加氢精制技术-汽柴油加氢PPT课件

欢迎各位同学加入到东营联合石化这个大家庭！让我们职业生涯从这里扬帆起航！,加 氢 精 制 技 术- 190万吨/年焦化汽柴油装置介绍,2013年7月 东营,讲课人：卢 慧东营联合石化生产准备部TelMail:,3,4,目 录,加氢技术的发展过程概述加氢技术分类加氢精制的工艺原理加氢催化剂加氢主要自控方案加氢主要设备加氢过程的能耗190万吨/年焦化汽柴油加氢概述思考题,5,现代炼油工业的加氢技术（包括加氢工艺、催化剂和专用设备）是在二次世界大战以前经典的煤和煤焦油高压催化加氢技术的基础上发展起来的。1949年铂重整技术的发明和工业应用，除生产大量高辛烷值汽油组分外，还副产大量廉价的氢气，为现代加氢技术的发明和发展起到了关键作用。1950年炼油厂出现了加氢精制装置1959年出现了加氢裂化装置1963年出现了沸腾床渣油低转化率加氢裂化装置，,1. 加氢技术的发展过程概述,6,1969年出现了固定床重油（常压渣油）加氢脱硫装置，1977年出现了固定床渣油加氢脱硫装置，1984年出现了沸腾床渣油高转化率加氢裂化装置。这些加氢技术的发明和工业应用，使加氢技术由发生、发展走向成熟。尤其是近几年加氢技术的发展很快，无论是加氢催化剂，还是加氢工艺流程及专用设备都有了长足的进步。对环保要求越来越高的今天，加氢技术将成为21世纪的核心技术。,1. 加氢技术的发展过程概述,7,21世纪炼油工业将进一步发展2l世纪上半叶，石油资源仍可满足需求，石油仍将是主要能源之一，汽油、煤油和柴油还是主要的运输燃料，炼油工业仍将不断发展。,1. 加氢技术的发展过程概述,8,21世纪炼油工业面临严峻挑战 原油质量变差：原油密度变大，含硫量增加，是未来原油质量变化的总趋势。此外，原油中的其他杂质含量（Fe、V、Ni等）也呈上升趋势。因此就全球范围而言，今后炼油厂加工的原油将是比重大、含硫高、质量差的常规原油和非常规原油。,1. 加氢技术的发展过程概述,9,21世纪炼油工业面临严峻挑战 来自环保方面的压力日益增大：l992年联合国环境与发展大会通过了“2l世纪议程”，提出了将可持续发展战略作为新世纪各国的共同发展战略。,1. 加氢技术的发展过程概述,10,21世纪炼油工业面临严峻挑战 来自环保方面的压力日益增大：2l世纪的炼油工业必须遵循可持续发展战略，必须同时重视经济效益、保护环境和节约资源的原则，采用清洁的生产工艺，最大限度地降低生产过程中的物耗、能耗和污染物排放，同时最有效地利用石油资源，生产环境友好的石油产品。,1. 加氢技术的发展过程概述,11,21世纪炼油工业面临严峻挑战 来自环保方面的压力日益增大：在油品质量方面，因汽车尾气造成的空气污染已为世界各国所关注，因此已纷纷出台了新的法规，对发动机燃料的组成提出了越来越严格的限制。汽油：低硫低烯烃低芳烃、低蒸汽压柴油：低硫、低芳烃、高十六烷值、低干点,1. 加氢技术的发展过程概述,12,1. 加氢技术的发展过程概述21世纪炼油工业面临严峻挑战,13,1. 加氢技术的发展过程概述21世纪炼油工业面临严峻挑战,14,加氢技术将持续快速发展加氢工艺过程包括加氢裂化和加氢处理。将在如下方面起到关键作用： 加工高硫及劣质原油，扩大原油加工适应性 提高加工深度，增产轻质油品 提高成品油质量，生产低硫和超低硫清洁燃料 调整产品结构以及油化一体化生产化工原料,1. 加氢技术的发展过程概述,15,加氢技术将持续快速发展我国炼油工业从现在开始到2020年将有较大发展，但面临的形势很严峻。 预计到2020年中国的原油需求量可能增至5.5亿吨， 2012年中国进口原油2亿8000万吨 石油对外依存度58%左右 ，进口油大多为高硫或重质原油，增加了加工难度。 汽车工业发展迅速，到2020年将超过1亿辆，因此对汽车的排放提出了严格要求。