催化加氢汇总课件.ppt

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1、2020年9月28日,1,第九章 催化加氢,2020年9月28日,2,第一节 概 述,催化加氢过程是指石油馏分(包括渣油)在氢气存在下催化加工过程的通称。一 、加氢的重要性渣油：加氢是最理想的方式；S/N/O加氢脱除；高质量的燃料生产：清洁燃料，清洁柴油只有加氢，生物柴油。 提高加工深度，改善产品质量，提高轻质油收率，减少大气污染。,2020年9月28日,3,二、加氢过程分类：按目的分类加氢精制：产品是汽油、柴油、煤油；加氢裂化：馏分油、渣油裂化；其它：加氢处理、临氢降凝，润滑油加氢、渣油加氢（渣油预处理）悬浮床、煤焦油加氢,2020年9月28日,4,加氢精制：主要用于油品精制，其目的是除掉油

2、品中的硫、氮、氧杂元子及金属杂质，改善油品的使用性能。过程在氢气存在下使油品中的有机含硫、含氮化合物以及金属有机化合物发生氢解，从而达到精制的目的。加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、各种中间馏分油、重油以及渣油。,2020年9月28日,5,加氢裂化：高压下，烃分子与氢气在催化剂表面进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程。馏分油加氢裂化：减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油、脱沥青油。生产高质量的轻质油品，优质低冰点航空煤油以及低凝点柴油。轻质油品收率高，灵活性大，用各种原料，不同的操作条件，根据生产需要和市场行情调节生产方案，生产柴油、航空煤油，汽油甚至液化气。,2020年9月28日,6,渣油

3、加氢裂化：富含硫化物、氮化物、胶质、沥青质、金属化合物等，催化剂的作用减少，热裂化作用增大。,2020年9月28日,7,加氢裂化实质上是催化加氢与催化裂化这两种反应的有机结合，在化学原理上与催化裂化有许多共同之处。自己的特点：原料广泛，低质量的原料，如焦化馏出油、裂化循环油、脱沥青油以及减压馏分油等，产品主要是优质轻质油品，优质低冰点航空煤油以及低凝点柴油。，另一些特点是轻质油品收率高，灵活性大，用各种原料，不同的操作条件，根据生产需要和市场行情调节生产方案，生产柴油、航空煤油，汽油甚至液化气。,2020年9月28日,8,三、加氢发展现状：6070年代发展到顶风，工艺基本定型，催化剂的发展：渣

4、油加氢催化剂，国内比国外晚30年，国内90年代才提，原因：对产品质量要求没那么高；（FCC与加氢同时起步，但加氢一次事故，后来不敢问津）设备、材质、加工手段，投资太高、氢耗大，制氢占整个加氢的1/2、,2020年9月28日,9,柴油加氢精制原则流程,2020年9月28日,10,第二节 加氢过程的主要反应,一、加氢精制的主要反应：包括: S、N、O及金属等杂原子的脱除反应；不饱和烃的加氢饱和反应。,2020年9月28日,11,1.加氢脱硫、脱氮和脱氧 含硫、氮和氧的有机化合物与氢发生氢解反应，分别生成相应的烃和硫化氢、氨和水后，很容易从油品中除去。2.烯烃和芳烃的加氢饱和 在加氢精制的条件下，大

5、部分的烯烃与氢反应生成烷烃；单环芳烃很少发生反应，多环芳烃可部分加氢饱和。,2020年9月28日,12,3.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，造成催化剂活性下降，并导致反应床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。 在加氢精制过程中发生的各种氢解反应都是放热反应。,2020年9月28日,13,二、加氢裂化的主要反应,加氢裂化过程的反应分为精制反应及裂化反应。 加氢裂化过程采用双功能催化剂。烃类裂化反应： 烷烃加氢裂化的反应速度随着烷轻分子量增大而加快。烷烃加氢裂化反应主要发生在烷链中心的C-C键上。 加氢裂化条件下烷烃的

