第八章_催化加氢

nullnull第八章 催化加氢null第一节 概述 第二节 催化加氢过程的化学反应 第三节 加氢过程的主要影响因素 第四节 加氢精制 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 过程 第五节 加氢裂化工艺过程 null第一节 概述null一、概念（一）、 催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。 加氢处理（精制） 加氢裂化null加氢处理： （1）目的：通过加氢脱除石油中的硫、氮、氧及金属等杂质，同时使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，改善油品的质量。 （2）原料： （3）优点： 原料油的范围宽 产品灵活性大 液体产品收率高 产品质量好一、概念null2. 加氢裂化： （1）目的：将重质油品轻质化并得到高品质的轻质油品。 （2）分类： 馏分油加氢裂化 渣油加氢裂化 馏分油加氢脱蜡一、概念null二、催化加氢在炼油工业中的地位和作用三、加氢技术快速发展的原因三、加氢技术快速发展的原因 1、原料性质 2、需求 3、环保null加氢处理技术 芳烃深度加氢技术 加氢裂化技术四、催化加氢技术发展的趋势null第二节 催化加氢过程的化学反应null一、加氢精制反应1、加氢脱硫（HDS） 石油馏分中各类硫化物的C－S间比较容易断裂，其键能比C－C小许多。 null一、加氢精制反应1、加氢脱硫 null2、 加氢脱氮(HDN) 我国原油中含氮较多而含硫较少（1）加氢脱氮反应 一、加氢精制反应nullnull一、加氢精制反应null一、加氢精制反应null 一、加氢精制反应 5、加氢饱和6、HDO与HDS及HDN的比较6、HDO与HDS及HDN的比较1、 HDN的影响 2、氢分压的影响 高氢分压： HDS>HDO>HDN 正常氢分压： HDS>HDN > HDO null二、加氢裂化反应 加氢裂化采用的是具有加氢和裂化这两种作用的双功能催化剂， 其加氢功能是由金属活性组分所提供的—M 其裂化功能则是由具有酸性的无定形硅酸铝—Anull1、烷烃加氢裂化反应 反应过程包括裂化和不饱和烃的加氢饱和 二、加氢裂化反应 null2、 环烷烃的加氢反应 反应包括脱烷基、六元环异构、开环反应 带长侧链的单环环烷烃主要发生断链反应。 六元环烷烃相对比较稳定，一般是通过异构化反应转化为五元环烷烃，然后再加氢断环成相应的烷烃。 双六元环先异构为一个五元环在断环。nullnull3、 芳烃的加氢反应 脱烷基、烷基转移、异构化、环化。二、加氢裂化反应 null二、加氢裂化反应 null二、加氢裂化反应 null第三节 加氢过程的影响因素一、氢分压一、氢分压反应压力的影响是通过氢分压来体现的。工业生产中， 系统中的氢分压决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度 以及原料的汽化率。一般都以入口的循环氢纯度乘以总压来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示氢分压。 总的来说提高氢分压有利于加氢过程的进行。 （一）1、压力对反应过程的影响 （1）、加氢脱硫和脱氮过程 （2）、加氢脱芳烃过程 （3）、加氢裂化过程 2、对裂化深度的影响 3、对产品分布的影响 null1、氢分压 4、氢油比的影响 氢/油比是指进到反应器中的标准状态下的氢气与冷态进料油的体积比。