一、全装置物料平衡 1、物料平衡 本设计的处理量为95万吨/年，反应阶段为其末期，每年开工时数按8000小时计算。

入方：①原料油=8000%10010109534=118750公斤/小时

=248000%10010954=2850吨/天 ②重整氢=8000%70.210109534=3206公斤/小时=248000%70.210954=77吨/天 出方：①精制柴油=118750×96.95%=115128公斤/小时=2850×96.95%=2763吨/天 ②粗汽油=118750×1.52%=1805公斤/小时 =2850×1.52%=43吨/天 ③高分排放气=118750×1.78%=2114公斤/小时=2850×1.78%=51吨/天 ④低分排放气=118750×0.31%=368公斤/小时=2850×0.31%=8.8吨/天 ⑤回流罐排放气=118750×2.084%=2475公斤/小时=2850×2.084%=59吨/天 ⑥溶于水中的硫化氢=118750×0.022%=26公斤/小时=2850×0.022%=0.6吨/天 ⑦溶于水中的氨气=118750×0.024%=28.5公斤/小时=2850×0.024%=0.7吨/天 ⑧设备漏损=118750×0.01%=12公斤/小时 =2850×0.01%=0.3吨/天

2、化学耗氢量计算 ①计算杂质脱除率

a)硫脱除率=18001801800×100%=90% b)氮脱除率=26158261×100%=77.8% c)硫醇硫脱除率=15115×100%=93.3% d)氧脱除率（以酸度计算） 原料油含氧率=8642.01001656/108.53×100%=0.00192% 精制油含氧率=8595.01001656/1014.03×100%=0.0000463% 氧脱除率=00192.00000465.000192.0×100%=97.58% e)烯烃饱和率（以溴价计算） 烯烃饱和率=5.201.45.20×100%=80%

②化学耗氢量计算 a) 每脱掉1%的硫消耗12.5Nm3H2/m3原料油

加氢脱硫耗氢量=8642.0100%901018005.126=2.34Nm3/T

2.34×118750/22.4×10002=25kg/hr b) 每脱掉1%的氮消耗53.7Nm3H2/m3原料油

加氢脱氮耗氢量=8642.0100%8.77102617.536=1.26Nm3/T

1.26×118750/22.4×10002=13kg/hr c) 每脱掉1%的氧消耗44.6Nm3H2/m3原料油

加氢脱氧耗氢量=8642.0100%6.971092.16.445=0.0967Nm3/T

0.0967×118750/22.4×10002=1kg/hr d) 烯烃饱和耗氢量 烯烃饱和耗氢量=（20.5-4.1）×10×22.4/160=22.96Nm3/T

22.96×118750/22.4×10002=243kg/hr e) 饱和1%的芳烃消耗5.0Nm3H2/m3原料油 芳烃饱和耗氢量=8642.0568.05.411.43）（=6.29Nm3/T

6.29×118750/22.4×10002=67kg/hr f) 每脱掉1%的硫醇硫消耗12.5Nm3H2/m3原料油

硫醇硫耗氢量=8642.0100%3.9310155.126=0.02Nm3/T 0.0202×118750/22.4×10002=0.2kg/hr g) 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

加氢裂解耗氢量=34.197%31000×3×22.4=10Nm3/T

10.22×118750/22.4×10002=108kg/hr 总化学耗氢量=2.34+1.26+0.0967+22.96+6.29+0.0202+10.22=43Nm3/T =24.81+13.36+1.025+243.44+66.69+0.214+108.36=458kg/hr