6、异构化速度也随着分子量的增大而加快。,2020年9月28日,14,2、环烷烃的加氢裂化，单环环烷烃在加氢裂化过程中发生异构化、断环、脱烷基侧链反应。 环烷烃加氢裂化反应方向因催化剂的加氢和酸性活性的强弱不同而有区别。,2020年9月28日,15,长链单环六员环烷烃在高酸性催化剂上进行加氢裂化时，主要发生断侧链反应，六员环较稳定，很少发生断环。短侧链单环六员环烷烃在高酸性催化剂上加氢裂化时，异构化生成环戊烷衍生物，然后再发生后续反应。反应过程明显现出正碳离子的机理特征。 双环环烷烃在加氢裂化时，首先发生一个环的异构化生成五员环衍生物，当反应继续进行时，第二环也发生断裂。在双环环烷烃的加氢裂化产物

7、中发现了有并环戊烷存在。,2020年9月28日,16,3、芳香烃：首先生成六元环烷，然后发生环烷烃的加氢；稠环芳烃的反应：一个芳香烃加氢，接着生成的环烷环发生断环（或异构化成五元环），然后再进行第二个环的加氢。,2020年9月28日,17,稠环芳烃在高酸性活性催化剂存在下的加氢裂化反应，除了上述加氢裂化外，还进行中间产物的深度异构化，脱烷基侧链和烷基的歧化作用。芳香烃上的烷基侧链存在会使芳烃加氢变得困难。,2020年9月28日,18,第三节 加氢过程的催化剂,一、加氢精制催化剂 活性组分：Co（钴）、Mo（钼）、Ni镍）、W(钨）、Pt（铂）、 Pd（钯）。 要求催化剂具有良好的吸附特性。 提

8、高活性组分的含量对提高活性有利，活性组分的含量一般在1535之间。,2020年9月28日,19,助剂：改变活性、选择性、稳定性等。结构性助剂：增大表面积，防止烧结，提高结构稳定性； 调变性助剂：改变催化剂的电子结构、表面性质或者晶型结构。 本身活性并不高，只有与活性组分合理搭配才能发挥良好的作用。,2020年9月28日,20,担体：提供较大的比表面积，使活性组分很好的分散在其表面，减少活性组分的用量。中性担体：中性氧化铝；酸性担体：硅酸铝、分子筛等。其他性能：形状：三叶形等异型；根据催化剂特点，确定孔径、比表面积、孔径小，比表面大，活性高。,2020年9月28日,21,二、加氢裂化催化剂 由金

9、属加氢组分和酸性担体组成的双功能催化剂。具有加氢、裂解、异构化活性。加氢活性组分：Co、Mo、Ni、W等的氧化物或硫化物。金属组分之间组合比单独组分加氢活性高。担体：酸性：硅酸铝、硅酸镁，分子筛等。弱酸性：氧化铝及活性碳。具有裂化和异构化性能,2020年9月28日,22,由金属组分提供加氢反应活性中心，由酸性载体提供裂化、异构化反应活性中心，因而加氢裂化催化剂是一种双功能cat。,2020年9月28日,23,第四节 加氢过程影响因素,有原料性质、催化剂性能、氢气纯度、反应温度、反应压力、空速和氢油比等因素。 当原料性质、催化剂和氢气来源确定后，加氢反应过程的主要影响因素则是反应温度、反应压力、

10、空速和氢油比,2020年9月28日,24,1.反应压力,对于含硫化合物的加氢脱硫和烯烃的加氢饱和反应在压力不太高时就有较高的平衡转化率。汽油在加氢精制条件下一般处于气相，提高压力使汽油的停留时间延长，从而提高了汽油的精制深度 。,2020年9月28日,25,柴油馏分在加氢精制条件下可能是汽相，也可能是汽液混相。在处于汽相时提高反应压力使反应时间延长，从而提高了精制深度。提高反应压力，使精制深度增大，特别是脱氮率显著提高，这是因为脱氮反应速度较低；而对脱硫率影响不大，这是因为脱硫速度较高，在较低的压力时已有足够的反应时间。在精制含氮原料时，为了保证达到一定的脱氮率而不得不提高压力或降低空速。,2

