催化裂化计算方法

催化裂化物料平衡和热平衡计算方法
前 言
催化裂化过程是石油二次加工的重要过程之一。监测一个催化裂化装置，唯一正确的方法就是定期考察装置的物料平衡、热平衡和压力平衡。通过经常收集和研究装置运行的物料平衡和热平衡，才能更好地了解和理解装置运行的历史和现状，予期其未来，并为优化装置操作奠定基础。进料质量、操作条件、催化剂和设备状况的任何变化，都将影响装置的物料平衡及热平衡。
1.1.2 产品计量
产品按空气中的质Байду номын сангаас计算数量。
当在非标准温度下使用石油密度计测得产品的视密度时，应该用表59B查取该产品的标准密度（ρ20）。
在计算产品数量时，产品在计量温度下的体积，通常要换算成标准体积，产品的标准体积（V20）用计量温度下的体积（Vt）乘以计量温度下的体积修正到标准体积的体积修正系数（VCF20）获得，见公式（1），而体积修正系数是用标准密度和计量温度查表60B获得的。
≈932.45t
在对油罐检尺/输油体积法进行计量时，除应采用GB/T 1885—1998外，还应注意以下几点：
为了获取较正确的油罐或输油管线中油品温度及油品密度，应对油罐上、中、下和所输油品不同时间分别取样，等量混合后，测其温度、视密度及测视密度时的温度；
视密度是在非标准温度下获得的玻璃石油密度计读数；
式中V实、G实、ρ实分别为操作条件下体积流量（m3/h）、质量流量（t/h）和液体密度（kg/m3）
V表读数、G表读数、ρ设分别为设计条件下的体积流量（m3/h）、质量流量（t/h）和液体密度（kg/m3）
1.2.2 操作条件下液体密度的计算
在不是很高的压力下（例如催化裂化物流计量的条件），压力对液体密度的影响很小，一般可以忽略不计。但温度对其影响则很大，必须予以校正。一般可以测得实际液体在20℃时的密度，将其校正到操作温度下液体密度的方法有三种。
要想深入了解和理解装置运行的物料平衡和热平衡，首先就必须正确做好物料平衡和热平衡计算。为此目的，本文首先介绍了催化裂化物料平衡和热平衡的计算方法。
第一节 计 量
1油品计量
油品计量一般有二种方法：油罐检尺/输油体积法和在线差压式流量计测定法。
1.1油罐检尺/输油体积法：
油罐检尺/输油体积法是炼厂中应用最广泛，计量也较为准确的方法之一。在通过油罐检尺/输油体积而对油量进行计量时，应根据国家标准GB/T1885—1998石油计量表计算。石油计量表按原油、产品和润滑油分类建立。现已为世界大多数国家采用，在石油贸易中更具通用性。催化裂化所用原料及产品均应使用石油计量表——产品部分。石油计量所采用的密度计为玻璃密度计。GB/T 1885—1998《石油计量表》——产品部分的简要说明及使用方法如下：
V20=Vt×VCF20…………………（1）
计算产品在空气中的质量（商业质量）时，应进行空气浮力修正，将标准密度（kg/m3）减去空气浮力修正值1.1kg/m3，再乘以标准体积，就得到产品质量（m），见公式（2）。
m=V20×（ρ20－1.1）…………………（2）
1.1.3 产品数量计算举例
某一产品测得输油温度为40℃，输油体积为1240.62m3，用石油密度计测得该产品40℃下的视密度为753.0kg/m3,计算输油质量。
式中t为操作温度，℃
d4t为操作温度t时液体密度与4 ℃时水的密度之比。
r可由附录查得。
1.2.3 举例：回炼油流量仪表指示值为150m3/h，设计密度为630kg/m3现在操作温度为360℃，ρ20=850kg/m3求在操作温度下的体积流量是多少？
1.2.1 校正公式
差压式流量计采用下式计算所通过的液体体积流量：
式中V—液体在操作条件下的体积流量，m3/h
ΔP—孔板前后压差，Pa （mmH2O柱或 mmHg柱）
ρ实—操作条件下液体的密度
K—常数，与孔板大小、形状等有关
用差压式流量计所测定的液体质量流量可表示为：
式中G—液体质量流量，t/h
在实际使用时，仪表人员会根据设计条件（设计孔板大小，设计液体密度等）给出仪表指示流量表，供操作人员使用。但是，在生产过程中，由于液体的实际密度和设计时所选用的密度（液体的性质及液体通过节流装置时的温度）不同，因此，实际流量与仪表指示流量值会有差别，需进行校正。校正方法如下：
1.2.2.1 使用GB/T 1885—1998〈石油计量表〉，查出操作温度下的油品密度。
1.2.2.2 查图法：由图可以通过液体的比重和操作温度，查出液体在操作温度下的比重。图见附录。 由图可以看出，油品比重与温度的关系不是直线关系。因此，当操作温度高于《石油计量表》所给出的温度时，应使用图表。
1.2.2.3 公式法：该公式适用于50℃以下。
由产品在试验温度40℃下的视密度753.0kg/m3，查表59B，得 ρ20=770.0kg/m3
由标准密度770.0kg/m3和输油温度40℃，查表60B得
VCF20=0.9775
V20=1240.62×0.9775
≈1212.706m3
输油质量=1212.706×（770.0－1.1）
≈932449.6 kg
根据国家质检部门的要求，定期由油罐检测部门检测油罐大小或校正输油计量表。
1.2 差压式流量计测量法
有些物料量不能用油罐检尺/输油体积法，只能依靠流量计计量。例如，为了节约能量，常常采用常压渣油、减压渣油等热进料。在这种情况下，只能用流量计计量。流量计有多种：采用孔板流量计、靶式流量计、椭圆齿轮流量计、涡轮流量计等差压式流量计，其表示的数值均为瞬时流量，即单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小，常以体积流量（m3/h）或质量流量（t/h）表示。
1.1.1 石油计量表的组成
标准密度表 表59A 表59B 表59D
体积修正系数表 表60A 表60B 表60D
其他石油计量表 表E1 表E2 表E3 表E4
表59B—产品标准密度表和表60B—产品体积修正系数表是GB/T 1885—1998《石油计量表》的组成部分之一。 表59B用于润滑油以外的石油产品，由已知试验温度下的视密度（密度计读数）查取标准密度（20℃温度下的密度）。表60B用于润滑油以外的石油产品，由标准密度和计量温度查取由计量温度下体积修正到标准体积（20℃温度下体积）的体积修正系数（VCF20）。