加氢精制(上课)分析.ppt

加氢精制 加氢精制的背景 我国目前面临的形势 原油重质化、劣质化 对中东原油的依赖 能源危机 环保要求更高 解决途径—加氢精制和加氢裂化 加氢工艺技术 加氢精制：在氢压和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。 加氢裂化：在氢压和催化剂存在下，使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。 加氢精制的优点是： 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。 液体产品收率高，质量好（安定性好、无腐蚀性）。 三废少，对环保有利。 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。 　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。 加氢技术国内外发展现状 全世界加氢能力（加氢精制、加氢裂化、重油加氢）占原油一次加工能力的50%以上 发达国家加氢能力占原油一次加工能力的60%以上，部分国家达到--80%，加氢产品产量达70— 80% 我国加氢能力（加氢精制、加氢裂化、重油加 氢）占原油一 次加工能力的33%，加氢产品产 量达33%。 加氢精制的原理 加氢脱硫 RSR+2H2—2RH+H2S 加氢脱氧 加氢脱氮 加氢脱重金属：金属有机化合物加氢和分解，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。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。 烯烃饱和 烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃 芳烃饱和 相对反应速度：脱金属、脱氧脱硫烯烃饱和脱氮 副反应-加氢裂解，收率降低，生焦使催化剂活性降低 加氢精制的影响因素 反应压力，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。 压力升高，氢分压升高，脱Ｎ容易，抑制结焦，减缓催化剂失活 压力升高，油汽化率下降，催化剂表明液膜厚度增加，氢扩散更难 压力升高，设备投资增加，运转费用增加 轻油加氢精制：1.5-3.5MPa；柴油馏分加氢精制：3.5-8.0MPa；蜡油馏分加氢精制：8.0-12.0MPa；减压渣油加氢精制:12-16.0MPa 反应温度：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。 温度升高，反应速率增加，但不利于反应平衡 温度升高，加氢裂解副反应增加，油收率下降，催化剂寿命缩短 温度降低，反应速率下降 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℃。 加氢精制的影响因素 空速 空速增加，反应物与催化剂接触时间缩短，设备处理量增加 空速增加，加氢深度下降，产品质量变差 石脑油在8左右 欧四柴油2-3，欧五柴油1左右 ，渣油在1-1.5 氢油比 提高氢油比，氢分压提高，有利于加氢反应，减缓催化剂失活，导出反应热，温升减小 提高氢油比，处理量减小，能耗加大，设备投资加大 加氢精制催化剂 活性组分：过渡金属Co、Mo、Ni、W 等及其组合。Co—Mo、Ni—Mo型催化剂具有较好的加氢脱硫活性；Ni-W 型催化剂则具有较好的加氢脱氮和芳烃饱和性能；新的深度加氢脱硫催化剂则选用Ni—Mo—W 或者Co—Mo—Ni-W 多元金属作为活性组分。 载体：加氢精制催化剂载体有氧化铝、氧化硅、改性氧化铝(氧化钛、氧化硅、氧化硼）和活性炭等。最常用的载体是γ—氧化铝。 。 助剂：常加入F、P或B等助剂，其作用有调节载体的性质，减弱金属与载体间强的相互作用，改善催化剂的表面结构，提高金属的可还原性等，以提高催化剂的催化性能。 加氢精制催化剂的预硫化 催化剂出厂时，过渡金属Co、Mo、Ni、W 等以氧化态分散在载体上 氧化态催化剂活性低，稳定性差，几周寿命 硫化态催化剂活性高，稳定性好，选择性及抗毒性好，几年寿命。 金属的硫化物易于氧化不便运输，目前加氢精制催化剂都是似其氧化态装入反应器，然后再在反应器内将其转化为硫化态，这是所谓预硫化过程。 预硫化方法-器内预硫化和器外预硫化 预硫化原理- 常用的硫化剂是二硫化碳，也有用二甲基二硫化物、正丁基硫醇和二甲基硫醚的。 加氢精制的流程 加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、分离系统和循环氢系统三部分。 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。 在冷却器前要向产物