重整装置基准能耗(待审稿)

1、一、 前言 重整装置包括固定床、组合床、连续床等多种形式，各种重整装置能耗水平参差不齐。制定本计算方法，主要用于评价重整装置的用能水平，挖掘节能潜力，提高装置管理水平。 影响重整装置能耗的因素很多，各因素之间关系错综复杂，并且各装置组成、原料和产品性质各异，难以找出一个各种装置普遍适用的具体的基准能耗指标。本计算方法是从重整装置各部分用能机理出发，并结合我国国情加以用能效率因子修正，提供一种普遍适应的重整装置能耗计算方法。 重整装置能耗中重整反应热所占比重较高，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于原料组成、产品组成和性质的标定数据。 使用本计算方法

2、算出的各装置基准能耗绝对值不具有可比性，但装置的实际标定能耗与基准能耗计算值的比值能够反映装置的操作和管理水平 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。其中预加氢分馏部分，可以包括一塔或两塔流程；氢气再接触部分，可以包括一级或两级压缩；重整后分馏部分，只包括稳定塔。二、基准能耗的基础条件1原料性质：1.1 石脑油，恩氏馏程干点180。1.2 氮含量2.0 ppm。1.3 芳烃潜含量简称芳潜40wt。2产品性质2.1重整产物为稳定汽油c5，40出装置。2.2氢气纯度90mol时，纯氢产率（缺省值）：连续重整取3.5，固定床取2.8，组合床取3.1。2.3氢气

3、出装置压力（缺省值）2.0mpa。3预加氢反应条件3.1预加氢采用氢气循环流程。一次通过怎考虑 ？3.2气油体积比100 : 1，或氢油分子比0.5 : 1。4重整反应条件4.1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;系统压降(表mpa)：连续重整取0.2，固定床取0.4，组合床取0.3。4.2循环氢纯度： 连续重整、固定床及组合床均取85v%。4.2重整氢油比（分子比）, 连续重整取2.0，固定床取6.0，组合床取3.5。5各塔操作条件5.1预分馏塔：塔顶压力(表)0.3 mpa，回流比0.30对进料，重。5.2汽提塔：塔顶压力(表)1.0 mpa，

4、回流比0.25对进料，重。5.3稳定塔：塔顶压力(表)1.0 mpa，回流比0.20对进料，重。5.4各塔回流温度均为40。6加热炉热效率6.1重整加热炉“四合一”炉热效率90。6.2其他圆筒炉不包括分子筛再生炉热效率88。6.3热油气管线及反应器、塔类等高温设备散热损失取3%7其他7.1重整循环氢压缩机采用离心机背压式蒸汽透平驱动，动力为3.5 mpa蒸汽，排汽为1.0 mpa蒸汽，离心式压缩机效率取0.85。7.2其他压缩机采用电动往复式，压缩机效率取0.95。7.3泵采用电机驱动。7.4各塔热源均按重沸炉供热，而不考虑利用管网蒸汽供热。7.5拔头油直接送出装置而不进稳定塔。三、基础条件的

5、说明1原料性质：1.1重整进料的恩氏馏程干点不允许超过180，如果石脑油原料恩氏馏程干点超过180，则预分馏塔除需拔头外还需切除重组分180馏分。这种情况国内很少出现，所以本基准能耗不予考虑。是否应该有个低限？1.2当原料氮含量过高时，预加氢必须采用较高压力，这时能耗会有较大的增加。2气体产品性质 氢气是重整产氢经再接触后送出装置的氢气。随着重整催化剂的不断更新，重整反应压力不断降低，为了保证重整稳定汽油c5收率及产氢纯度，无论是连续重整、组合床重整还是固定床重整，都增设氢气再接触流程。3预加氢反应条件 在上述原料性质得到保证的前提下，采用该预加氢反应条件一般能够满足要求，即使反应条件有所缓和