11、020年9月28日,26,如果其它条件不变，将反应压力提到某个值时，反应系统中会出现液相，在开始出现液相后，继续提高压力将会使精制效果变差。有液相存在时，氢通过液膜向催化剂表面扩散的速度往往是影响反应速度的控制因素，这个扩散速度与氢分压成正比而随着催化剂表面上液层厚度的增加而降低。因此，在出现液相之后，提高反应压力会使催化剂表面上的液层加厚，从而降低了反应速度。如果压力不变，通过提高氢油比来提高氢气分压，则精制深度会出现个最大值。,2020年9月28日,27,原因：在原料油完全汽化以前，提高氢分压(总压不变)有利于提高反应速度，在完全汽化后提高氢分压会使原料分压降低，从而降低了反应速度。(柴油

12、加氢精制可视为一级反应)。由此可见，为了使柴油加氢精制达到最佳效果。应选择原料油刚完全汽化时的氢分压。一般情况下，当反应压力为4.0一5.0MPa时，采用氢油比150一600标米3米3，可以得到适当的氢分压,2020年9月28日,28,大于350的重馏分在加氢精制条件下，经常处于气液混相，因此提高氢分压能显著地提高反应速度而提高精制效果，但是由于设备投资限制，重馏分加氢精制的反应压力一般不超过7.0一8.0MPa。 芳烃加氢反应的转化率随反应压力升高而显著提高。提高反应压力不仅提高了可能达到的平衡转化率，而且也提高了反应速度。,2020年9月28日,29,加氢裂化原料一般是较重的馏分油，其中含

13、较多多环芳烃，因此，在给定催化剂和反应温度下。选用的反应压力应保证环数最多的稠环芳烃足够的平衡转化率。芳烃环数越多，其加氢平衡转化率越低。因此，加氢裂化所用原料越重，需采用的反应压力也越高。工业上加氢裂化采用的反应压力，根据原料组成不同，大体如下：直馏瓦斯油约7.0MPa，减压馏分油和催化裂化循环油约1015MPa，而渣油则要用20MPa。,2020年9月28日,30,反应压力对化反应速度和转化率的影响，因所用催化剂类型不同而不同，在使用加氢型(酸性活性低)催化剂时，加氢裂化转化率随压力升高而增加。这种规律一直继续到很高的压力。反应压力对加氢裂化反应速度的影响比较复杂。,2020年9月28日,

14、31,从反应时间来说，提高反应压力有利于转化率的提高。在试验条件下，随反应压力升高，由反应时间和反应速度的变化引起的综合结果是转化率有所提高，但是在压力高于21.0MPa，转化率提高的倍数，比反应时间延长的倍数低得多。因此，在高于20.0MPa时，提高反应压力可使反应速度有所下降。,2020年9月28日,32,在使用酸性加氢裂化催化剂时，随反应压力的提高。转化率开始时随压力升高而增大，自后又随反应压力升高而下降。提高压力使加氢裂化反应的速度下降。当反应压力过低时催化剂表面上的氢浓度低，使许多酸性中心因结焦而失活，失去作用，此时提高压力可以提高反应速度。,2020年9月28日,33,在工业加氢过

15、程中，反应压力不仅是一个操作因素，而且也关系到工业装置的设备投资和能量消耗。,2020年9月28日,34,2反应温度 提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。由于加氢裂化的活化能较高，因此，这个反应的速度提高得快一些。工业上希望有较高的反应速度，但反应温度的提高受某些反应的热力学限制，所以，必须根据原料性质和产品要求等条件来选择适宜的反应温度。,2020年9月28日,35,在通常使用的压力范围内，加氢精制的反应温度一般不超过420，因为高于420 会发生较多的裂化反应和脱氢反应。重整原料采用较高的反应温度(400420 )不会影响产品质量，航空煤油精制一般只采用350 360 。,2