氢油比的作用主要包括： （1）提高反应器出口氢分压； （2）部分吸收反应生成的热量，改善反应床层的温 度分布，降低反应器的温升； （3）促使原料油雾化； （4）提高反应物流速，确保反应物流通过催化剂床 层的最小质量流率，保证反应过程的传质传热 效率； （5）确保催化剂的外扩散，保持一定的反应速度。null2、反应压力 由于加氢裂化总体上是分子数减少的过程，因此提高反应压力对其热力学平衡是有利的，尤其是对芳烃加氢饱和的反应影响尤为显著，氢分压增大能使加氢裂化的反应速率加快、转化率提高。 四、加氢裂化的影响因素 提高反应压力有利于抑制缩合反应，减缓催化剂的积炭速度，延长操作周期。 但是提高操作压力会增加设备的投资，同时因氢耗的增加而提高操作成本。 null3、反应温度 反应温度是加氢裂化比较敏感的操作参数，由于加氢是强的放热反应，如果反应温度过高，其平衡常数和平衡转化率就很低。同时过高的反应温度会使加氢裂化反应速度过快。 四、加氢裂化的影响因素 这样一方面由于反应热来不及导出而导致催化剂超温，寿命缩短；另一方面由于催化剂表面积炭速度过快，而缩短催化剂的再生周期。反应温度过低，加氢反应速度就会太慢。 null4、空速 反应器空速：规定的条件下，单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的容积。简称空速 空速是控制加氢反应的重要因素，降低空速意味着增加反应时间，加氢裂化反应深度随之增加，气体产物增多，氢耗也有所增加，而装置的处理能力相应地降低。 改变空速还能改变产物的分布，提高空速时，其转化深度降低，轻质产物的收率减少，而中间馏分油的收率增加。 四、加氢裂化的影响因素 加氢裂化常用的空速为0.5～2.0h-1，对于含稠环芳烃较多的原料，需要较低的空速，这又有利于芳香环系的加氢饱和。使用活性较高的催化剂在较高的空速下也能达到同样的效果。 null5、氢油比 加氢精制由于反应热效应不大，可以采用降低的氢油比，在加氢裂化过程中，由于反应热效应较大，氢耗也较高，低分子烃类的生成量也较大，所以为了保证足够的氢分压，采用较高的氢油比，一般为1000～2000Nm3/m3。 四、加氢裂化的影响因素 null 第三节 加氢精制工艺过程 null一、催化加氢精制的原料 轻质馏分、中间馏分、减压馏分减压渣油都可能作为加氢精制的原料； 含硫原油的各个直馏馏分都需要加氢精制后才能达到产品的质量要求； 石油热加工产物含有烯烃和二烯烃等不饱和组份，也必须要通过加氢精制提高其安定性和改善其质量。 null二、加氢精制工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图1－加热炉；2－反应器；3－分离器； 4－稳定塔；5－循环压缩机 5null原料油与氢气混合后送入加热炉加热到预定温度， 再送入装有颗粒状催化剂的固定床反应器中， 从反应器出来的氢气和油气进入冷高压分离器和冷低压分离器将氢气和生成气分离出来， 氢气经过脱H2S、脱NH3后用循环压缩机加压循环使用， 产物在稳定塔中分离出生成的气态烃后，精制产品直接送出装置。 二、加氢精制工艺流程图null三、加氢精制的影响因素 加氢精制的操作条件范围很宽，须根据原料的类型、要求的精制深度、氢气的纯度以及经济性来考虑。工业上的大体范围如下： 反应压力 1.5～17.5MPa 反应温度 280～420℃ 空间速度 0.1～12h-1 氢油比 50～1000m3/m3null四、加氢精制的用途： 在国外根据其主要目的或精制深度的不同有几种不同的工艺，如加氢脱硫（简称HDS）、加氢脱氮（简称HDN）、加氢脱金属（简称HDM）。 对于较重的馏分又称加氢处理，如作为润滑油或蜡的最后精制则成为加氢补充精制。 