6、，对全装置能耗影响也不大，但对于预加氢氢气一次通过、且不设氢气再接触流程的情况则能耗应降低。4重整反应条件 考虑到重整催化剂的改进，选用了较低的重整反应压力，体现在重整高分罐压力(表)为1.0 mpa，而过去常采用的高分罐压力(表)为1.2 mpa。5各塔操作条件 考虑到塔的优化操作，汽提塔及稳定塔采用较先进的回流比0.25及0.20对进料，重，而过去常采用的回流比为0.30。各塔热源若利用管网蒸汽供热，按照能耗折算标准sh/t3110-2001，则能耗会增加。四、基准能耗的计算方法（一）原始数据1原料性质 重整进料平均分子量、进料中环烷烃含量、进料中芳烃含量。2预加氢产物 预分馏塔顶产品收率

7、(全馏分加氢时为0)、预加氢汽提塔顶产品收率。是先加氢还是先拔头？3重整产物 相对于重整进料的芳烃收率、氢气收率、干气收率、液化气收率、戊烷油收率。4操作参数 预加氢进料换热器热端温差、重整进料换热器热端温差、预加氢高分压力、重整高分压力、增压机出口压力、预加氢进料泵出进口压差、重整进料泵出进口压差、再接触泵出进口压差、重整稳定塔进料泵出进口压差。（二）计算步骤及方法 说明：所有能耗单位为kw.hr/t进料，除加热炉外全为单位进料轴功（kw.hr/t）1重整反应热 e1 = w/（0.36*moil*0.9）w为每100kmol进料反应总吸热量（mj）w=w1+w2+w3+w4；w1 = 19

8、6.55*mniw2 = 240.45*(mao-mai-mni)w3 = 164.5*who* moil/100符号说明：moil重整进料平均分子量，缺省值为100mni进料中环烷含量（mol%）mai进料中芳烃含量（mol%）mao相对于进料的芳烃收率（mol%）who 相对于进料纯氢产率（wt%）wi 分别为干气、液化气、戊烷油相对于进料的产率（wt%）dhi 分别为干气、液化气、戊烷油在四反出口温度下的生成焓(mj/ kmol)，见下表：干气液化汽戊烷油500下的与等质量进料烷烃的焓差(mj/100 kmol)-131.56-39.54-7.53参考平均分子量mi2351722重整进料

9、加热炉（补偿重整进料换热器热端温差） e2 = 1.003* dtr*（1+k/10）缺省值：见下表。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3.5连续床组合床固定床k2*1.7 = 3.43.5*1.7 = 5.956*1.7 = 10.2dtr303050e2 kw.hr/t进料40.3247.99101.33预加氢加热炉 e3 = 0.9028 *dth/(1-yh) 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0.14预加氢汽提塔（1）适应于第一塔，塔底脱戊烷。 e4 = (1.427*（lgh+ c5h +

10、30）+0.3098*（100- lgh- c5h）)/(1-yh)（2）适应于第一塔，塔底脱丁塔（塔顶温度为60） e4 = 1.180*（lgh+30）+0.3098*（100- lgh）lgh石脑油进料中液化汽含量 wt%c5h石脑油进料中戊烷油收率 wt%5预加氢稳定塔（1）适用于两塔流程中的第二塔。塔底脱丁烷。（即此塔为小塔，分离第一塔塔顶料，对应第一塔为脱戊塔）e5 = 1.18*( lgh +25*（lgh+ c5）/100) +0.124* (100- lgh )/(1-yh)（2）适用于两塔流程中的第二塔。塔底脱戊烷。（即此塔为大塔，分离第一塔塔底料，对应第一塔为脱丁塔）e5

11、= 1.118*( c5h +20)lgh预加氢进料中液化汽含量 wt%c5h进料中戊烷油收率 wt%6预加氢压缩机 (缺省值为1321.3)压缩机轴功e2：e2 = 0.00174*wp1预加氢压缩机入口压力p2预加氢压缩机出口压力 r石脑油密度（kg/m3）。7重整循环压缩机 e3 = 0.003845*k2 * wp1重整循环压缩机入口压力（绝压mpa） p2重整循环压缩机出口压力（绝压mpa）k2重整氢油分子比8重整氢增压机 e1 = 0.001720*wt*wp1重整循环压缩机入口压力（绝压mpa） p2重整循环压缩机出口压力（绝压mpa）wt纯氢产率（wt%）9泵e10 = 0.6

