100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 1
柴油加氢精制
一．物料平衡
1. 全装置物料平衡
本设计催化柴油处理量为100万吨/年，反应阶段为其末期，年开工时数为8000小时。
装置总物料平衡表 （年开工时数以8000小时/年）
物料项目 公斤/小时 入 方 原料油 重整氢 总计 出 方 精制柴油 粗汽油 高分排放气 低分排放气 回流罐排放气 溶于水中的硫化氢 溶于水中的氨气 设备漏损 总计 125000 3375 128375 121187.5 1900 2225 387.5 2605 27.5 30 12.5 128375 吨/天 3000 81 3081 2908.5 45.6 53.4 9.3 62.52 0.66 0.72 0.3 3081 物料量 重量 % 100 2.70 102.70 96.95 1.52 1.78 0.31 2.084 0.022 0.024 0.01 102.70 注: 粗汽油包括0.03 的溶解气在内
由?入方=2. 化学耗氢量 1) 杂质脱除率
a) 硫脱除率 =
1800?180×100% = 90%
1800?出方，得设备漏损为0.01% < 1%.
100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 2
261?58×100% = 77.78% 261c) 氧脱除率（以酸度计算）
b) 氮脱除率 =
5.8?10?3?16原料油含氧率 =×100% = 0.00192%
56?100?0.86420.14?10?3?16精制油含氧率 = ×100% = 0.0000463%
56?100?0.85950.00192?0.0000465×100% = 97.58%
0.00192d) 烯烃饱和率（以溴价计算）
20.5?4.1烯烃饱和率=×100% = 80%
20.5组份 硫 氮 氧 氧脱除率=
烯烃饱和 80 脱除率（%） 90 77.78 97.58 2) 化学耗氢量
a) 脱硫耗氢
每脱掉1%的硫消耗12.5Nm3H2/m3原料油
12.5?1800?10?6?90%?100加氢脱硫耗氢量= = 2.34 Nm3/T原料油
0.864222.34×125000/22.4×=26.152kg/hr
1000b) 脱氮耗氢
每脱掉1%的氮消耗53.7Nm3H2/m3原料油
53.7?261?10?6?77.8%?100加氢脱氮耗氢量= = 1.26 Nm3/ T原料油
0.864221.26×125000/22.4×=14.078kg/hr
1000c) 脱氧耗氢
每脱掉1%的氧消耗44.6Nm3H2/m3原料油
44.6?1.92?10?5?97.6%?100加氢脱氧耗氢量= = 0.0966Nm3/ T原料油
0.864220.0966×125000/22.4×=1.078kg/hr
1000d) 烯烃饱和耗氢量
烯烃饱和耗氢量=（20.5-4.1）×10×22.4/160 = 22.96 Nm3/T原料油
100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 3
222.96×125000/22.4×=256.25kg/hr
1000e) 芳烃饱和
饱和1%的芳烃消耗5.0Nm3H2/m3原料油
（43.1?41.5）?0.68?5芳烃饱和耗氢量==6.29 Nm3/ T原料油
0.864226.29×125000/22.4×=70.254kg/hr
1000f) 加氢裂解耗氢量
原料油裂解程度为3%，每裂解1分子原料，消耗3分子氢
1000?3%加氢裂解耗氢量=×3×22.4 = 10.22Nm3/T原料油
197.34210.22×125000/22.4×=114.017kg/hr
1000各类加氢反应的耗氢量汇总表
项目 化学耗氢量 Nm3/T原料油 1加氢脱硫 2 加氢脱氮 3 加氢脱氧 4 烯烃饱和 5 芳烃饱和 6 加氢裂解 总计 3. 反应放热
a) 加氢脱硫反应放热量=600 kcal/ Nm3×2.34 Nm3/T =1405.92kcal/T
1405.92 kcal/T×125T/hr=175740kcal/hr
b) 加氢脱氮反应放热量=600 kcal/ Nm3×1.26 Nm3/T =756.84kcal/T
756.84kcal/T×125T/hr=94605kcal/hr
c) 加氢脱氧反应放热量=600 kcal/ Nm3×0.0966 Nm3/T =57.95kcal/T
