史美榮, 吳 樂, 趙 欣
(1.陜西國際商貿(mào)學院 醫(yī)藥學院, 陜西 西安 712046; 2.西北大學 化工學院, 陜西 西安 710069)
隨著國內(nèi)大氣污染形勢日益嚴峻,降低汽車尾氣排放對緩和環(huán)境污染尤為重要。近年來,國家大力推行汽、柴油的品質(zhì)升級,要求汽、柴油中硫質(zhì)量分數(shù)不斷降低,從國Ⅲ標準的350 μg/g,到國Ⅳ標準低硫清潔燃料的50 μg/g,再到國Ⅴ標準超低硫清潔燃料的10 μg/g,以降低燃油燃燒對環(huán)境的污染。以往人們更多地關(guān)注燃料本身品質(zhì)的提升,當前低硫清潔燃料生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響也逐漸引起了注意。
目前,對低硫清潔燃料生產(chǎn)過程中影響環(huán)境的研究,主要針對在煉油廠加工過程污染物的排放[1],且以研究CO2排放為主。Babusiaux等[2-3]采用全生命周期方法計算了煉油廠中消耗燃料氣、蒸汽和電造成的CO2排放,并進一步獲得了產(chǎn)品CO2的邊際排放值。Tehrani-nejad[4]建立了煉油廠的線性規(guī)劃模型,對比了短期與長期操作時煉油廠CO2排放的差異。Bredeson等[5]和Tehrani-nejad等[6]研究了加工重質(zhì)化原油導致煉油廠CO2排放量增大的問題。Abdul-Manan等[7]建立了南美洲、拉丁美洲(包括南美洲)、歐洲、中東、亞洲(不含中國)和中國的煉油廠煉油模型,討論了不同國家和地區(qū)生產(chǎn)汽油、柴油和噴氣燃料過程的CO2排放強度,并進一步得到碳稅的增加并不會對煉油廠產(chǎn)量、能耗效率和排放產(chǎn)生大的影響的結(jié)論。Moretti等[8]提出了基于質(zhì)量、能量強度、經(jīng)濟價值、附加值的煉油廠溫室氣體排放分配模型,完善了煉油廠CO2分配方法,為煉油廠溫室氣體排放的降低提供了全面的視角和理論依據(jù)。
然而,在煉油廠實際操作過程中,僅關(guān)注CO2的排放是不全面的,產(chǎn)品品質(zhì)的提升是以消耗更多的H2和公用工程為代價的,而這些公用工程的消耗不僅會直接或者間接引起CO2的大量排放,同時也會排放一定量的SO2。吳樂等[9]提出了針對煉油廠公用工程消耗所排放的CO2和SO2排放因子的計算方法,并采用Eco-indicator 99方法綜合分析了柴油加氫裝置生產(chǎn)不同品質(zhì)柴油時對環(huán)境的影響,結(jié)果表明,柴油產(chǎn)品硫含量的降低是以增加其生產(chǎn)過程環(huán)境影響為代價的。進而基于該思路,利用Aspen軟件模擬了生產(chǎn)不同硫含量柴油的工況,給出了環(huán)境影響最小時柴油加氫裝置的最佳脫硫深度[10]。但上述研究是針對柴油加氫脫硫過程中柴油品質(zhì)升級對環(huán)境的影響,而并未涉及汽油品質(zhì)升級對環(huán)境的影響;此外,隨著近年來新型脫硫工藝的不斷涌現(xiàn),如吸附脫硫工藝(S-Zorb)在產(chǎn)品品質(zhì)升級時對環(huán)境的影響也未見報道。
筆者采用全生命周期分析(Life cycle assessment, LCA)方法,研究傳統(tǒng)汽油加氫脫硫和S-Zorb工藝在生產(chǎn)不同品質(zhì)汽油過程中的CO2和SO2排放,分析和對比了2種工藝對環(huán)境的綜合影響。
