第七章__加氢精制装置资料.ppt

石油化工过程系统概论 加 氢 技 术 加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加氢裂化三个概念; 加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定的性能指标； 加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他二次加工过程的原料，同时获得部分较高质量的轻质油品(这一过程也可叫作加氢精制)； 加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手段，它是以重油或渣油为原料，在一定的温度、压力和有氢气存在的条件下进行加氢裂化反应，获得最大数量(转化率可达90％以上)和较高质量的轻质油品; 日常习惯的说法并不很严格，有时将三种工艺过程统称为催化加氢，甚至简称为“加氢”。 加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以达到精制油品的目的。 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通过精制来改善油品的使用性能。 　加氢精制的优点是： 　　　（1）原料的范围广，产品灵活性大。可处理一次加工或二次加工得到的汽油、喷气燃料、柴油等，也可处理催化裂化原料、重油或渣油等。 　　　（2）液体产品收率高，质量好（安定性好、无腐蚀性）。 　　　因此，加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程，也正在取代其他类型的油品精制方法。 　　　此外，由于催化重整工艺的发展，可提供大量的副产氢气，为发展加氢精制工艺创造了有利条件。 目前我国加氢精制技术主要用于： 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善焦化柴油的颜色和安定性；提高渣油催化裂化柴油的安定性和十六烷值；从焦化汽油制取乙烯原料或催化重整原料。 某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理，如直馏喷气燃料通过加氢精制提高烟点；减压渣油经加氢预处理，脱除大部分的沥青质和金属，可直接作为催化裂化原料。 一、加氢精制的主要化学反应 　　　通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和，并脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其主要反应包括： 　1.脱硫生成硫化氢，如： RSR+2H2—2RH+H2S 　2.脱氮，生成氨(NH3)，如： 3.脱氧，生成H2O，如： 4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少发生反应，而烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃。 5.加氢脱金属： 几乎所有的金属有机化合物在加氢精制条件下都被加氢和分解，生成的金属沉积在催化剂表面上，会造成催化剂的活性下降，并导致床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。 （一）反应操作温度 　　　加氢反应是放热反应，需通过限制最高反应温度以限制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。 　　　在正常情况下为： 处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340～370℃； 处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理润滑油为300～350℃。 （二）反应操作压力 根据原料油性质，催化剂性能和对生成油的要求不同，压力可在很大范围内变动。 目前氢分压多数情况约为6．37MPa，折换成装置操作压力(指反应器内)约为7．85MPa。 二、氢气的来源与质量要求 　　　加氢精制装置需要供给氢气。氢气来源一般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢气，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制工艺耗氢量要比同样规模的加氢裂化少。 　　　在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环使用，叫做循环氢。 　　　氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可减少催化剂上的积炭，延长催化剂的使用期限。因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％(体)，新氢的纯度不小于70％。 　　　氢气中常含有少量的杂质气体，如氧、氯、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等，它们对加氢精制反应和催化剂是不利的，必须限制其含量。 第二节 加氢精制工艺流程 加氢精制的工艺过程多种多样，按加工原料的轻重和目的产品的不同，可分为汽油、煤油、柴油和润滑油等馏分油的加氢精制，其中包括直馏馏分和二次加工产物，此外，还有渣油的加氢脱硫。 加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不同而有所区别，但其化学反应的基本原理是相同的。因此，各种石油馏分加氢精制的原理、工艺流程原则上没有明显的区别。 如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。 一、反应系统 原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后，以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢），加热至反应温度进入反应器。 反应器进料可以是气相(精制汽油时)，也可以是气液混相(精制柴油或比柴油更重的油品时)。反应器内的催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温度。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。 二、生成油换热、冷却、分离系统 　　　反应产物从反