,1. 加氢技术的发展过程概述,16,加氢技术将持续快速发展 石油化工产品需求增长迅速，到2020年按国内乙烯产量满足需求率50左右，加上PX用化工轻油，界时需化工原料油7800万吨左右，炼油工业将难以满足。 含硫原油加工量的增加，对大气污染的影响日益严重。为解决上述我国炼油工业发展中存在的严重问题，需要采取诸多相应的对策，发展加氢工艺毫无疑问是众多对策中最重要的一项措施，因此可以预见，我国加氢技术将持续快速发展。,1. 加氢技术的发展过程概述,17,国外加氢技术发展趋势 国外近年加氢技术的发展趋势主要是：为适应低硫和超低硫燃料的生产，重视催化原料的预处理，以及创新发展多种催化汽油加氢预处理技术；为加工含硫原油，提高轻质油品收率，含硫渣油的加氢处理和RFCC组合工艺得到相应发展；,1. 加氢技术的发展过程概述,18,国外加氢技术发展趋势 国外近年加氢技术的发展趋势主要是：为提高加氢裂化水平，开发多种形式的新工艺，提高装置处理能力，改善产品分布，消除装置瓶颈；催化剂不断推陈出新，新催化剂的脱硫脱氮活性大幅度提高；发展深度脱硫脱氮技术，实现含硫VGO、LCO、LCGO直接生产超低硫柴油。,1. 加氢技术的发展过程概述,19,国内加氢技术发展迅速 含硫VGO预处理技术效果明显； 催化汽油后处理技术与国外同步； 提高柴油质量技术LCO改质技术、深度脱硫技术； 渣油加氢技术及RDS/VRDS-RFCC组合工艺技术； 发展了多种形式的加氢裂化技术； 加氢裂化催化剂不断更新换代。,1. 加氢技术的发展过程概述,20,加氢技术发展历史加氢技术将成为21世纪的核心技术国内外加氢技术的发展方向,1. 加氢技术的发展过程概述-小结,21,一类为加氢处理（Hydrotreating），是指通过加氢反应原料油的分子大小没有变化以及有10%或10%的分子变小的那些加氢工艺。 加氢裂化（HydroCracking）是指加氢反应原料中有10%以上的分子变小的那些加氢工艺。,2. 加氢技术分类,22,加氢处理类技术石脑油加氢，焦化汽、柴油加氢，煤油加氢，直馏柴油加氢，催化柴油加氢，催柴、直柴、焦柴混合加氢， VGO加氢精制，焦化蜡油加氢精制，白油加氢，凡士林加氢，石蜡加氢（食品蜡），微晶蜡加氢(地蜡)，润滑油低压加氢补充精制，柴油临氢降凝。,2. 加氢技术分类,23,加氢裂化类技术中压加氢改质（中压加氢裂化）， 高压加氢改质（高压加氢裂化生产润滑油基础油），加氢裂化，润滑油催化脱蜡、润滑油高压加氢串联流程，润滑油异构脱蜡串联流程，悬浮床渣油加氢裂化，煤液化及加氢稳定，渣油加氢脱硫，脱沥青油加氢脱金属加氢裂化串联流程。,2. 加氢技术分类,3 . 加氢精制工艺原理,加氢精制定义 质量低劣的原料油，在一定的温度、压力和氢气存在的情况下，通过加氢精制催化剂床层，将其中的含硫（S）、含氮（N）、含氧（O）等非烃化合物转化为易除去的硫化氢（H2S）、氨（NH3）、水（H2O），将安定性很差的烯烃和某些稠环芳烃饱和，金属有机物氢解，金属杂质截留，从而改善油品的安定性能、腐蚀性能，得到品质优良的产品，此种过程称为加氢精制。 加氢技术的关键之一是催化剂。,25,加氢过程主要化学反应如下：（1）、脱硫反应 含硫化合物的危害主要有：a、对油品自身性质的负面影响；b、对石油炼制过程中的加工设备以及燃料油在使用期间对发动机的危害；c、燃烧后产生的SOX 和NOX对人类环境的不良影响；d、使催化剂中毒、活性衰减。主要的表示反应如下：,3. 加氢精制工艺原理,3. 加氢精制工艺原理加氢过程主要化学反应如下：,（2）、脱氮反应 油品中有氮化物危害主要有：所排放的 NOX污染环境；作为二次加工装置的进料，会导致催化剂快速中毒而失活，缩短运转周期；会促使油品质量降低、安定性变坏；重质油中氮化物，尤其是稠环芳香氮化物，具有致癌性。