目前,已經(jīng)工業(yè)化的汽油脫硫技術(shù)可分為加氫脫硫技術(shù)和吸附脫硫技術(shù)[11]。采用加氫脫硫技術(shù)的汽油脫硫過程一般是將汽油中的含硫雜質(zhì)與H2在高溫和高壓下接觸,生成H2S以脫除汽油中的含硫雜質(zhì);而吸附脫硫技術(shù)一般為S-Zorb工藝,將汽油與吸附劑在高溫高壓的臨氫環(huán)境下接觸,含硫雜質(zhì)在吸附劑表面進行吸附脫硫反應(yīng),以脫除汽油中的含硫雜質(zhì)。圖1為2種脫硫技術(shù)的過程概要圖和公用工程消耗示意圖。根據(jù)圖1,在脫硫過程中,無論采用何種工藝,為了獲得硫含量更低的燃料,需要消耗蒸汽、電、H2和燃料氣等公用工程,而這些公用工程的消耗會引起CO2和SO2直接或間接的排放。CO2和SO2分別會對環(huán)境造成不同的影響,如溫室效應(yīng)和酸雨等。采用全生命周期環(huán)境影響評價方法Eco-indicator 99[12],可將CO2和SO2的環(huán)境影響量化,并進一步獲得二者對環(huán)境的綜合影響。筆者以上述2種工藝中的脫硫反應(yīng)器為研究對象,研究2種工藝在汽油品質(zhì)升級時消耗的公用工程變化對CO2和SO2排放的影響,并采用Eco-indicator 99方法定量分析了二者對環(huán)境的綜合影響。
圖1 脫硫過程及公用工程消耗示意圖Fig.1 Desulfurization process and its utility consumptionHP—High pressure; LP—Low pressure
對于一個汽油脫硫過程,無論采用加氫脫硫技術(shù)還是吸附脫硫技術(shù),過程內(nèi)消耗的公用工程以及排放的CO2和SO2都會對環(huán)境產(chǎn)生影響。由于過程中排放的低壓蒸汽可進一步被利用,因此,在計算環(huán)境影響時需要減去低壓蒸汽對環(huán)境的影響。環(huán)境影響的計算公式如下:
(1)
因此,為了定量分析汽油脫硫過程中公用工程消耗以及CO2和SO2排放對生態(tài)環(huán)境的綜合影響,關(guān)鍵在于獲得脫硫過程中公用工程消耗量以及CO2和SO2的排放總量。
汽油脫硫過程中,反應(yīng)溫度的調(diào)整主要影響加熱爐中燃料氣的消耗;而反應(yīng)壓力的變化會使加氫進料泵、新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機的出口壓力發(fā)生改變,進而影響電或高壓蒸汽(取決于驅(qū)動方式)的消耗;而含硫雜質(zhì)的脫除深度則會影響H2的用量。各公用工程的消耗量如下:
(1)燃料氣
燃料氣主要用于加熱進料油,以達到合適的反應(yīng)溫度。燃料氣消耗量(uFG)可由下式計算:
(2)
加熱爐負荷與加熱爐進出口溫度相關(guān),可表示為:
Wfur=FfeedCp,feed(Tfur,out-Tfur,in)
(3)
(2)電
煉油廠中泵和壓縮機的驅(qū)動方式一般有2種,電機驅(qū)動和汽輪機驅(qū)動,分別消耗電力和高壓蒸汽。若煉油廠用電驅(qū)動相應(yīng)設(shè)備,則電耗(uelec)的計算為:
uelec=Wpump+Wcomp
(4)
泵的耗電功率(Wpump)可根據(jù)下式計算:
(5)
壓縮機功率(Wcomp)的計算如下:
(6)
(3)高壓蒸汽
若煉油廠選用汽輪機驅(qū)動泵和壓縮機,則會消耗高壓蒸汽,其消耗量(uHS)為:
(7)
(4)低壓蒸汽
高壓蒸汽通過汽輪機做功后,排出的低壓蒸汽進入低壓蒸汽管網(wǎng)可作為汽提蒸汽供給其他設(shè)備??紤]到模型的簡化,忽略汽輪機做功時的損失和泄漏,低壓蒸汽的計算如下:
uLS=uHS
(8)
(5)H2