16、020年9月28日,36,柴油加氢精制的反应温度在400 420 以内，因为反应温度升高会发生单环和双环环烷烃的脱氢反应而使十六烷值降低，同时加氢裂化加剧使氢耗增大。由于热力学限制，当温度超过420 时，脱硫率和烯烃饱和率下降。 由于上述原因加氢精制的温度也不应超过420 。,2020年9月28日,37,加氢裂化过程中提高反应温度，裂解速度提高得较快，所以随反应温度升高，反应产物中低沸组分含量增多，烷烃含量增加而环烷含量下降，异烷正烷的比值下降。 加氢裂化反应温度的提高受加氢反应的热力学限制。对减压瓦斯油加氢裂化所选用的温度范围 (260 400)，它是根据催化剂性能，原料性质和产品要求来确定

17、的。,2020年9月28日,38,在加氢裂化过程中由于有表面积炭生成，催化剂的活性要逐渐下降，为了保持反应速度，随失活程度的发展，需将反应温度逐步提高。原料中氮化物存在会使催化剂的酸性活性降低，为了保持所需的反应深度，也必须提高反应温度。,2020年9月28日,39,3空速和氢油比 空速反映了装置的处理能力，工业上希望采用较高的空速，但是空速受到反应速度的制约，根据催化剂的活性，原料油性质和反应深度不同，空速在一较大范围内波动，从0.5 10/时，重质油料和二次加工得到的油料在加氢处理时要采用较低的空速。在加氢精制过程中在给定的温度下降低空速，烯烃饱和率、脱硫和脱氮率都会有所提高。,2020年

18、9月28日,40,在加氢裂化条件下，烃类的加氢裂化是一平行连串反应。提高空速时，总转化率虽然降低不多，但反应产物中轻组分含量下降较多。因此，在实际生产时，改变空速也和改变反应温度一样是调节产品分布的一种手段。,2020年9月28日,41,在加氢系统中需要维持较高的氢分压，因为高氢分压对加氢反应在热力学上有利，同时也能抑制生成积炭的缩合反应。维持较高的氢分压是通过大量氢气循环来实现的。因此，加氢过程所用氢油比大大超过化学反应所需要的数值。提高氢油比可以提高氢分压，这在许多方面对反应是有利的，但却增大了动力消耗，使操作费用增大，因此要根据具体条件选择最适宜的氢油比。,2020年9月28日,42,此

19、外，加氢过程是放热反应，大量的循环氢可以提高反应系统的热容量，从而减小反应温度变化的幅度。在加氢精制过程中，反应热效应不大，生成的低分子气体量少，可以采用较低的氢油比，例如汽油精制用50150(体)，柴油精制用150600(体)。在加氢裂化过程中，热效应较大，氢耗量较大，气体生成量也较大，所以为了保证足够的氢分压，需要采用比较高的氢油比，例如，一般用10002000(体)：1。,2020年9月28日,43,第五节 加氢过程工艺流程,一、 加氢精制工艺流程和操作条件 加氢精制的原料有汽油、煤油、柴油和润滑油等各种石油馏分，其中包括直馏馏分和二次加工产物，此外还有重渣油的加氢脱硫。加氢精制装置所用

20、氢气多数来自催化重整的副产氢气。只有副产氢不能满足需要，或者无催化重整装置时，才另建制氢装置。,2020年9月28日,44,石油馏分加氢精制尽管因原料不同和加工目的不同而有所区别，但是其基本原理相同，并且都采用固定床绝热反应器，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差别。,2020年9月28日,45,下面以柴油加氢精制流程为例进行讨论。 柴油加氢精制工艺流程为三部分：反应系统，生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统。 1、反应系统：加热炉，固定床反应器，高压分离器：水、硫化氢、氨气 2、循环氢：高压压缩机； 3、分离系统：汽提塔,2020年9月28日,46,柴油加氢精制原则流

21、程,2020年9月28日,47,1固定床加氢的反应系统 原料油经换热并与从循环氢压缩机来的循环氢混合，以汽液混相状态进入加热炉，加热至反应温度。(在一些装置上也有采用循环氢不经加热炉而是在炉后与原料油混合的流程，此时也应保证混合后能达到反应器入口温度的要求)。根据原料油的沸程，反应器入口温度及氢油比等条件，反应器进料可能是气相，也可能是气液混相，在大多数装置，对于气液相混合进料的反应器，内部设有专门的进料分布器。,2020年9月28日,48,反应器内的催化剂一般是分层填装以利于注入冷氢，以控制反应温度。向催化剂层间的空间注入冷氢的量，要根据反应热大小、反应速度和允许温升等因素通过反应器热平衡来