12、667（dp1+ dp2 +dp3 + dp4）+0.25*3+2.5*3=0.6667（dp1+ dp2 +dp3 + dp4）+8.25(kw.hr电功/t进料) 上式中dp1、 dp2、dp3 dp4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）10空冷器 e11 = 6.5 kw.hr/t11氨冷部分 12 = 2.827+0.2019 hy缺省值为：式中：hy为重整纯氢产率wt%。12再生系统能耗（e13）冷循环方式按1.8 kw.hr/ kg催化剂设计循环量。热循环方式按1.2 kw.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

13、折合成每吨重整进料即可。13其它物耗（e14） e14 = 7 kw.hr/ kg总能耗e：（kw.hr/t）e = （e1+e2+e3+e4+e5+e6）/0.97 + (e8)/0.3901 + (e7+e9+e10+e11+e12+e13)/0.2888+e14五、基准能耗的校正 在装置负荷率与设计能力相差较多时，需要对基准能用下式进行近似校正。ec = （e1+e2+e3+e4+e5+e6）/0.97 + (e9+e10+e12)/0.2888 +(e7+e11+e13)/0.2888+ e8/0.3901 + e14 /l式中：ec近似的校正后的能耗 kw.hr/t l装置负荷率，分

14、率六、建议的能耗评价指标 由于各装置的具体条件差别较大，特别是原料和产品的差别，很大程度上影响重整反应热，因此，用能耗的绝对值对各装置进行比较是不合适的，相对来说，用能耗因数(ef)来评价各装置的能量利用水平，可比性要强一些。ef = ee/ec 式中：ec计算基准能耗 ee装置实际能耗ef值越大，表示装置实际能耗与基准能耗的差距越大，能量利用水平越低。ef值越接近1，表示能量利用水平越高，在设计完善、操作优秀的装置中，ef值小于1也是可能的。七、基准能耗计算举例 下面用实例说明基准能耗计算方法的使用。例1：长岭50万吨/年低压组合床重整装置（基本数据见附表一）。解：1反应热e1w1 = 19

15、6.55 x 37.32 = 7335.2w2 = 240.41 x (67.09-10.80-37.32) = 4560.6w3= 164.5 x 3.07 x1.045 = 527.7w4 = (-131.56 x 2.43 39.54 x 5.75 7.53 x 3.18)x1.045 = - 596.6e1 = (w1+w2+w3+w4)/(0.36 x 104.5 x 0.9 ) = 349.32重整进料加热炉e2e2 = 1.003 x 30 x 1.595 = 48.133预加氢加热炉e3e3 = 0.9346 x 60 /(1-0.1872) = 68.994预加氢分馏塔e4e

16、4 = 0.05预加氢汽提塔e5e5 = 1.427 x (18.27+30)+0.3098 x (100-18.27) /(1-0.1827) = 115.266重整稳定塔e6e6 = 1.427 x (5.75+3.18+30) + 0.3098 x (100-5.75-3.18) = 83.777预加氢压缩机e7w = 18425.9 x (26.5/20.5) 0.2308-1 = 1321.3e7 = 0.00174 x 1321.3 = 2.308重整循环压缩机e8w = 18425.9 x (11.5/8.5)0.2308-1 = 1331.4e8 = 0.003845 x 3.

17、5*1331.4 = 17.929重整增加机e9w = 18425.9x (2.3/0.85) 0.2308-1 = 4759.05e9 = 0.001720 x 3.1 x 4759.05 = 25.3810泵类e10e10 = 0.6667 x (2.5+1.0+1.8) + 8.25 = 10.5811空冷器e11e11 = 6.512氨压机e12e12 = 3.4513再生系统能耗e13e13 = 1.8 x 250/62.5 = 6.414其它物耗 e14 = 7总能耗：e = (349.3+ 48.13 +68.99+115.26+83.77) /0.97+17.92/0.39+(