null第四节 加氢裂化工艺过程 null一、概述 加氢裂化是在高温、高氢压及催化剂的存在下，使重质油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料、柴油的过程， 加氢裂化的原料： 减压馏分油 常压渣油 减压渣油 减压渣油的脱沥青油null加氢裂化过程根据原料性质、产品要求可采用两种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：一段法或两段法 一段法适用于质量较好的原料，其裂化深度较浅，一般以生产中间馏分油为主 两段法适用于质量较劣的原料，其裂化深度较深，一般以生产轻油为主。 二、加氢裂化工艺流程 1. 一段加氢裂化工艺流程1. 一段加氢裂化工艺流程 指流程中只有一个或一组反应器，原油的加氢精制和加氢裂化在同一个或同一组反应器内进行。 用于由粗汽油生产液化气，由减压蜡油、脱沥青油生产航空煤油和柴油的过程。二、加氢裂化工艺流程 一段加氢裂化工艺流程一段加氢裂化工艺流程加氢裂化过程根据原料性质、产品要求可采用一段法或两段法，一段法适用于质量较好的原料，其裂化深度较浅，一般以生产中间馏分油为主；两段法适用于质量较劣的原料，其裂化深度较深，一般以生产轻油为主。 二、加氢裂化工艺流程 原料油新氢软化水加热炉反应器冷氢稳定塔循环氢燃料气液化气汽油煤油柴油污水尾油1. 一段加氢裂化工艺流程1. 一段加氢裂化工艺流程一段加氢裂化可采用三种操作 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 原料一次通过 尾油部分循环 尾油全部循环 不同操作方案所得到的 产品收率和产品质量是不同的二、加氢裂化工艺流程 2. 两段加氢裂化工艺流程2. 两段加氢裂化工艺流程 指流程中有两个或两组反应器，分别装有不同性能的催化剂 第一个反应器中主要进行原油的加氢精制 第二个反应器中主要进行原油的加氢裂化 两段加氢裂化有两种操作方案： 第一段加氢精制，第二段加氢裂化 第一段除精制外，还进行部分加氢裂化，第二段进行加氢裂化 采用第二种方案时，汽油、煤油、柴油的收率都有所增加，尾油明显减少二、加氢裂化工艺流程 null 两段加氢裂化工艺流程 二、加氢裂化工艺流程 原料油新氢软化水反应器脱氨塔反应器稳定塔null胜利减压馏分油高压加氢 裂化产物的收率及性质三、加氢裂化产品 null胜利减压馏分油高压加氢裂化产物的收率及性质三、加氢裂化产品 null胜利减压馏分油中压缓和加氢裂化产物的收率及性质 三、加氢裂化产品 null胜利减压馏分油中压缓和加氢裂化产物的收率及性质 三、加氢裂化产品 null加氢裂化的气体产物与催化裂化气体产物相似之处是其中的C1、C2含量不大，C4馏分中异丁烷较多，差别是前者基本不含有烯烃，加氢裂化的液体产物也基本不含有烯烃。 三、加氢裂化产品 null加氢裂化的产品及其特点： 石脑油或汽油馏分，辛烷值较低，它是催化重整或制取乙烯的很好原料。 其煤油馏分芳烃含量较低，环烷烃含量高，烷烃的异构化程度也较高，冰点较低，可以作为喷气燃料 。三、加氢裂化产品 null加氢裂化的产品及其特点： 其柴油馏分的凝点较低，十六烷值较高，是较好的柴油机燃料 。 >350℃的尾油相关指数较低，芳烃含量较少，是很好的制取乙烯的原料，经过脱蜡降凝后可以作为优质润滑油的基础油。 三、加氢裂化产品 null加氢裂化的氢耗比加氢精制要高，约为原料的2～4m%，而加氢精制约为1m%。 三、加氢裂化产品 null第五节 催化加氢主要设备 null根据所使用的反应器形式，重油加氢工艺主要有四种类型。 