由于汽油脫硫過程中的H2消耗不僅用于脫硫,還需要脫氮和芳烴飽和以及溶解和泄漏等,計算所需的參數(shù)較多。因此,汽油脫硫過程H2的實際消耗量可由煉油廠技術(shù)月報或者標定數(shù)據(jù)得到。
在汽油脫硫過程中,CO2排放量主要是由產(chǎn)品和燃料氣的燃燒引起。而在汽油升級過程中,產(chǎn)品汽油的碳含量可認為近似不變。因此,過程中CO2的排放量(ECO2)僅考慮燃料氣的燃燒,可表示為
ECO2=uFGfFG,CO2
(9)
對于汽油脫硫過程的SO2排放,除考慮燃料氣燃燒的SO2外,由于汽油品質(zhì)升級時硫含量的變化,還需考慮產(chǎn)品燃燒時所產(chǎn)生的SO2。因此,汽油脫硫過程SO2的排放量(ESO2)表示為
(10)
2.1.1 汽油加氫脫硫過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
筆者對在國內(nèi)煉油廠中有廣泛應(yīng)用的加氫脫硫異構(gòu)降烯烴(RIDOS)工藝進行環(huán)境影響分析,該工藝主要包含兩段反應(yīng)器,第一段預(yù)加氫反應(yīng)器用以降低烯烴含量,而第二段脫硫反應(yīng)器裝載加氫脫硫催化劑用以脫除含硫雜質(zhì)。汽油品質(zhì)從國Ⅳ標準升級至國Ⅴ標準,硫質(zhì)量分數(shù)從低硫清潔燃料(Low sulfur gasoline, LSG)的50 μg/g降低到超低硫清潔燃料(Ultra-low sulfur gasoline, ULSG)的10 μg/g,一般需要提高第二段反應(yīng)器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和氫/油比等以脫除更多的硫,進而造成燃料氣、電、高壓蒸汽和H2消耗的增加。某煉油廠加工量為1.5×106t/a的催化汽油加氫裝置生產(chǎn)低硫汽油和超低硫汽油時的進料性質(zhì)和操作條件見表1。
通過1.2節(jié)中的公式可計算汽油加氫脫硫裝置的公用工程消耗,見表2。對于汽油加氫脫硫裝置,從生產(chǎn)低硫汽油到超低硫汽油,由于反應(yīng)溫度、循環(huán)氫流量和脫硫深度的升高,造成燃料氣、高壓蒸汽和H2消耗量增多,其中燃料氣和H2的增幅最大,達到50%,而電力消耗稍有降低的原因為進料量稍有降低而反應(yīng)壓力不變。因此,當汽油產(chǎn)品由國Ⅳ標準升級到國Ⅴ標準時,在加氫脫硫裝置中,如果不采用活性更高的加氫脫硫催化劑,會使公用工程的消耗量大幅度的增加。
表1 汽油加氫脫硫裝置進料性質(zhì)和操作條件Table 1 Feed properties and operating conditions of a gasoline HDS unit
表2 汽油加氫脫硫裝置和S-Zorb裝置的公用工程消耗量Table 2 Utility consumption of the gasoline HDS unit and the S-Zorb unit
2.1.2 汽油品質(zhì)升級對加氫脫硫過程CO2和SO2排放的影響
在計算汽油品質(zhì)升級過程中該加氫脫硫過程的CO2和SO2排放量之前,首先需要根據(jù)吳樂等[9]提出的方法計算各公用工程的CO2和SO2排放系數(shù),見表3。
根據(jù)表2和表3以及1.3節(jié)中的公式可以計算汽油品質(zhì)升級過程中,汽油加氫脫硫裝置中CO2和SO2排放的變化,見表4。
表3 各公用工程的CO2和SO2排放系數(shù)Table 3 CO2 and SO2 emission factors of utilities