重量分数：加氢脱硫：899.45781.24×100%=5.42%

加氢脱氮：899.45736.13×100%=2.92% 加氢脱氧：899.457025.1×100%=0.22% 烯烃饱和：899.45744.243×100%=53.16% 芳烃饱和：899.45769.66×100%=14.56% 硫醇脱硫：899.457214.0×100%=0.05% 加氢裂解：899.45736.108×100%=23.66% 3、化学反应放热量 a)．加氢脱硫反应放热量=600kcal/Nm3×2.34Nm3/T=1404kcal/T 1404kcal/T×118.75T/hr=166725kcal/hr b)．加氢脱氮反应放热量=600kcal/Nm3×1.26Nm3/T=756kcal/T 756kcal/T×118.75T/hr=89775kcal/hr c)．加氢脱氧反应放热量=600kcal/Nm3×0.0967Nm3/T=58.02kcal/T 58.02kcal/T×118.75T/hr=6890kcal/hr d)．加氢烯烃饱和反应放热量=1260kcal/Nm3×22.96Nm3/T=28929.6kcal/T 28930kcal/T×118.75T/hr=3435438kcal/hr e)．加氢芳烃饱和反应放热量=540kcal/Nm3×6.29Nm3/T=3396.6kcal/T 3397kcal/T×118.75T/hr=403394kcal/hr f).加氢裂解反应放热量=450kcal/Nm3×10.22Nm3/T=4599kcal/T 4599kcal/T×118.75T/hr=546131kcal/hr 总的反应放热量∑=1404+756+58.02+28930+3397+4599=39144kcal/T =166725+89775+6889.875+3435437.5+403393.75+546131.25=4648352.375kcal/hr

重量分数：加氢脱硫：%59.3%100391441404

加氢脱氮：%93.1%10039144756 加氢脱氧：%15.0%1003914402.58 烯烃饱和：%95.73%100391446.28929 芳烃饱和：%68.8%100391446.3396 加氢裂解：%76.11%100391444599 4、纯氢平衡表 入方：新氢=5.51095%7.27×2×87.68%/8000=1022kg/hr

10002427.1022=25T/d

出方：化学耗氢量=458kg/hr

100024899.457=10.99T/d

排放耗氢量=5.675.2113×2×80.86%=525.9kg/hr

1000249.525=13T/d

溶解耗氢（包括低分排放和回流罐排放）： 低分罐=11.18125.368×43.10%×2=18kg/hr

回流罐=46.4475.2474×2.03%×2=2.kg/hr 溶解耗氢总量∑=17.52+2.26=20kg/hr

10002478.19=0.47472T/d

机械漏损：入方-出方=1022.27-(457.899+525.9+19.78)=18.691kg/hr

100024691.18=0.449T/d

重量分数：化学耗氢：27.1022899.457×100%=44.79% 排放耗氢：27.10229.525×100%=51.44% 溶解耗氢：27.102278.19×100%=1.93% 机械漏损：27.1022691.18×100%=1.83% 5、硫化氢的物料平衡 产生H2S：3432%901018001187506=204kg/hr 10002440.204=5T/d

排放H2S：①高分排放：34%6.05.675.2113=66kg/hr ②低分排放：34%55.211.18125.368=18kg/hr ③回流罐排放：34%85.446.4475.2474=92kg/hr ④水中溶解：26kg/hr（在装置总物料平衡中已计算） ⑤粗汽油中溶解：204.40-（66.34+17.62+91.79+26.125）=2.5kg/hr

重量分数：高分排放：%10040.20466=32.46%

低分排放：10040.20418%=8.62% 回流罐排放：10040.20492%=44.90% 水中溶解：10040.20426%=12.78% 粗汽油中溶解：10040.2045.2%=1.24%

二、反应器的工艺设计 入口温度为320℃，入口压力为4.0Mpa，取塔径为3.4m，出口压力为3.9Mpa，选用固定床轴向冷壁式反应器，已知数据如下： 表一在压力为4.0Mpa时，温度与气化率和热焓的对应关系如下： 加氢反应器入口

温度 ℃ 气化率we（%） 混合焓

（Kcal/kg） 226 4.72 186.64 266 9.49 217.26 310 19.09 254.15 359 28.81 295.91 374 38.65 311.58 注：物料包括原料油，新氢和循环氢 表二在不同压力下，气化率与温度和热焓之间的对应关系如下：