加氢精制

2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间1加氢精制技术贺好伟2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间2主要内容一、加氢精制技术概述二、加氢精制的主要化学反应三、为什么要脱硫氮氧及金属原子？四、加氢精制典型工艺流程2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间3什么是加氢精制工艺？加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以达到精制油品的目的。加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通过精制来改善油品的使用性能。第一节加氢精制技术概述2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间4加氢精制的优点是：（1）原料的范围广，产品灵活性大。（2）液体产品收率高，质量好（安定性好、无腐蚀性）。目前我国加氢精制技术主要用于（1）二次加工汽油和柴油的精制（2）某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间5二、加氢精制的主要化学反应加氢精制的作用：使原料油品中烯烃饱和，并脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其主要反应包括：1.脱硫生成硫化氢，如：RSR+2H2—2RH+H2S2.脱氮，生成氨(NH3)，如：2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间63.脱氧，生成H2O，如：4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少发生反应，而烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃。5.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，会造成催化剂的活性下降，并导致床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间7（一）反应操作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。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℃。（二）反应操作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。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间8二、氢气的来源与质量要求氢气来源一般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢气，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制工艺耗氢量要比同样规模的加氢裂化少。在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环使用，叫做循环氢。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间9氢气中常含有少量的杂质气体，如氧、氯、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等，它们对加氢精制反应和催化剂是不利的，必须限制其含量。氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可减少催化剂上的积炭，延长催化剂的使用期限。因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％(体)，新氢的纯度不小于70％。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间10三、为什么要脱硫氮氧及金属原子？1、含硫化合物的危害主要表现在：（1）含硫化合物对油品自身性质的负面影响（2）含硫化合物对设备及燃料油使用时发动机的危害；（3）含硫化合物燃烧后产生的硫氧化物污染环境；(4)含硫化合物使催化剂中毒、活性衰减。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间112、氮化物的危害表现在：（1）含氮燃料在燃烧时产生氮氧化物污染环境；（2）含氮化合物会使油品质量降低、安定性变坏；（3）煤焦油中的稠环芳香氮化物，具有致癌性。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间123含氧的危害表现在:(1)含氧化合物形成的酸类物质对设备会带来严重的腐蚀；（2）部分化合物可导致催化剂永久中毒2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间13第四节加氢精制工艺流程加氢精制的工艺过程多种多样，按加工原料的轻重和目的产品的不同，可分为汽油、煤油、柴油、煤焦油和润滑油等馏分油的加氢精制，其中包括直馏馏分和二次加工产物，此外，还有渣油的加氢脱硫。加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不同而有所区别，但其化学反应的基本原理是相同的。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区别。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间14如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间15一、反应系统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。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间16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。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间17二、生成油换热、冷却、分离系统反应产物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后，进入高压分离器。在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间18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，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃(不凝气)和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油，其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等组分，产品去分馏系统分离成合格产品。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间19三、循环氢系统从高压分离器分出的循环氢，小部分(约30％)直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富液(吸收液)再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺，净化后的氢气循环使用。2019/11/25内蒙建丰加氢裂化车间20问答：1.加氢精制的优点有哪些？2.加氢精制的作用是什么？3.加氢精制的反应包括哪些？4.加氢精制的H2来源主要有哪几种？5.为什么要限制加氢反应最高反应温度？6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统？