表4 汽油加氫脫硫裝置和S-Zorb裝置的CO2和SO2排放Table 4 CO2 and SO2 emission in the HDS unit and the S-Zorb unit
由表4可知,與表3中的公用工程消耗量的變化趨勢類似,除電耗引起的CO2排放稍有降低,降幅僅為1.5%,排放量基本保持在1.760×103t/a左右外,其他公用工程引起的CO2排放均增加。CO2排放總量增幅達到43.5%。而在各公用工程的CO2排放中,H2所占比例最大,達到50%以上;而電耗最少,僅為4%。因此,當采用加氫脫硫工藝對汽油品質(zhì)進行升級時,會造成過程中CO2排放的急劇增加,而降低H2消耗對減少加氫脫硫裝置的CO2排放最為有效。
而對于汽油品質(zhì)升級時汽油加氫脫硫裝置中各公用工程和產(chǎn)品燃燒引起SO2排放的變化,產(chǎn)品燃燒引起的SO2排放則從94.04 t/a降低至22.63 t/a。說明通過降低產(chǎn)品中的硫含量,可有效降低其SO2的排放。但考慮到加氫過程的排放后,汽油加氫脫硫裝置排放的SO2總量卻從583.48 t/a升高到599.81 t/a,因此,雖然隨著汽油品質(zhì)升級,產(chǎn)品所排放的SO2大幅度降低了,而由于生產(chǎn)過程中排放的增加,造成了SO2排放總量的增加,且其中蒸汽消耗引起的SO2排放所占比例最大。在考慮降低SO2排放時,僅考慮產(chǎn)品中SO2排放的增加,不考慮過程中的排放是不合適的。
2.1.3 汽油品質(zhì)升級對加氫脫硫過程的環(huán)境影響
為了全面理解汽油品質(zhì)升級時引起排放的環(huán)境影響,筆者將綜合脫硫過程中公用工程的消耗以及CO2和SO2的排放,采用Eco-indicator 99對汽油加氫脫硫過程進一步進行環(huán)境影響綜合評價。根據(jù)Eco-indicator 99數(shù)據(jù)庫[13]可以查到公用工程以及CO2和SO2的環(huán)境影響系數(shù),見表5。1 point表示平均每年每人承受環(huán)境負荷的千分之一[14]。
表5 公用工程以及CO2和SO2的影響系數(shù)Table 5 Damage factors of utilities, CO2 and SO2
1 point donotes one thousandth of the yearly environmental load of one average human
將表2中公用工程消耗量、表4中CO2和SO2的排放量和表5中影響系數(shù)代入到式中,便可分別得到在汽油加氫脫硫裝置中生產(chǎn)低硫汽油和超低硫汽油對環(huán)境的影響,見圖2。
由圖2可見,在汽油加氫脫硫裝置中,從生產(chǎn)低硫汽油到超低硫汽油,公用工程(除電以外)和CO2對環(huán)境的影響均增大,其中燃料氣、H2和CO2增大幅度均達到50%以上,H2對環(huán)境的影響從4.659×105point/a增加到7.312×105point/a;產(chǎn)品燃燒時排放的SO2對環(huán)境影響的降幅達到75.9%;然而,汽油品質(zhì)升級時所造成的總環(huán)境影響從3.283×106point/a增至4.162×106point/a,增幅達到26.8%。
圖2 汽油加氫脫硫裝置對環(huán)境的影響Fig.2 Environmental impacts of the gasoline HDS unit
