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1、催化加氢总结催化加氢学习知识总结 一、 概述 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。 p 炼油厂的加氢过程主要有两大类： u 加氢处理 u 加氢裂化 p 加氢精制 / 加氢处理 u 产品精制 u 原料预处理 u 润滑油加氢 u 临氢降凝 p 加氢裂化 u 馏分油加氢裂化 u 重(渣)油加氢裂化 p 根据其主要目的或精制深度的不同有： u 加氢脱硫 u 加氢脱氮 u 加氢脱金属 加氢精制原理流程图 1加热炉；2反应器；3分离器； 4稳定塔；5循环压缩机 u 加氢裂化：在较高的反应压力下，较重的原料在氢压及催化剂存在下进行裂解和加氢反应，使之成为较轻的燃料或制取乙烯的原料。可分为：
2、 l 馏分油加氢裂化 l 渣油加氢裂化 加氢精制与加氢裂化的不同点：在于其反应条件比较缓和，因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架结构变化很小。 二、催化加氢的意义 1、 具有绿色化的化学反应，原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物，具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2、 产品收率高、质量好 普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。 3、 反应条件温和； 4、 设备通用性 三、国内外几家主要公司的馏分油加氢裂化催化剂 催化剂牌号 Chevron ICR-106 原料油 VGO、AGO 产品 酸性载
3、体 金属组分 W-Ni-Ti-P 柴油、航煤、石脑SiO2-Al2O3 油 石脑油、柴油、航- 煤 航煤 含沸石 Chevron ICR-117 UOP DHC-100 UOP HC-14 Shell S424 中石化3825 中石化3903 VGO VGO、DAO VGO - VGO VGO W-Ni - Mo-Ni Mo-Ni-P Mo-Ni-P W-Ni LPG、汽油、石脑USY 油 - - 石脑油、航煤、柴USY-Al2O3 油 航煤、柴油 - 四、加氢过程的主要影响因素 1 反应压力 反应压力的影响往往是通过氢分压来体现的，系统的氢分压取决于操作压力、氢油比、循环氢纯度和原料的汽化率
4、等 汽油加氢精制 n 氢分压在2.5MPa3.5PMa后，汽油加氢精制反应的深度不受热力学控制，而是取决于反应速度和反应时间。 n 在气相条件下进行，提高反应压力使汽油的反应时间延长，压力对它的反应速度影响很小，因此加氢精制深度提高。 n 如果压力不变，通过氢油比来提高氢分压，则精制深度下降。 柴油加氢精制 n 在精制条件下，可以是气相也可是气液混相。 n 处于气相时，提高反应压力使汽油的反应时间延长，因此加氢精制深度提高。 n 但在有液相存在时，提高压力将会使精制效果变差。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，提高反应压力会使催化剂表面的液层加厚，从而降低了反应速度。
5、如果总压不变，提高氢分压，可以得到最佳的精制效果。一般在压力4.55.0MPa时，采用氢油比150600Nm3/m3可以得到最适宜的氢分压。 重馏分油加氢精制和加氢裂化 n 大于350的重馏分油在加氢精制条件下经常是处于气液混相，因此提高氢分压能显著提高反应速度而提高精制效果。 n 芳烃加氢反应的转化率随着反应压力升高而显著提高，同时也加快了反应速度。在压力低时，即使反应速度很快，也不可能有高压下的高转化率。 n 加氢裂化原料一般都是较重的馏分油，其中含有较多的多环芳烃。多环芳烃的裂解是通过芳香环的加氢来进行的，因此，在给定的催化剂和反应温度条件下，选用的压力要能保证环数最多的芳烃有足够的平衡