22、决定。由反应器底部引出的反应产物经换热、冷却后进入高压分离器，冷到约50。,2020年9月28日,49,反应中生成的氨、硫化氢和低分子气态烃会降低反应系统中的氢分压，对反应不利，而且在较低温度下还能与水生成水合物(结晶)而堵塞管线和换热器管束。氨还能使催化剂减活，因此必须在反应产物进入冷却器前尽量除去。除去的办法是在冷却器之前注入高压洗涤水，在氨溶于洗涤水的过程中，部分硫化氢也溶于水。，随后在高压分离器中分离。,2020年9月28日,50,反应产物在高压分离器中进行油气分离。分出的气体是循环氢，循环氢中除了主要成分是氢以外，还有少量气态烃和未溶于水的硫化氢。分出的液体产物是加氢生成油，其中也溶

23、有少量气态烃和硫化氢。高压分离器中的分离过程实际上是一平衡汽化过程，因此，气液两相组成可以根据在该处的温度、压力条件下各组分的平衡常数，通过计算确定。,2020年9月28日,51,2循环氢系统 为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中积累，由高压分离器分出的循环氢经乙醇胺脱硫除去硫化氢，然后再经循环氢压缩机升压至反应压力送回反应系统。循环氢的主要部分送去与原料油混合，其余部分不经过加热直接送入反应器作冷氢。,2020年9月28日,52,3生成油分离系统 生成油中溶解的氨气、硫化氢和气态烃必须除去，而且在反应过程中不可避免地会产生一些汽油馏分。生成油进入汽提塔，塔底产物是精制柴油，塔顶产物经冷凝

24、冷却进入分离器，分出的油一部分作塔顶回流，其余引出装置，分离器分出的气体经脱硫作燃料气。,2020年9月28日,53,4石油馏分加氢精制的操作条件 石油馏分加氢精制的操作条件因原料不同而异，直馏馏分加氢精制条件比较缓和，重馏分的精制条件和二次加工油品则要求比较苛刻的操作条件。 含硫原油馏分油加氢精制的脱硫率一般可达8892，烯烃饱和率达65 75，脱氮率在50 70之间，胶质含量可明显减少。在加氢精制过程中，油品中的微量金属元素铜、铁、砷和铅等也被除去。柴油精制时，精制柴油收率可达98，同时生成少量汽油馏分。,2020年9月28日,54,目前我国建设的加氢精制装置主要是处理焦化和催化裂化柴油。

25、,2020年9月28日,55,二、 加氢裂化工艺流程和操作条件,1加氢裂化的原料、产品和操作条件 目前工业上加氢裂化用于从重质油料生产汽油、航空煤油和低凝点柴油，所得产品不仅产率高而且质量好。此外，采用加氢裂化工艺还可以生产液化气、重整原料、催化裂化原料油以及低硫燃料油。,2020年9月28日,56,加氢裂化所用原料包括从粗汽油、重瓦斯油一直到重油及脱沥青油。美国炼厂加氢裂化工艺装置处理的原料中，直馏中间馏分油、催化裂化及焦化馏分油占多数，主要是生产高辛烷值汽油。在西欧，因为燃料消费结构不同，主要用重瓦斯油生产柴油。我国加氢裂化装置以减压蜡油为主，有的掺入部分焦化蜡油，生产重整原料油、航煤和优

26、质柴油。,2020年9月28日,57,加氢裂化原料一般分为轻原料油和重原料油。减压馏分油、蜡油及脱沥青油均属重质原料油，这种油含硫、含氮较高，加工比较困难，需要采用较苛刻的操作条件。轻原料油主要是指汽油和轻柴油。不管采用那种原料，通过加氢裂化都可以得到优质和高收率的产品。,2020年9月28日,58,各炼厂所用加氢裂化原料性质变化很大，无论从组成、沸程以及非烃含量都是如此。但是由于选择了不同的操作条件和催化剂，所以都得到良好结果。如前所述，加氢裂化的一个主要特点是具有很大的操作灵活性，用同一种原料，改变操作条件可以改变产品方案，即改变汽油和中间馏分油的产率比例。,2020年9月28日,59,用