固定床 沸腾床（又称膨胀床） 悬浮床（又称浆液床） 移动床null一、固定床加氢裂化工艺重油固定床加氢工艺是迄今为止应用最多、技术最成熟、装置的数量最多的重油加氢工艺。它是在馏分油加氢裂化技术基础上发展起来的。 其主要目的： 生产低硫燃料油。 为下游的重油深加工装置提供优质的原料，如提供重油催化裂化的原料。 null其主要特点： 原料油和氢气自上而下呈滴流床形式通过装填有固体颗粒状催化剂床层，首先通过加氢脱金属催化剂、随后相继是加氢脱硫和加氢脱氮催化剂床层，从而完成整个加氢反应过程。 加氢脱金属催化剂表面容易沉积金属以及积炭，因而失活速度最快，寿命最短。一、固定床加氢裂化工艺所用的原料多为常压渣油，近年来通过催化剂及工艺技术的改进，可以加工金属含量更高的减压渣油，但是为了维持较长的操作周期，处理原料的金属含量与残炭值不宜过高，一般残炭值为10～15%，重金属含量不宜超过200PPm，如Chevron公司的VRDS工艺等。null重油的转化率不高，一般为30～50%，最高可以达到50%以上，脱硫率较高，可以达到90%，金属的脱除率也可以达到70～90%，氮的脱除率一般只有60～80%，残炭的转化率也只有50～70%。 操作压力一般要高于15MPa，空速较低只有0.2～0.5h-1，反应温度一般为370～420℃。一、固定床加氢裂化工艺催化剂一般是以Ni、Co、Mo、W为金属组分，载在γ-Al2O3上，为了解决重金属的沉积和结焦而导致催化剂床层堵塞的问题，一般采用大孔径脱金属催化剂，以避免催化剂的孔道入口被大分子堵塞，进而因积炭而失活。 固定床加氢脱硫工艺几乎全部采用组合催化剂体系，并采用分级装填技术。 null我国目前的渣油固定床加氢装置： 齐鲁石化公司引进Chevron公司处理量为1.5Mt/a 的UFR/VRDS装置 大连西太平洋石化公司引进Unicol公司处理量为2Mt/a的ARDS装置 完全依靠国内技术和催化剂在茂名石化公司建成处理量为2Mt/a的S-RHT装置一、固定床加氢裂化工艺null表11-3-8 我国三套固定床加氢装置的操作条件及产物分布 一、固定床加氢裂化工艺null表11-3-8 我国三套固定床加氢装置的操作条件及产物分布 一、固定床加氢裂化工艺null表11-3-8 我国三套固定床加氢装置的操作条件及产物分布 一、固定床加氢裂化工艺null二、移动床加氢裂化工艺移动床加氢脱硫是Shell公司为精制金属含量较高的渣油而开发的一种 重油加氢工艺，Shell公司称之为料斗式反应器，在正常操作条件下可以连续加入和卸出催化剂，从而维持催化剂具有较高的活性水平。null特殊设计的反应器结构可以使催化剂随着进料自上而下流动。 反应器内装有一个筛子使催化剂和过程进料分开。 具有一个全自动的催化剂处理系统。移动床反应器的主要特点是：二、移动床加氢裂化工艺null为了解决固定床反应器因重金属的沉积而导致催化剂床层堵塞问题，目前已采用移动床工艺技术与固定床技术相结合。开发该技术的有Chevron公司的OCR工艺和Shell公司的Hycon处理技术，应用该技术后固定床装置的操作周期可以大大延长。 二、移动床加氢裂化工艺Chevron公司的OCR技术主要采用上流式反应器，该反应器置于固定床反应器之前，其特点是可以处理高金属含量和高残炭值的原料油，进料自下而上流动，催化剂床层略为膨胀，脱金属催化剂可以在操作不停止的条件下卸出和添加，每周卸一次催化剂，约占反应器内催化剂的2%。 该技术已经我国齐鲁石化公司胜利炼油厂的VRDS装置上应用，运转效果良好。其主要缺点就是设备比较复杂 ，因而其应用范围不是很广泛。