DTr*1000*3.1*（1+K/10）/3600/0.9=1.003*dTr*

10、（1+K/10）DTr换热器热端设计温差，K-与氢油分子比有关的系数。氢油分子比按连续重整取2，固定床取6，组合床取3.52023/2/19重整进料加热炉缺省值表2023/2/194.1.3预加氢加热炉 E3=0.9028*DTh/(1-Yh)缺省值为60.19KW.Hr/T进料DTh换热器热端设计温差，缺省值取60Yh-预加氢拔头率，缺省值取0.12023/2/194.2、塔的能耗向塔所提供的热量包括：A、塔顶气相与等质量进料在进料温度下的焓差，包括显热和潜热。B、塔底产品与等质量进料在进料温度下的焓差，只有显热。2023/2/194.2.1预分馏塔(或者预加氢第一塔、采用脱戊烷流程）E1=

11、10*（A+B）*(80+(100-40)*0.47)+10*（100-A）*(90-40)*0.47)*4.18/3600/0.88=1.427*（A+B）+0.3098*（100-A）A该塔拔头率Wt%B-脱戊烷塔（对进料）回流百分比，2023/2/194.2.1预加氢第一塔、重整稳定塔采用脱丁烷流程，塔顶温度60E3=10*（A+B）*(80+(60-40)*0.47)+10*（100-A）*(90-40)*0.47)*4.18/3600/0.88=1.180*（A+B）+0.3098*（100-A）A该塔拔头率Wt%B-脱丁烷塔（对进料）回流百分比。2023/2/194.2.2、预加氢

12、第二塔（若此塔为小塔，分离第一塔塔顶料脱丁烷塔）若此塔为小塔，分离第一塔塔顶料脱丁烷塔）E2=10*E2=10*（A+BA+B）*(*(8080+(+(60-40)*0.4760-40)*0.47)+10*+10*（100-A100-A）*(*(60-4060-40)*)*0.470.47)*4.18/3600/*4.18/3600/0.880.88=1.180*(A+B)+0.124*=1.180*(A+B)+0.124*（100-A100-A）A-A-进料中戊烷油收率进料中戊烷油收率 Wt%Wt%B-B-脱丁烷塔（对预加氢进料）回流百分比脱丁烷塔（对预加氢进料）回流百分比 2023/2/1

13、94.2.2、预加氢第二塔（此塔为大塔，分离第一塔塔底料脱戊烷塔）E2=10*（A+B）*(80+(100-90)*0.47)*4.18/3600/0.88=1.118*(A+B)A-进料中戊烷油收率Wt%B-脱戊烷塔（对预加氢进料）回流百分比2023/2/194.3、压缩机能耗压缩过程可当作一个绝热过程，每kmol气体分子从P1压缩到P2所需外界作功W（KJ上式中：对于循环氢而言取r=1.3另取：R=8.314;T1=313K上式化简得：2023/2/194.3.1、预加氢循环压缩机能耗压缩机轴功E2：E2=(100*1000/R)/22.4*W*/(3600)/0.95 =0.00174*

14、W（缺省值为2.3）P1取2.1；P2取2.7R取750；往复式压缩机效率取0.95氢油体积比按100：1考虑。2023/2/194.3.2、重整循环压缩机能耗缺省值：连续：W=2024.5（KJ/Kmol）固定：W=1368.4（KJ/Kmol）组合：W=1331.4（KJ/Kmol）。2023/2/194.3.2、重整循环压缩机能耗压缩机轴功E2：E3=10*K2/K1*W/(3600)/0.85 =0.003845*K2*W缺省值：连续：E3=19.46（KW.Hr/T进料）固定：E3=31.57（KW.Hr/T进料）组合：E3=17.92（KW.Hr/T进料）。2023/2/194.3

15、.2、重整循环压缩机缺省条件P P1 1重整循环压缩机入口压力（绝压重整循环压缩机入口压力（绝压MPaMPa）连续重整取连续重整取0.350.35，固定床取，固定床取1.11.1，组合床取，组合床取0.85,0.85,系系统压差取统压差取0.2/0.4/0.30.2/0.4/0.3MpaMpaK1K1循环氢纯度循环氢纯度V%,V%,连续重整取连续重整取0.850.85，固定床取，固定床取0.850.85，组合床取，组合床取0.850.85K2K2重整氢油比分子比重整氢油比分子比,连续重整取连续重整取2.52.5，固定床，固定床取取6 6，组合床取，组合床取3.53.5离心式压缩机效率取离心式压

16、缩机效率取0.850.85，精制石脑油分子量，精制石脑油分子量取取100100。2023/2/194.3.3、重整增压机能耗缺省值：连续（从0.25到2.2单级压缩比为2.65时）：W=4646.93（KJ/Kmol）固定（从1.0到2.2单级压缩比为2.05时）：W=3319.73（KJ/Kmol）组合（从0.75到2.2单级压缩比为2.8时）：W=4941.96（KJ/Kmol）。2023/2/194.3.3、重整增压机能耗压缩机轴功E2：E1=10*Wt/2/0.85*W/(3600)/0.95 =0.001720*Wt*W缺省值：连续：E1=55.95（两级压缩）固定：E1=15.99