因此,在汽油加氫脫硫過程中,盡管汽油中硫含量的減少降低了其燃燒所排放SO2對環(huán)境的影響,但是由于脫硫深度增加引起的反應(yīng)條件的苛刻,造成加工過程公用工程消耗量的增加,使得加氫脫硫過程對環(huán)境的總影響卻增大,且加工過程中公用工程消耗以及燃料氣燃燒的CO2和SO2排放造成的影響占總環(huán)境影響達到84.1%,其中CO2的占比高達49.6%。因此,產(chǎn)品對環(huán)境影響降低是以提高汽油生產(chǎn)過程對環(huán)境影響為代價的。僅考慮產(chǎn)品燃燒對環(huán)境的影響是不全面的,還需要考慮加工過程對環(huán)境的影響,尤其是CO2的排放。
2.2.1 吸附脫硫過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
吸附脫硫工藝屬于新型脫硫工藝,其主要原理是在臨氫的環(huán)境中,吸附劑依靠對硫原子強烈的化學吸附作用,將硫原子從硫化物中分離出來,從而實現(xiàn)脫硫的目的,該工藝主要用于S-Zorb裝置。S-Zorb 裝置主要包含脫硫反應(yīng)單元、吸附劑再生單元、吸附劑循環(huán)單元和產(chǎn)品穩(wěn)定單元4個部分。筆者主要針對S-Zorb裝置中的脫硫反應(yīng)單元在汽油品質(zhì)升級中公用工程變化對環(huán)境的影響進行研究。某煉油廠加工量為1.2×106t/a的S-Zorb裝置生產(chǎn)低硫汽油和超低硫汽油時的進料性質(zhì)和操作條件見表6。
表6 S-Zorb裝置進料性質(zhì)和操作條件Table 6 Feed properties and operating conditions of an S-Zorb unit
通過計算可獲得S-Zorb裝置的公用工程消耗量,見表2。在S-Zorb裝置中,從生產(chǎn)低硫汽油升級到超低硫汽油時,由于反應(yīng)溫度、循環(huán)H2流量和脫硫深度的增加,造成燃料氣、電、高壓蒸汽和H2消耗量增多。因此,對汽油品質(zhì)進行升級時,即使采用S-Zorb技術(shù),也會造成公用工程消耗量的增加。
2.2.2 汽油品質(zhì)升級對吸附脫硫過程CO2和SO2排放的影響
根據(jù)表6和表2數(shù)據(jù)以及1.3節(jié)中的公式可計算S-Zorb中汽油品質(zhì)升級過程中CO2和SO2排放的變化,見表4。
由表4可知,在S-Zorb裝置中,與表2中公用工程消耗量的變化趨勢類似,除電耗引起的CO2排放量基本保持在1.650×103t/a左右外,其他公用工程引起的CO2排放均增加,其中燃料氣和蒸汽引起的CO2排放增幅最大;H2引起的CO2排放量從1.007×104t/a增至1.036×104t/a,增幅僅為2.9%,主要原因是S-Zorb為選擇性脫硫,其他雜質(zhì)的脫除并未受到影響;而CO2排放總量則從1.989×104t/a增至2.139×104t/a,增幅為7.6%。在各公用工程的CO2排放中,H2所占比例最大,達到50%左右;其次為燃料氣的30%左右;而電耗最少,僅為8.3%。因此,當采用S-Zorb裝置對汽油品質(zhì)進行升級時,會造成過程中CO2排放的增加,而降低H2和燃料氣消耗對減少S-Zorb裝置的CO2排放最為有效。
表4為汽油品質(zhì)升級時S-Zorb裝置中各公用工程和產(chǎn)品燃燒引起SO2排放的變化。燃料氣中硫含量極少,使燃料氣引發(fā)的SO2排放可忽略不計,僅為0.1 t/a左右;H2消耗引起的SO2排放從32.64 t/a增長到33.57 t/a;而產(chǎn)品燃燒引起的SO2排放則從73.51 t/a降低至10.19 t/a,降幅達到86.13%,說明通過降低產(chǎn)品中的硫含量,可有效降低其SO2的排放;S-Zorb裝置中排放的SO2總量從233.11 t/a降低到179.22 t/a,降幅達到23.1%。因此,當采用吸附脫硫工藝對汽油品質(zhì)進行升級時,盡管生產(chǎn)過程中排放的SO2增加了,但產(chǎn)品所排放的SO2卻大幅度地降低,使S-Zorb裝置SO2排放總量降低,且其中蒸汽消耗所排放的SO2所占比例最大,為45.6%,在考慮降低SO2排放時,降低蒸汽消耗將最為有效。