27、加氢裂化生产柴油，一般都采用一段流程和全循环方案，这种流程比较简单，柴油收率可达80(体)，柴油疑点可达-30。用含硫原油或高硫原油减压馏分油作原料，用钼酸钴作加氢裂化催化剂，在压力5.0MPa的条件下可以制得含硫不大于0.002(重)的柴油。若把反应压力提到10.0MPa，并采用尾油循环，柴油质量还可以提高。,2020年9月28日,60,加氢裂化操作条件因原料、催化剂性能、产品方案及收率不同可能有很大的变化。大多数加氢裂化装置设计操作压力在10.5MPa到195MPa之间，我国引进四套加氢裂化装置的操作压力在150l 80MPa之间，原料油含氮越多，越重，所用反应压力也相应越高。加氢裂化的反

28、应温度也受原料含氮的影响。原料油中有机氮化物能使催化剂的酸性中心失活，为了保护这些催化剂的活性，往往需要提高加氢裂化的反应温度。,2020年9月28日,61,原料油含氮量越高，催化剂活性越低，因此达到同样转化率要求反应温度相应提高；一般加氢裂化反应温度在260一425之间。,2020年9月28日,62,根据原料性质，产品要求和处理量大小。加氢裂化装置基本上按两种流程操作：一段加氢裂化和两段加氢裂化。我国引进的四套加氢裂化装置有采用一段流程的，也有采用两段流程的。一段流程中还包括两个反应器串联在一起的串联法加氢裂化流程。,2020年9月28日,63,一段加氢裂化流程用于由粗汽油生产液化气，由减压

29、蜡油、脱沥青油生产航煤和柴油。两段流程对原料的适用性大，操作灵活性大。原料首先在第一段(精制段)用加氢活性高的催化剂进行预处理，经过加氢精制处理的生成油作为第二段的进料，在裂解活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度地生产汽油或中间馏分油。两段加氢裂化流程适合于处理高硫 、高氮减压蜡油，催化循环油，焦化蜡油，或这些油的混合油，亦即适合处理段加氢裂化难处理或不能处理的原料。,2020年9月28日,64,(1)一段加氢裂化工艺流程,2020年9月28日,65,原料油经泵升压至l6.0MPa后与新氢及循环氢混合后，再与420左右的加氢生成油换热至约320一360 ，进入加热炉。反应器进料

30、温度为370一450 ，原料在反应温度380一440 ，空速2.0/时，氢油体积比为约2500的条件下进行反应。为了控制反应温度，向反应器分层注入冷氢。反应产物经与原料换热后温度降至200 ，再经冷却，温度降到30一40 之后进入高压分离器。,2020年9月28日,66,反应产物进入空冷器之前注入软化水以溶解其中的NH3、硫化氢等，以防水合物析出堵塞管道。自高压分离器顶部分出循环氢，经循环氢压缩机升压后，返回反应系统循环使用。自高压分离器底部分出生成油，经减压系统减压至0.5MPa，进入低压分离器，在低压分离器中将水脱出，并释放出部分溶解气体，作为富气送出装置，可作燃料气用。,2020年9月2

31、8日,67,生成油经加热送入稳定塔，在10一1.2MPa下蒸出液化气，塔底液体经加热炉加热至320 后送入分馏塔，最后得到轻汽油、航空煤油、低凝柴油和塔底油(尾油)。尾油可一部分或全部作循环油，与原料油混合再去反应。,2020年9月28日,68,一段加氢裂化可以用三种方案操作：原料一次通过，尾油部分循环及尾油全部循环。,2020年9月28日,69,(2)两段流程原料油经高压油泵升压并与循环氢及新氢混合后首先与生成油换热，再在加热炉中加热至反应温度，进入第一段加氢精制反应器，在加氢活性高的催化剂上进行脱硫、脱氮反应，原料中的微量金属也被脱掉。反应生成物经换热、冷却后进入高压分离器，分出循环氢。生