,3.加氢精制工艺原理加氢过程主要化学反应如下：,（3）、脱氧反应 石油中的氧含量是以有机化合物的形式存在，一般不超过2%，油品中含氧化合物的存在不但影响产品质量，而且使进一步加工产生困难和设备腐蚀，因此需要加氢脱除。,3.加氢精制工艺原理加氢过程主要化学反应如下：,（4）、烯烃加氢饱和反应 烯烃一般在直馏汽煤柴油中含量较少，但是在二次加工油中含量则很高，如焦化汽油、催化裂化汽油。由于烯烃极易氧化缩合、聚合生成胶质，使得这些产品稳定性差，难于直接做后续工艺的原料，必须先加氢精制。,3.加氢精制工艺原理概述加氢过程主要化学反应如下：,（4）、芳烃加氢饱和反应 芳烃存在于石油馏分的轻、中、重馏分中，它的存在一方面影响产品的使用性能，一方面影响人类的健康。因此，各国对汽柴油等馏分产品的含量的规定十分严格。芳烃加氢可以提高柴油的十六烷值。,3.加氢精制工艺原理加氢过程主要化学反应如下：,（4）、加氢脱金属反应 加氢原料油中以油溶性有机金属化合物或其复合物、脂肪酸盐或胶体悬浮物形式存在的金属全部被吸附在催化剂的表面而被脱除。加氢原料主要含有铁、镍、铜、钒、铅、钴以及钠、砷、钙、镁等。含量在PPm级，从含量及影响两方面考虑，危害性较大的是镍和钒，其次是铁、铜、钠和钙等，均属可导致催化剂永久中毒的元素。,式中 R,R烷烃，芳烃；M-钒等金属,3.加氢精制工艺原理加氢过程主要化学反应如下：,在各种加氢精制反应中，其反应速度大小按如下排序脱金属二烯烃饱和脱硫脱氧单烯烃饱和脱氮芳烃饱和,32,加氢精制工艺流程已经很成熟，除了催化汽油加氢脱硫和液相加氢的工艺流程外，其它类的加氢精制流程基本相同，只是局部有一些不同的特点。,3.加氢精制工艺原理 加氢精制工艺流程,33,3.加氢精制工艺原理 加氢精制工艺流程,典型加氢精制流程,34,液相加氢技术,3.加氢精制工艺原理加氢精制工艺流程,35,液相加氢技术 取消了氢气循环系统（包括循环氢压缩机、冷热高分、高压空冷器、循环氢脱硫塔等设备），增加了加氢反应器流出物流循环系统（主要为反应器循环泵）；反应空速高、反应器体积小；脱硫脱氮效果显著，可生产超低硫氮油品；反应温升小，反应器内不存在局部热点，催化剂不易结焦；操作费用和能耗低；特别适用于现有柴油精制装置生产超低硫柴油的改造；,3.加氢精制工艺原理 加氢精制工艺流程,东营联合石化190万吨/年焦化汽柴油加氢反应部分流程简图,原料油(常减压),加氢精制反应器,原料油(焦化),循环氢压缩机,反应进料加热炉,原料油缓冲罐,原料油泵,反应流出物空冷器,新氢压缩机入口分液罐,原料油过滤器,低分油至分馏,新氢,冷高压分离器,新氢氢压缩机,循环氢压缩机入口分液罐,低压分离器,反应流出物/热原料油换热器,热高分气/混合氢换热器,精制柴油/原料油换热器,原料油泵液力透平,冷低分气至装之外脱硫,注水,酸性水至汽提,循环氢脱硫塔,热低分器,热高压分离器,酸性水至汽提,热低分气空冷器,循环氢旋流脱烃器,东营联合石化190万吨/年焦化汽柴油加氢汽提部分流程简图,酸性气至装置外,汽提塔顶空冷器,汽提塔顶回流罐,至分馏塔,汽提塔顶后冷器,含硫污水,汽提塔,低分油自反应部分来,低压蒸汽,酸性水去汽提,汽提塔顶回流泵,精制柴油/分馏塔塔进料换热器,东营联合石化分馏部分流程简图,分馏塔顶空冷器,分馏塔顶回流罐,分馏塔顶后冷器,分馏塔,分馏进料,分馏塔顶水至注水罐,凝结水泵,产品分馏塔顶回流泵,分馏塔顶/热水换热器,火炬,石脑油至装置外,精制柴油/产品分馏塔进料换热器,精制柴油泵,分馏塔底重沸炉,精制柴油/热水,精制柴油空冷,产品,39,柴油规格发展趋势硫含量、T95、密度、十六烷值、多环芳烃 柴油的低硫化是世界各国和地区柴油新规格的发展趋势。