6、转化率。 2、反应温度 p 提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。在常用的压力范围内，加氢精制的反应温度一般在250420，超过420时会发生较多的裂解和脱氢反应。 n 重整原料精制：400420。温度较高，脱氢的反应没有什么关系。 n 航煤加氢精制：350360。温度超过370时，四氢萘脱氢生成萘的平衡转化率急速上升。 n 柴油加氢：400420。当反应温度过高时会发生单环和双环烷烃的脱氢反应而使十六烷值降低，同时加氢裂化反应加剧使氢耗量增大。 n 加氢裂化：260400。温度提高，裂解反应速度加快，因而反应产物中低沸点组分增多、烷烃含量增加而环烷烃含量降低、异构烷/正构烷比值下
7、降。根据催化剂性能、原料性质和产品的要求来定，一般不超过400420。 3、空速 n 空速反映了装置的处理能力。 n 根据催化剂活性、原料性质和要求的反应深度不同而定，一般在0.510h-1。 n 重的原料和二次加工得到的原料加氢时通常采用较低的空速。 4、氢油比 n 提高氢油比可以氢分压，一般情况下对加氢反应有利。加氢精制氢油比可较低，而加氢裂化的要较高。 n 汽油精制：50150 n 柴油精制：150600 n 加氢裂化：6001200 五、加氢裂化工艺过程 n 三种固定床加氢裂化工艺流程： n 一段加氢裂化工艺 n 两段加氢裂化工艺 n 串联加氢裂化工艺 循环氢燃料气液化气稳定塔分馏塔汽
8、油煤油柴油污水尾油原料油新氢软化水图7-5 一段加氢裂化工艺原理流程图燃料气循环氢循环氢液化气稳定塔分馏塔汽油航煤柴油尾油新氢原料油图7-6 二段加氢裂化工艺原理流程图循环氢燃料气液化气稳定塔分馏塔汽油航煤柴油尾油新氢原料油图7-7 串联加氢裂化工艺原理流程图六 、加氢裂化产品特点 1、气体产品 n C3、C4多而C1、C2少 n 异构烃含量高 2、液体产品 1）石脑油 n 异构烃含量高 n 芳烃含量少，基本无不饱和烃 n 非烃化合物少 2）中间馏分油 n 优质的喷气燃料：烯烃含量低，芳烃含量少，结晶点低，烟点高。 n 优质的低硫柴油：硫含量低，芳烃含量低，十六烷值高，着火性能好，安定性好。
9、3）加氢裂化尾油 七、加氢裂化产品与其它二次加工产品的比较 n 加氢裂化的液体产率高，C5以上液体产率可达94%95%以上，体积产率则超过110%。而催化裂化液体产率只有75%80%，延迟焦化只有65%70%。 n 加氢裂化的气体产率很低，通常C1C4只有4%6%，C1C2更少，仅1%2%。而催化裂化C1C4通常达15%以上，C1C2达3%5%。延迟焦化的产气量较催化裂化略低一些，C1C4约6%10%。 n 加氢裂化产品的饱和度高，烯烃极少，非烃含量也很低，故产品的安定性好。柴油的十六烷值高，胶质低。 n 石脑油馏分的芳烃潜含量较高，中间馏分有较好的燃烧性能和较高的热值。而尾油则因环状烃的减少
10、，BMCI值降低，适合作为裂解制乙烯的原料。 n 加氢裂化过程异构能力很强，产品中的异构烃较多，气体C3、C4中的异构烃与正构烃的比例通常在23以上，80石脑油具有较好的抗爆性，其RON可达7580。喷气燃料冰点低，柴油有较低的凝点，尾油中由于异构烷烃含量较高，特别适合于制取高粘度指数和低挥发性的润滑油。 n 通过催化剂和工艺的改变可大幅度调整加氢裂化产品的产率分布，汽油或石脑油馏分可达20%65%，喷气燃料可达20%60%，柴油可达30%80%。而催化裂化与延迟焦化产品产率可调变的范围很小，一般都小于10%。 八、渣油加氢工艺技术 n 固定床：应用最多、技术最成熟、装置的数量最多的重油加氢工艺。 n 移动床：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。 n 沸腾床 n 悬浮床 九、催化加氢的主要设备 一、固定床反应器 反应器筒体1冷壁反应器2热壁反应器 l 热壁结构与冷壁结构相比，具有以下优点： u 器壁相对不易产生局部过热现象，从而可提高使用的安全性。 u 可以充分利用反应器的容积，其有效容积利用率可达80%90%。 u 施工周期较短，生产维护较方便 反应器内构件 n 反应器具有良好的反应性能。 n 反应器压力降小，以减少循环压缩机的负荷，节省能源。 u 反应器内部结构应以达到气液均匀分布为主要目标。
