加氢过程主要影响因素.ppt

加氢过程 主要影响因素 李东平 加氢工艺的分类： 一类是加氢处理，其主要目的是脱除原料中的重金属及有机硫、氮、氧化合物，或者使烯烃和芳烃加氢饱和，这一类加氢过程中烃类转化较少。 另一类是加氢裂化，主要目的是将重质烃类转化为所需要的轻质烃，转化率一般在35%以上，其未转化油性质也有显著改善。 加氢处理所加工的原料从最轻的石脑油馏分一直到最重的减压渣油，加氢目的从常规的加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳烃到超深度脱硫、选择性二烯烃饱和等，对于这些加氢深度各不相同的加氢处理过程，影响因素很多，影响程度也各不相同。 一、原料油及其影响 （一）、原料油的处置 1、原料油的保护 保护的作用主要是防止接触空气中的氧。研究表明，在储存时原料油中的芳香硫醇氧化产生的磺酸可与吡咯发生缩合反应而生成沉渣；烯烃与氧可以发生反应形成氧化产物，氧化产物又可以与含硫、氧、氮的活性杂原子化合物发生聚合反应而形成沉渣。沉渣是结焦的前驱物，它们容易在下游设备中的较高温部位，如生成油/原料油换热器及反应器顶部进一步缩合结焦，造成反应器和系统压降升高、换热效果下降等。因此防止原料油与氧气接触，是避免和减少换热器和催化剂床层顶部结焦的十分必要的措施。 原料油的保护方法主要有惰性气体保护和内浮顶储罐保护。惰性气体保护是用不含氧气的气体充满油面以上的空间，使原料油与氧气隔绝。一般用氮气做保护气，也可用炼厂的瓦斯气作为保护气。 2、原料油的脱水 加氢原料在进装置前要脱除掉明水。原料油中含水有多方面的危害，一是引起加热炉操作波动，炉出口温度不稳，反应温度随之波动，燃料耗量增加，产品质量受到影响；二是原料中大量水汽化后引起装置压力变化，恶化各控制回路的运行；三是对催化剂造成危害，高温操作的催化剂如果长时间接触水分，容易引起催化剂表面活性金属组分的老化聚结，活性下降，强度下降，催化剂颗粒发生粉化现象，堵塞反应器。 3、原料油的过滤 原料油中常带有一些固体颗粒（如焦化装置馏出油中含有一定量的碳粒），特别是当原料油酸值高时因设备腐蚀还生成一些腐蚀产物。这些杂质将沉积在催化剂床层中，导致反应器压降升高而使装置无法操作。因此，原料油在进入反应器前应先经过过滤装置，脱除其中的固体颗粒物。 目前，加氢装置，特别是加氢裂化装置和渣油加氢装置均采用自动反冲洗的PALL过滤器。固体颗粒沉积在过滤元件上，当压降升高到预先设定的差压值时，差压开关启动过滤器的反冲洗程序，利用氮气或净化瓦斯进行反吹。过滤器的滤芯孔一般为25um，因为一般认为小于25um的颗粒可以穿过催化剂床层，不会引起压降的上升；而且渣油加氢过滤器的约翰逊网只能做到25um。目前世界上的渣油加氢过滤器均采用25um，都可正常操作。 （二）原料油的性质 加氢处理的原料范围极宽，从气态烃、石脑油直到渣油。原料油性质主要影响加氢压力、反应温度、空速、催化剂的运转周期、氢耗、产品收率和性质等方面，不同的加氢工艺对其原料油性质均有相应的要求。 1、硫含量 根据原油中硫含量可将原油分为三类： S＜0.5%（m） 低硫原油 0.5%＜S＜2%（m） 含硫原油 S＞2% 高硫原油 典型的含硫化合物，主要有硫醇类RSH，二硫化物RSSR’，硫醚类RSR’，杂环含硫化合物（噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、萘苯并噻吩及其烷基衍生物）。 石油直馏馏分中，硫的浓度一般随馏分沸点的升高而增加，但硫醇含量较高的石油其低沸点馏分的含硫量更高些。硫醇通常集中在低沸点馏分中，随沸点的上升，硫醇含量显著下降，在＞300℃的馏分中几乎不含硫醇。 石油中都含硫醚，中沸点馏分（300~350℃）中硫醚含量更高，重质馏分中，硫醚含量一般下降。 二硫化物一般含于110℃以上的馏分中，在300℃以上馏分中其含量无法测定。 杂环硫化物是许多石油的主要含硫化合物，尤其在中沸点馏分中。杂环硫化物在直馏馏分中占硫化物的三分之二以上，而在裂化馏分中的含硫化合物则基本上是杂环硫化物。 国产原油一般含硫量低，只有胜利原油略高，而储量较大的中东原油多数含硫较高。另外，随着原油馏分变重，硫含量升高。 加氢脱硫深度与催化剂的失活密切相关。另外，由于加氢脱硫反应进行较快，又是强放热反应，因此原料油硫含量增加时可能引起反应器入口催化剂床层温升明显增加，如不加以控制，将引起后续床层温度升高，导致过度的加氢，甚至造