2.2.3 汽油品質(zhì)升級對吸附脫硫過程的環(huán)境影響
將各公用工程以及CO2和SO2的環(huán)境影響系數(shù),S-Zorb裝置中各公用工程的消耗量以及CO2和SO2的排放量代入到公式中,便可分別得到S-Zorb裝置生產(chǎn)低硫汽油和超低硫汽油的脫硫過程環(huán)境影響,見圖3。
圖3 S-Zorb裝置的環(huán)境影響Fig.3 Environmental impacts of the S-Zorb unit
由圖3可見,在S-Zorb裝置中,從生產(chǎn)低硫汽油到超低硫汽油,公用工程和CO2對環(huán)境的影響均增大,其中燃料氣、蒸汽和CO2增大幅度均達到10%以上;產(chǎn)品燃燒時排放的SO2對環(huán)境的影響從4.09×105point/a降低到5.67×104point/a,降幅達到86.1%;而S-Zorb裝置在汽油品質(zhì)升級時所造成的總環(huán)境影響從1.835×106point/a降低至1.683×106point/a,降幅為8.3%。
因此,在S-Zorb裝置中,汽油中硫含量的減少降低了其燃燒所排放SO2對環(huán)境的影響,盡管脫硫深度增加引起的反應(yīng)條件的苛刻,造成加工過程公用工程消耗量的增加,使得吸附脫硫過程對環(huán)境影響的增多,但在總體上,對環(huán)境的影響是降低的。由于CO2排放造成的影響占總比例達到50%,當考慮降低S-Zorb裝置對環(huán)境的影響時,降低燃料氣燃燒所排放的CO2最為有效。
(1)針對汽油加氫脫硫工藝和吸附脫硫工藝,根據(jù)脫硫過程公用工程消耗量的計算公式,討論了汽油品質(zhì)從國Ⅳ標準升級到國Ⅴ標準時,即從生產(chǎn)低硫清潔燃料到超低硫清潔燃料升級時引發(fā)的CO2和SO2排放量的變化,并采用Eco-indicator 99方法分析了2種工藝對環(huán)境的綜合影響。
(2)以1個加工量為1.5×106t/a的催化汽油加氫裝置為例,當汽油硫質(zhì)量分數(shù)從33 μg/g降低至8 μg/g時,生產(chǎn)過程消耗的公用工程以及排放CO2所造成的環(huán)境影響增大了46.3%,盡管產(chǎn)品燃燒SO2的影響降低75.8%,但每年造成的環(huán)境影響增加了26.8%。當采用加氫脫硫工藝進行品質(zhì)升級時,產(chǎn)品生產(chǎn)過程對環(huán)境影響的增加幅度大于生產(chǎn)低硫清潔燃料對環(huán)境影響的降低程度,進而從整體上并不會降低汽油對環(huán)境的影響。
(3)以1個加工量為1.2×106t/a的S-Zorb裝置為例時,當汽油硫質(zhì)量分數(shù)從31.4 μg/g降低至4.3 μg/g時,盡管生產(chǎn)過程消耗的公用工程以及排放CO2所造成的環(huán)境影響增加了14.1%,但產(chǎn)品燃燒SO2的影響降低了86.1%,最終使環(huán)境影響降低8.3%。當采用吸附脫硫工藝進行汽油品質(zhì)升級時,對環(huán)境才是真正有利的。
(4)在低硫清潔燃料生產(chǎn)過程中,應(yīng)該從燃料生產(chǎn)的全生命周期看待低硫清潔燃料的生產(chǎn),而不僅著眼于產(chǎn)品燃料中硫含量的降低,還應(yīng)該關(guān)注低硫清潔燃料生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響,尤其是采用加氫脫硫工藝時。
