100万吨/年催化柴油加氢精制设计（末期） 6
下：
加氢反应器入口
温度 ℃ 226 266 310 359 374 气化率 混合焓 (Kcal/kg) 186.64 217.26 254.15 295.91 311.58 ew(%) 4.72 9.49 19.09 28.81 38.65 注：物料包括原料油，新氢和循环氢
系统 压力 气化率 ew(%) P=3.9MPa P=3.8MPa P=3.7MPa P=3.6MPa 温度 ℃ 196 267 311 341 360 375 混合焓 (Kcal/kg) 166.98 218.16 254.67 281.62 299.92 315.31 温度 ℃ 194 265 310 339 混合焓 (Kcal/kg) 165.67 216.73 253.93 279.89 温度 ℃ 193 264 混合焓 (Kcal/kg) 165.01 216.01 温度 ℃ 191.5 262 混合焓 (Kcal/kg) 164.03 215.32 4.54 9.44 19.00 28.68 38.47 48.38 注：物料包括加氢生成油，反应生成气和循环氢
气化率ew（%） 10 20 30 平均分子量 155 160 165 注：气相油平均分子量
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图1 不同气化率的油气平均分子量
图2 3.90Mpa下焓值与温度对应关系
图3 3.90Mpa下气化率与温度对应关系
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1. 催化剂装填体积
100?107/8000油在20?C时的体积864.2空速===2.5 催化剂的体积V催?V催=57.86 m3 2. 催化剂当量直径
所选催化剂为RN-1催化剂（?1.2?6mm）
Vπ/4?(1.2?10?3)2?6?10?3?310Dp=6×=6×=1.6364×m ?32?3?3Fπ/4?(1.2?10)?2?π?1.2?10?6?103. 循环氢和混合氢流量
氢油比=
V混合氢V油
=
V混合氢100?10/8000/864.27=300
?V混合氢=43392.73Nm3/hr w混合氢=V混合氢/22.4×M=
43392.73?6.18=11971.74kg/hr 22.4w循环氢=w混合氢-w新氢=11971.74-3375=8596.74kg/hr 4. 入口氢分压
作4.0Mpa下的Hm～t、ew%～t图，查得t=320℃时，ew=20.5%，Hm=263Kcal/kg 由图可得：当ew=20.5%时，M油气=160.25g/mol
p入口H2=p总×
m纯氢m纯氢?m油气(11971.74/6.18)?83.08%=4.0×=3.070Mpa
125000?ew11971.74/6.18?M油气5. 反应器出口温度计算
根据热量衡算得：（w混合氢?w原料油出口）H入口m+Q=（w混合氢?w原料油）Hm
(11971.74+125000) ×263+4.893×106=（11971.74+125000）H出口m H出口m=298.72Kcal/kg
作t～Hm、ew%～Hm图，查得e出口w=37.3%，t出口=358℃
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6. 出口氢分压
m反应生成气=m混合氢+[1-(96.95%+1.49%)]×m原料油 =125000?11971.74?123050=13921.74kg/hr
由图可得：当ew=37.3%时，M油气=168.65g/mol
p出口H2=p总×m反应生成气/7.95?77.60%m反应生成气/7.95?m原料油?（96.95%?1.49%)?ew/M油气
(13921.74/7.95)?77.60%=3.9×=2.619Mpa
123050?37.3921.74/7.95?168.657. 气体密度
t=(t进口+t出口)/2=(358+320)/2=339℃
出+eew=(e进ww)/2=28.9%
M?164.45g/mol
28.9%=48096.74kg/hr w气=w混合氢+w原料油×ew=11971.74+125000×
V气=[
w混合氢M混合氢+
w原料油?ewM油气1t?273]×22.4××
3.95?9.869273111971.74125000?28.939?273+]×22.4××
3.95?9.8696.18164.45273 =2778.34 m3/hr
=[
ρv=
w气V气=17.31 kg/m3
8. 混合物黏度
M油气（包含氢气中杂质）?m混合氢?m原料油?ew?m纯氢m混合氢6.18?（1?0.8308）?m原料油?ewM油气
11971.74?125000?0.289??11971.74?83.08%?26.18
11971.74125000?28.9%?（1?0.8308）?6.18164.45 =81.978 g/mol
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查81.978 g/mol，温度为339℃下，石油馏分蒸汽粘度为zi=0.0145厘泊1
【】
（K）339?273T?18.43 Tr==
33.2Tc（K）Pr=
P3.95??3.045 Pc1.297根据Tr与Pr氢的粘度图得ziH2=0.0143厘泊[1]
H2摩尔分数：yi=
pH2p总11971.74?83.08%6.18==0.746 11971.74125000?28.9%?6.18164.45z混?ym=
?ymii0.5iiz0.5i0.746?20.5?0.0143?（1?0.746）?81.9780.5?0.0145= 0.50.50.746?2?（1?0.746）?81.978 =0.0144厘泊 9. 空塔线速
取D=3.6m，则
u=
V气S=
2778.34=288.77 m/hr =0.0802 m/s
0.25?π?3.6210. 液体滞留量
28.9%=48096.74kg/hr Gv=m混合氢?m原料油?ew=11971.74+125000×=125000×(1-28.9%)=88875kg/hr GL=m原料油（1?ew）GL/Gv=1.8478
Gv=48096.74kg/hr=
48096.74?0.20482尺=1085.00磅/·hr 2π/4?3.5根据Gv与GL/Gv关系图查得：h=0.155
0.91.90.1z混Δp0.67?h?5ρvu1.1??6.3?10??[] 3L（Ep?h）3Dp(1?h/2.3)1.90.117.310.9?0.0802?（0.0107?10?3）??[3（0.33?0.155）?6.3?10?50.67?0.1553?1.636?10?3?(1?0.155)2.3]1.1
=0.1085Pa/m