32、成油进入脱氨(硫)塔，脱去NH3和H2S，作为第二段加氢裂化反应器的进料。,2020年9月28日,70,2020年9月28日,71,脱氨塔中用氢气吹掉溶解气、氨和硫化氢。第二段进料与循环氢混合后，进入第二段加热炉，加热至反应温度，在装有高酸性催化剂的第二段加氢裂化反应器内进行裂化反应。反应生成物经换热、冷却、分离、分出溶解气和循环氢后送至稳定分馏系统。,2020年9月28日,72,两段加氢裂化有两种操作方案：(1)第一段精制，第二段加氢裂化。（2）第一段除进行精制外，还进行部分裂化；第二段进行加氢裂化。这种方案的特点是第一段反应生成油和第二段生成油一起进入稳定分馏系统，分出的尾油作为第二段的进

33、料。第二方案的流程图用图中虚线所表示。,2020年9月28日,73,(3)串联加氢裂化工艺流程 串联流程是两个反应器串联，在反应器中分别装入不同催化剂；第一个反应器中装入脱硫脱氮活性好的加氢催化剂，第二反应器装入抗氨抗硫化氢的分子筛加氢裂化催化剂。除此之外，其它部分均与一段加氢裂化流程相同。,2020年9月28日,74,2020年9月28日,75,与一段加氢裂化相比较，串联流程的优点在于：只要通过改变操作条件，就可以最大限度地生产汽油、航空煤油和柴油。例如，要多生产航空煤油或柴油只要降低第二反应器的温度即可；要多生产汽油，只要提高第二反应器的温度即可。,2020年9月28日,76,用同一种原料

34、油分别用三种方案进行加氢裂化的试验结果表明：从生产航空煤油角度来看，一段流程航空煤油收率最高，但汽油的收率较低。从流程结构和投资来看，一段流程也优于其它流程。串联流程有生产汽油的灵活性，但航煤收率偏低。三种流程方案中两段流程灵活性最大，航空煤油收率高，并且能生产汽油。,2020年9月28日,77,和串联流程一样，两段流程对原料油的质量要求不高，可处理高比重、高干点、高硫、高残炭及高氮的原料油。而一段流程对原料油的质量要求要严格得多。根据国外炼厂经验，认为两段流程最好，既可处理一段不能处理的原料，又有较大灵活性。能生产优质航空煤油和柴油。在投资上，两段流程略高于一段一次通过，略低于一段全循环流程

35、。特别值得指出的是，目前用两段加氢裂化流程处理重质原料油来生产重整原料油，以扩大芳烃的来源已成为许多国家重视的一种工艺方案。,2020年9月28日,78,我国南京石化厂就是利用胜利减压蜡油来生产重整原料油，制取苯、甲苯和二甲苯的。加氢裂化工艺的应用范围正在不断扩大，然而由于加氢裂化汽油的辛烷值不高，所以用加氢裂化生产汽油的技术正在被提升管催化裂化所取代。,2020年9月28日,79,目前世界各国生产的原油中，重质含硫含氮原油越来越多，从提高原油加工深度、多出轻质油品、减少大气污染等方面来看，今后加氢裂化仍要继续发挥其作用，并且在产品分布灵活、和品质量好、产品收率高等方面在炼厂中保持其重要地位。

36、另一方面加氢技术的发展仍然在改进催化剂并继续向低压低氢耗方面发展。,2020年9月28日,80,第六节 渣油加氢转化,原油变重、变劣、中间馏分油的需求量的不断增加、石油产品的升级换代以及环保法规的要求越加严格，渣油加氢技术的发展势在必行。目的：经脱硫后直接制得低硫燃料油；经过预处理后为催化裂化和加氢裂化等后续加工提供原料。加氢反应器：固定床、沸腾床、移动床和悬浮床（浆液床）。,2020年9月28日,81,一、固定床反应器：,45个反应器串联容易操作，结构简单。引进：齐鲁石化VRDS、大连西太平洋：ARDS、茂名RHT（国内技术200万吨）没有反混，对原料要求高，因为催化剂不能置换。,2020年