符號說明:
AOT——年操作時間,h/a;
Cp,comp——被壓縮氣體的定壓比熱容,MJ/(t·K);
Cp,feed——進料油的比熱容,MJ/(t·℃);
D——環(huán)境影響,point/a;
ECO2——CO2排放量,t/a;
ESO2——SO2排放量,t/a;
Ffeed——進料油的質(zhì)量流率,t/a;
Fprod——產(chǎn)品的質(zhì)量流率,t/h;
felec,CO2——電的CO2排放系數(shù),t CO2/kWh;
felec,SO2——電的SO2排放系數(shù),t SO2/kWh;
fFG,CO2——燃料氣的CO2排放系數(shù),t CO2/t;
fFG,SO2——燃料氣的SO2排放系數(shù),t SO2/t;
fH2,CO2——H2的CO2排放系數(shù),t CO2/t;
fH2,SO2——H2的SO2排放系數(shù),t SO2/m3;
fHS,CO2——高壓蒸汽的CO2排放系數(shù),t CO2/t;
fHS,SO2——高壓蒸汽的SO2排放系數(shù),t SO2/t;
fLH,CO2——低壓蒸汽的CO2排放系數(shù),t CO2/t;
fLS,SO2——低壓蒸汽的SO2排放系數(shù),t SO2/t;
HFG——燃料氣的熱值,MJ/t;
HHS——高壓蒸汽的焓值,MJ/t;
HLS——低壓蒸汽的焓值,MJ/t;
MSO2——SO2的相對分子質(zhì)量,g/mol;
MS——S的相對原子質(zhì)量,g/mol;
pcomp,d——壓縮機的排出壓力,MPa;
pcomp,s——壓縮機的吸入壓力,MPa;
ppump,in——進料泵的入口壓力,MPa;
ppump,out——進料泵的出口壓力,MPa;
Tcomp,s——被壓縮氣體的吸入溫度,K;
Tfur,in——加熱爐入口溫度, ℃;
Tfur,out——加熱爐出口溫度, ℃;
uelec——電的消耗量,kW/h;
uFG——燃料氣的消耗量,t/h;
uH2——H2的消耗量,m3/h;
uHS——高壓蒸汽的消耗量,t/h;
uLS——低壓蒸汽的消耗量,t/h;
Vcomp——被壓縮氣體的體積流率,m3/h;
VMH——新氫的體積流率,m3/h;
VRH——循環(huán)氫的體積流率,m3/h;
wS,feed——進料油的硫質(zhì)量分數(shù),μg/g;
wS,prod——產(chǎn)品的硫質(zhì)量分數(shù),μg/g;
Wcomp——壓縮機的功率,新氫壓縮機(MHC)或循環(huán)氫壓縮機(RHC),kW;
Wfur——加熱爐的負荷,kW;
Wpump——進料泵的功率,kW;
φCO2——CO2的環(huán)境影響系數(shù),point/t;
φelec——電的環(huán)境影響系數(shù),point·kW/h;
φFG——燃料氣的環(huán)境影響系數(shù),point/t;
φH2——H2的環(huán)境影響系數(shù),point/m3;
φHS——高壓蒸汽的環(huán)境影響系數(shù),point/t;
φLS——高壓蒸汽的環(huán)境影響系數(shù),point/t;
φSO2——SO2的環(huán)境影響系數(shù),point/t;
ρ——進料油的密度,kg/m3;
γ——被壓縮氣體的熱容比;
ηcomp——壓縮機的總效率,%;
ηturb——汽輪機的總效率,%;
ηpump——進料泵的總效率,%;
下標:
i——公用工程,燃料氣、電、高壓蒸汽、低壓蒸汽和H2。