18、2.3+25.38+10.58+6.5+3.5+6.4)/0.2888+7 =928.3 kw.hr/t ( 折合成标准能耗为79.88)例2：镇海80万吨/年连续重整装置（基本数据见附表二）。解：1反应热e1w1 = 196.55 x 24.16 = 4748.6w2 = 240.45 x (71.44-10.84-24.16) = 8762.0w3= 164.5 x 3.5 = 575.8w4 = (-131.56 x 5 39.54 x 1.54 7.53 x 3.0) = - 633.8e1 = (w1+w2+w3+w4)/(0.36 x 100 x 0.9 ) =415.22重整进料

19、加热炉e2e2 = 1.003 x 30 x 1.36 = 40.863预加氢加热炉e3e3 = 0.9346 x 53 /(1-0.1532) = 58.494预加氢c4/c5分馏塔e4e4 =05预加氢汽提塔e5e5 = 1.427 x (15.32+30)+0.3098 x (100-15.32) / (1-0.1532) = 107.356重整稳定塔e6e6 = 1.427 x (3.25+20) + 0.3098 x (100-3.25) = 76.007预加氢压缩机e7w = 18425.9 x (31/25)0.2308-1 =937.0e7 = 0.00174 x 937.0

20、= 1.638重整循环压缩机e8w = = 18425.9 x (5.5/2.5)0.2308-1 =2024.5（kj/ kmol）e8 = 0.003845*k2 * w（取k2=2.5）=19.46（kw.hr/t进料）9重整增加机e9(平均压缩比取2.1)w = 18425.9 x (2.1) 0.2308-1 x 2 = 6883.0e9 = 0.001720 x 3.5 x 6883.0 = 41.4410泵类e10e10 = 0.6667 x (3.5+1.0+1.8+1.0) + 8.25 = 13.1111空冷器e11e11 = 6.512氨压机e12e12 = 3.513再

21、生系统能耗e13e13 = 1.2 x 908/1000 = 10.8914其它物耗 e14 = 7总能耗：e = (415.2+40.86 +58.49 +107.35+76.0) /0.97+19.46/0.39+(1.63+ 41.44+13.11+6.5+3.5+10.89)/0.2888+7 = 1043.2 kw.hr/t ( 折合成标准能耗为89.78)例3：九江30万吨/年固定床重整装置（基本数据见附表三）。解：1反应热e1w1 = 196.55 x （36.36-4.74） = 6215.0w2 = 240.41 x (50.4-9.02-(36.36-4.74) = 234

22、6.4w3= 164.5 x 2.8 x1.05 = 483.6w4 = (-131.56 x 2.27 39.54 x 1.46 7.53 x 3.58)x1.07 = - 410.2e1 = (w1+w2+w3+w4)/(0.36 x 105 x 0.9 ) = 253.82重整进料加热炉e2e2 = 1.003 x 65.2 x 2.02 = 132.13预加氢加热炉e3e3 = 0.9346 x 68.5 /(1-0.1551) = 81.34预加氢分馏塔e4e4 = 1.427 x (14.38+30)+0.3098 x (100-14.38) /(1-0.1438) = 104.9

23、5预加氢汽提塔e5e5 = 1.427 x (1.13+30)+0.3098 x (100-1.13) /(1-0.0113) = 75.96重整稳定塔e6e6 = 1.427 x (3.58+20)+0.3098 x 89.54 = 61.397预加氢压缩机e7w = 18425.9 x (21/15) 0.2308-1 = 1487.9e7 = 0.00174 x 487.9 = 2.608重整循环压缩机e8w = 18425.9 x (17.7/13.7)0.2308-1 = 1122.3e8 = 0.003845 x 6 x 1122.3 = 25.899重整增加机e9e9 = 010

24、泵类e10e10 = 0.6667 x (2.5+1.0+1.8) + 8.25 = 10.5811空冷器e11e11 = 6.512氨压机e12e12 =013再生系统能耗e13e13 = 014其它物耗 e14 = 7总能耗：e = (253.8+ 132.1 +81.3+104.9+75.9+61.39) /0.97+25.89/0.39+(2.6+ 10.58+6.5)/0.2888+7 = 872.88 kw.hr/t ( 折合成标准能耗为75.12)附表一：长岭50万吨/年低压组合床重整装置基准能耗数据采集表序号符号描述单位数值缺省值装置类型：连续/固定/组合组合床一原料1moil