null三、沸腾床加氢裂化工艺 该工艺是由美国烃研究公司和城市服务公司开发的，最初称为H-Oil工艺，以后城市服务公司与鲁姆斯公司合作将这一工艺该为LC-Fining工艺，而烃研究公司与德士古公司合作仍将该工艺称为H-Oil工艺。 null该技术的主要特点是：借助于自下而上具有较高流速的原料油和氢气使催化剂床层膨胀而呈现沸腾状态，氢气、催化剂和原料油充分接触而完成加氢反应过程。 运转期间新鲜催化剂可以定期地自反应器顶部加入，下部排出已减活的催化剂，维持其具有较高的活性。 三、沸腾床加氢裂化工艺 所采用的催化剂与固定床催化剂相似，由活性金属组分如Mo、Co、Ni载在γ-Al2O3上，反应器中催化剂的浓度为0.4～0.6t/m3，催化剂的颗粒直径一般为0.8～1.2mm的微球 可以处理金属含量和残炭值较高的劣质原料，因此比固定床加氢具有更高的灵活性。null反应温度较高（400～450℃），氢压高于15Mpa，因而渣油的转化率较高，一般在90%以上，产品质量较好。 反应器中液体成返混状态，这对于控制反应温度均一有利，但是不易得到深度精制的产品，故采用多个反应器已达到较好的转化深度。三、沸腾床加氢裂化工艺 null进入上世纪九十年代，H-Oil工艺已经开发出了第二代催化剂，并开始用于工业装置，催化剂置换与补充系统全部自动化，开发了两个反应器串联的流程以及废催化剂再生的技术。 三、沸腾床加氢裂化工艺 由于技术上的一系列进步，H-Oil工艺目前可以处理很重的原料，如CCR为40%，金属含量为800g/g，硫含量为8%的原料油。 nullH-Oil工艺的操作条件为： 反应温度415～427℃ 操作压力为17～18Mpa LHSV为0.1～0.8h-1 馏分油经精制后可以作为油品的调和组分。加氢残渣油还没有很合适的利用途径。三、沸腾床加氢裂化工艺 null表11-3-9 孤岛常压渣油沸腾床加氢结果三、沸腾床加氢裂化工艺 null四、重油悬浮床加氢裂化工艺 针对固定床处理劣质渣油（高金属、高残炭、高硫、高氮、高粘度）所存在的困难，开发出了重油悬浮床加氢工艺。 二战前后德国为了大量生产汽油，建成了煤液化悬浮床加氢装置，加工能力最多时达到了4.0Mt/a，1964年因原油价格下跌而停产。 70年代由于大量的劣质稠油被发现，导致悬浮床加氢工艺的研究变得很活跃。null代表性的工艺： 德国的VCC工艺、 加拿大的CANMET工艺 委内瑞拉的HDH工艺 日本的SOC工艺 美国UOP公司的Aurabon工艺等 四、重油悬浮床加氢裂化工艺 null这些工艺具有如下的特点： 细粉状的催化剂（或称添加物）与原料油预先混合后，在与氢气一并从反应器的底部进入，自下而上流动完成加氢裂化过程，催化剂随着反应产物一起从反应器顶部带出，反应器多为空筒，无特殊结构。 四、重油悬浮床加氢裂化工艺 该工艺可以处理任何质量的劣质重油，不像固定床加氢工艺对原料油中的金属和残炭有一定的要求。 该过程主要依靠高温下的自由基热解反应来生产轻质馏分油，因而反应温度高达430～480℃，空速为1.0h-1，催化剂在氢气的存在下主要起抑焦作用。null该工艺的转化率较高，<524℃的馏分油收率一般可以达到80～98%，馏分油再进入串联的精制反应器中，精制效果非常好，可以得到低硫、低氮的石脑油和柴油，未转化尾油中的硫、氮、金属、残炭都很高。 四、重油悬浮床加氢裂化工艺 所用的催化剂多为活性较弱的煤粉或煤粉加铁盐，粒度很细（≤74微米），用量较多（1～3wt%）除了具有加氢作用外，还可以作为反应过程的生焦载体。 null第八章 练习1、名词解释：催化加氢 2、目前炼油厂采用的加氢过程主要有两大类：分别为（ ）和（ ） 3、一段加氢裂化和二段加氢裂化有什么不同之处。（从反应器的个数和在反应器中进行的反应比较）