37、9月28日,82,装置工艺和设备结构简单特点，工业化应用多。在馏分油加氢技术上发展起来的，目的：生产低硫燃料油、或为下游加工装置提供优质原料。由Cheveron公司垄断。典型的渣油固定床加氢装置的工艺流程，与馏分油加氢精制相比，原则上无大差别，其主要区别是： (1)原料进加热炉之前先经过一个过滤器，除去固体杂质、沉淀物和铁屑等；,2020年9月28日,83,(2)有的装置，在反应器之前增设一个“监护反应器”，以解决重油的脱金属问题； (3)增设热高压分离器，反应产物先在热高压分离器中分出重质油品，分出的气相产物经冷却后再在冷高压分离器中分出轻质油品和循环氢； (4)采用特殊结构的反应器，确保原

38、料油和氢气在反应器内有很好的分配。,2020年9月28日,84,二、移动床反应器：壳牌公司的荷兰分公司为精制金属含量较高的渣油提出的，又称料斗床、工业试验运转三个月、机械故障、移动床停止。由于料斗式反应器的结构复杂，渣油催化剂移动床加氢脱硫过程未在工业上使用。,2020年9月28日,85,三、 沸腾床渣油加氢工艺有以下优点：(1)对原料(重金属含量、沥青质，机械杂质) 要求不象固定床那样严格；(2)沸腾床的操作状况下，对原料、氢气和催化剂之间有激烈的搅拌作用，促进了传热过程，对反应有利；（3）反应器内温度容易保持均匀，防止局部过热，可以取消用冷介质调温的措施；,2020年9月28日,86,(4

39、)可以更换催化剂。可随时排出或加入新催化剂，有利于维持催化剂活性，同时可在停工的情况下进行催化剂再生。(5)克服了固定床反应器因积炭或金属沉积造成的压差而影响装置长期运转的不足。由于上述优点，沸腾床加氢效率比固定床高。,2020年9月28日,87,沸腾床工艺的缺点是反应器结构比较复杂，技术和操作都不成熟。有八套这类装置建成投产。这些装置都采用美国的H-Oil法过程。 减压渣油不经换热直接去原料油加热炉，然后和经过单独在加热炉中加热的新氢混合，进入三相沸腾床反应器的底部，在流化状态下进行反应，反应产物自反应器顶部流出进入高温分离器。反应器中保持着稳定的料面，所以催化剂不被带出。,2020年9月2

40、8日,88,热分离器的液体产品进入汽提塔，把轻组分蒸掉，重的部分经减压加热炉加热后进减压塔，分出尾油作燃料油的调合组分。热分离器上部的气相产物经换热、冷却后进入高压分离器及油洗塔，分出循环氢返回装置。液体产物进入低压分离器，分出富气作燃料气送出装置，液体产品和汽提塔顶部的轻组分混合后经加热炉加热后进入分馏塔，经分馏后得到粗汽油、粗煤油和柴油等中间产品。常压塔底部尾油与减压塔顶部得到的粗柴油混合，送回原料系统进行尾油循环。,2020年9月28日,89,反应器内流化状态依靠循环泵输送循环热油来维持。该泵装在反应器壳体外，循环泵将一部分生成油从反应器内的中心管抽出，再经过分配盘均匀分配造成流化状态。

41、为了维持催化剂的活性，装置上设有催化剂的更换系统(根据生产需要)随时将使用过的催化剂排出反应段，并补充新催化剂。,2020年9月28日,90,四、悬浮床加氢：1929年德国，煤高压加氢生产汽、煤、柴。没有真正的工业化装置，57的尾油没有出路，尾油里重金属杂质多。,2020年9月28日,91,1、加氢裂化和加氢精制的目的是什么？主要反应有哪些？催化剂各是什么？2、加氢过程的影响因素有哪些？,92,演讲完毕，谢谢观看！,Thank you for reading! In order to facilitate learning and use, the content of this document can be modified, adjusted and printed at will after downloading. Welcome to download!,汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日,