25、重整进料平均分子量104.21002mni进料中环烷含量mol%37.323mai进料中芳烃含量mol%10.80二预加氢产物1y1h预加氢预分馏塔顶产品收率wt %2y2h预加氢汽提塔顶产品收率wt %18.27三重整产物1mao相对于重整进料的芳烃收率mol%67.092mho相对于重整进料的氢气收率wt%3.073mgo相对于重整进料的干气收率wt%2.434mlo相对于重整进料的液化气收率wt%5.755mc5相对于重整进料的戊烷油收率wt%3.18四操作参数1dth预加氢进料换热器热端温差602dtr重整进料换热器热端温差303ph预加氢高分压力mpa1.954pr重整高分压力mpa

26、0.755pp增压机出口压力mpa2.26dp1预加氢进料泵出进口压差mpa2.57dp1重整进料泵出进口压差mpa1.08dp1再接触泵出进口压差mpa1.89dp1重整稳定塔进料泵出进口压差mpa五再生系统类型：热循环/冷循环冷循环附表二：镇海80万吨/年连续重整装置基准能耗数据采集表序号符号描述单位数值缺省值装置类型：连续/固定/组合连续一原料1moil重整进料平均分子量1001002mni进料中环烷含量mol%24.163mai进料中芳烃含量mol%10.84二预加氢产物1y1h预加氢预分馏塔顶产品收率wt %2y2h预加氢汽提塔顶产品收率wt %15.32(lpg：8)三重整产物1m

27、ao相对于重整进料的芳烃收率mol%71.442mho相对于重整进料的氢气收率mol%/wt%3.53mgo相对于重整进料的干气收率mol%/wt%5.04mlo相对于重整进料的液化气收率mol%/wt%1.545mc5相对于重整进料的戊烷油收率mol%/wt%3.0四操作参数1dth预加氢进料换热器热端温差532dtr重整进料换热器热端温差303ph预加氢高分压力mpa2.44pr重整高分压力mpa0.245pp增压机出口压力(一/二级)mpa0.76/1.46dp1预加氢进料泵出进口压差mpa3.57dp1重整进料泵出进口压差mpa1.08dp1再接触泵出进口压差mpa1.89dp1重整稳

28、定塔进料泵出进口压差mpa1.0五再生系统类型：热循环/冷循环热循环附表三：九江40万吨/年固定床重整装置基准能耗数据采集表序号符号描述单位数值缺省值装置类型：连续/固定/组合固定床一原料1moil重整进料平均分子量105.01002mni进料中环烷含量mol%36.363mai进料中芳烃含量mol%9.02二预加氢产物1y1h预加氢预分馏塔顶产品收率wt %14.38(lpg：8)2y2h预加氢汽提塔顶产品收率wt %1.13三重整产物1mao相对于重整进料的芳烃收率mol%50.42mho相对于重整进料的氢气收率mol%/wt%/2.83mgo相对于重整进料的干气收率mol%/wt%/2.

29、274mlo相对于重整进料的液化气收率mol%/wt%1.465mc5相对于重整进料的戊烷油收率mol%/wt%3.58四操作参数1dth预加氢进料换热器热端温差68.52dtr重整进料换热器热端温差65.23ph预加氢高分压力mpa1.44pr重整高分压力mpa1.275pp增压机出口压力(一/二级)mpa无6dp1预加氢进料泵出进口压差mpa2.57dp1重整进料泵出进口压差mpa1.58dp1再接触泵出进口压差mpa09dp1重整稳定塔进料泵出进口压差mpa0五再生系统类型：热循环/冷循环无八、生产装置能耗标定校核及分析1 长岭50万吨/年低压组合床重整装置能耗标定数据表1 长岭50万吨/年低压组合床重整装置能耗标定数据项目单位小时耗量能耗（kg标油/t）燃料气kg /h485077.60电kw291213.981.0mpa蒸汽t/h