57.95kcal/T×125T/hr=7243.5kcal/hr
d) 加氢烯烃饱和反应放热量=1260 kcal/ Nm3×22.96 Nm3/T =28929.6kcal/T
28929.6kcal/T×125T/hr=3616200kcal/hr
e) 加氢芳烃饱和反应放热量=540 kcal/ Nm3×6.29 Nm3/T =3399.19kcal/T
3399.19kcal/T×125T/hr=424899kcal/hr
2.34 1.26 0.0966 22.96 6.29 10.22 43.17 Kg/hr 26.152 14.078 1.078 256.25 70.254 114.017 481.829 重量分数 % 5.43 2.93 0.22 53.18 14.58 23.66 100 100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 4
f) 加氢裂解反应放热量=450 kcal/ Nm3×10.22 Nm3/T =4597.16kcal/T
4597.16 kcal/T×125T/hr=574644.38 kcal/hr
反应放热计算汇总表
项目 反应放热量 Kcal/T原料油 1加氢脱硫 2 加氢脱氮 3 加氢脱氧 4 烯烃饱和 5 芳烃饱和 6 加氢裂解 总计 4. 纯氢消耗量汇总
2.7%?100?107a) 入方：新氢=×2×87.68%/8000 = 1076.073kg/hr
5.51076.073?24=25.83T/d
1000b) 出方：化学耗氢量=481.829kg/hr
481.829?24=11.56T/d
10002225 排放耗氢量=×2×80.86% = 553.58kg/hr
6.5重量分数 % 3.59 1.93 0.15 73.90 8.68 11.75 100 Kcal/hr 175740 94605 7243.5 3616200 424899 574644.38 4.893?106 1405.92 756.84 57.95 28929.6 3399.19 4597.16 39146.66
553.58?24=13.29T/d
1000 溶解耗氢（包括低分排放和回流罐排放）：
387.5 低分罐=×43.10%×2=18.444kg/hr
18.112605 回流罐=×2.03%×2=2.379kg/hr
44.46 ∑=18.444+2.379=20.823kg/hr
20.823?24=0.4998T/d
1000 机械漏损=1076.073-(481.829+553.58+20.823)=19.841kg/hr
19.841?24=0.476T/d
1000100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 5
加氢精制装置纯氢消耗量汇总表
项目 入方 出 方 新氢 1 化学耗氢 2 排放耗氢 3 溶解耗氢 4 机械漏损 总计 5. 硫化氢平衡
215.16?24125000?1800?10?6?90%?34=215.16kg/hr a) 入方：=5.16T/d
100032kg/hr 1076.073 481.829 553.58 20.823 19.841 1076.073 T/d 25.83 11.56 13.29 0.4998 0.476 25.83 重量% 100 44.78 51.44 1.94 1.84 100 b) 出方：高分排放：
222569.83?24?0.6%?34=69.83kg/hr ?1.68T/d 6.51000387.518.55?24?2.55%?34=18.55kg/hr ?0.45T/d 低分排放：18.111000260596.62?24?4.85?34=96.62kg/hr ?2.32T/d回流罐排放： 44.46100027.50?24?0.66T/d 水中溶解：27.50kg/hr
1000漏损：215.16-（69.83+18.55+96.62+27.50）=2.66kg/hr
氢装置内硫化氢平衡表
项目 产生 排 放 加氢脱硫反应 1 高分排放 2 低分排放 3回流罐排放 4水中溶解 5漏损 总计 kg/hr 215.16 69.83 18.55 96.62 27.50 2.66 215.16 T/d 5.16 1.68 0.45 2.32 0.66 0.05 5.16 重量% 100 32.46 8.62 44.91 12.78 1.23 100 二．反应器设计
入口温度为280℃，入口压力为4.0Mpa，出口压力为3.9Mpa，已知数据如