17、（一级压缩）组合：E1=26.35（一级压缩）2023/2/194.3.3、重整增压机缺省条件Wt纯氢产率（Wt%）连续：3.5，固定：2.8，组合：3.1,往复式压缩机效率取0.95氢气体积浓度0.852023/2/194.4、泵的能耗泵按与压力有关和与压力无关分类。泵按与压力有关和与压力无关分类。A A、与与压压力力有有关关的的泵泵包包括括：预预加加氢氢进进料料泵泵、重重整整进料泵、再接触进料泵、重整分馏进料泵。进料泵、再接触进料泵、重整分馏进料泵。B B、与压力无关的泵包括：汽提塔、脱丁烷塔、与压力无关的泵包括：汽提塔、脱丁烷塔、脱戊烷塔三塔回流泵和塔底循环泵，回流泵与脱戊烷塔三塔回流泵

18、和塔底循环泵，回流泵与塔顶产品泵按共用一台考虑，其总流量为进料塔顶产品泵按共用一台考虑，其总流量为进料的的0.50.5倍，扬程取倍，扬程取100100mm，塔底循环泵按进料的塔底循环泵按进料的5 5倍考虑，扬程取倍考虑，扬程取9090mm，所有泵效率取所有泵效率取0.50.5。2023/2/194.4、泵的能耗E=0.6667*（dP1+dP2+dP3+dP4）+0.25*3+2.5*3=0.6667*（dP1+dP2+dP3+dP4）+8.25式中dP1、dP2、dP3dP4分别为预加氢进料泵、重整进料泵、再接触进料泵、重整分馏进料泵的进出口压差（MPa）2023/2/194.4、泵的能耗缺

19、省值连续重整：连续重整：2.52.5、1.01.0、1.81.8、1.01.0，合计，合计6.36.3MPaMPa固定床重整：固定床重整：2.52.5、1.01.0、0 0、1.01.0，合计，合计4.54.5MPaMPa组合床：组合床：2.52.5、1.01.0、1.81.8、0.00.0，合计，合计5.85.8MPaMPa所以所以E6E6缺省值分别如下：缺省值分别如下：连续重整：连续重整：E6=12.45E6=12.45固定床重整：固定床重整：E6=11.25E6=11.25组合床：组合床：E6=10.58E6=10.582023/2/194.5、空冷空冷是统计数据。共考虑预加氢产物空冷器

20、、汽提塔空冷器、重整产物空冷器、再接触空冷器、脱丁烷塔空冷器、脱戊烷塔空冷器，对于固定床、连续床、组合床三种类型重整而言统计数据非常接近，可以取6.5KW.Hr/T重整进料。2023/2/194.6、氨冷制制冷冷量量按按氢氢气气与与油油共共同同冷冷却却2020计计算算，氢氢气气比比热热按按 14.6514.65KJ/KGKJ/KG计计 算算，油油（包包 括括 液液 化化 汽汽）按按1.81.8KJ/KGKJ/KG计算。计算。制制冷冷系系数数COPCOP取取7.137.13（即即提提供供给给制制冷冷机机单单位位数数量量的功所产生的制冷量）的功所产生的制冷量）连续：连续：W=3.535;W=3.5

21、35;固定床：固定床：W=3.395W=3.395组合床：组合床：W=3.454W=3.454缺省值可以简化为缺省值可以简化为3.53.5 2023/2/194.7、再生系统能耗 为统计数据。冷循环方式按1.8KW.Hr/Kg催化剂设计循环量。热循环方式按1.2KW.Hr/Kg催化剂设计循环量。不同装置因其生焦率不同将再生能耗折合成每吨重整进料即可。2023/2/194.8、其它物耗 为统计数据。E14=7KW.Hr/T进料2023/2/19原动力对轴功的折合2023/2/19重整装置总能耗总能耗E：E=（所有加热炉能耗）/0.97+(重整循环压缩机能耗)/0.3901+(所有电耗)/0.28

22、88+物耗2023/2/19数据采集汇总（原料及装置类型）1Moil重整进料平均分子量2Mni进料中环烷含量mol%3Mai进料中芳烃含量mol%反应系统类型和再生系统类型2023/2/19数据采集汇总（预加氢产物）1Y1h预加氢预分馏塔顶产品收率m%2Y2h预加氢汽提塔顶产品收率m%2023/2/19数据采集汇总（重整产物）1Mao相对于重整进料的芳烃收率mol%2MHo相对于重整进料的氢气收率m%3MGo相对于重整进料的干气收率m%4MLo相对于重整进料的液化气收率m%5MC5相对于重整进料的戊烷油收率m%2023/2/19数据采集汇总（操作参数一）1DTh预加氢进料换热器热端温差2DTr重整进料换热器热端温差3Ph预加氢高分压力MPa4Pr重整高分压力MPa5Pp增压机出口压力MPa2023/2/19数据采集汇总（操作参数二）6DP1预加氢进料泵进出口压差MPa7DP1重整进料泵进出口压差MPa8DP1再接触泵进出口压差MPa9DP1重整稳定塔进料泵进出口压差MPa2023/2/19五、能耗评价指标采用能耗因数来评价装置能耗水平EF=EE/EC式中：EC计算基准能耗EE-装置实际能耗2023/2/19六、应用举例2023/2/19谢谢大家2023/2/19