如何经济合理地生产低硫柴油将是我国目前和今后一定时期内炼油业需要重点解决的课题之一。,3. 加氢精制工艺原理低硫柴油生产技术,40,低硫柴油生产技术 降低柴油硫含量的途径 原料/原油选择 降低原料终馏点 调入煤油组分 换用高活性催化剂 增加反应器 新建加氢装置最经济和简便的方法是采用更高活性的加氢脱硫催化剂,3.加氢精制工艺原理,3.加氢精制工艺原理影响汽煤柴油加氢主要的主要因素：反应压力、反应温度、空速、氢油比、原料性质和催化剂等,反应压力 反应压力的影响是通过氢分压来体现的。氢分压决定了系统中的操作压力、氢油比、循环氢纯度以及原料的气化率。 氢分压取决于反应系统压力和氢纯度，氢分压提高对催化反应有好处，一方面可抑制结焦反应，降低催化剂失活速率；另一方面可提高硫、氮和金属等杂质的脱除率，同时又促进稠环芳烃加氢饱和反应。所以，应当在设备和操作允许的范围内，尽量提高反应系统的氢分压。,3.加氢精制工艺原理影响汽煤柴油加氢主要的主要因素：,反应温度 加氢反应为放热反应，从热力学来看，提高温度对放热反应是不利的，但是，从动力学角度来看，提高温度能加快反应速度。由于加氢精制在通常的反应温度下硫、氮化物的氢解属于不可逆反应，不受热力学平衡的限制，反应速度随温度的升高而加快，所以，提高温度可以促进加氢反应，提高加氢精制的深度，使生成油中的杂质含量减少。但温度过高容易产生过多的裂化反应，增加催化剂的积炭，产品的液相收率降低，甚至增加产品中的烯烃含量。对于硫、氮杂环化合物，由于受芳环加氢热力学的限制，在不同压力下存在极限反应温度，当超过这一极限温度时，脱硫或脱氮率开始下降。 反应温度还和能耗与氢耗有直接关系，在实际中，应根据原料性质和产品要求来选择适宜的反应温度,3.加氢精制工艺原理影响汽煤柴油加氢主要的主要因素：,空速 单位时间内单位体积（或质量）催化剂所通过原料油的体积（或质量）数。空速对应着装置的加工能力。 空速越高表示催化剂活性越高，装置处理能力越大。但是，空速不能无限提高。对于给定的加氢装置，进料量增加时空速增大，空速大意味着单位时间里通过催化剂的原料多，原料在催化剂上的停留时间短，反应深度浅。相反，则反应的转化率大。但是，较低的空速意味着在相同处理量的情况下需要的催化剂数量多，反应器体积较大，在经济上是不合理的。所以，工业上加氢过程空速的选择 要根据装置的投资、催化剂的活性、原料性质、产品要求等各方面综合确定。,3.加氢精制工艺原理影响汽煤柴油加氢主要的主要因素：,氢油比 在工业装置中通用的是体积氢油比，是指工作氢在标准状态下的体积流率与原料油体积流率之比。氢气量为循环气流量与循环气中氢浓度的乘积。 提高氢油比反应器内氢分压上升，参与反应的氢分子数增加，有利于提高反应深度，有助于抑制加氢缩合反应，使催化剂表面积积炭率降低，维持催化剂的活性，延长了催化剂的使用周期。但是，氢油比过高，会使得循环氢压缩机和气液分离系统的负荷增大，能量消耗增多，动力消耗增大，操作费用增加，因此，要根据具体情况选择适宜的氢油比。,4.加氢催化剂,加氢精制催化剂在加氢精制过程中起着核心的作用。装置的投资、操作费用、产品质量等都和催化剂的性质有关。催化剂发展决定着加氢精制的技术水平。,4.加氢催化剂概述,定义：是指能够参与反应并加快或降低化学反应速度,但化学反应前后其本身数量和性质不发生变化的物质。催化剂的基本特征是改变反应历程，改变反应的活化能，改变反应速率常数，但不改变反应的化学平衡。加快反应速度的称正催化剂；减慢的称负催化剂。通常所说的催化剂是指正催化剂。组成：主活性组份、助剂和载体三部分。主活性组分是催化剂中起主要催化作用的组分，加氢催化剂的主活性组分主要是W、Mo、Ni、Co等金属，主要是是加氢活性的主要来源；助剂添加到催化剂中用来提高主活性组分的催化性能，提高催化剂的选择性或热稳定性。助剂有氧化铝和二氧化硅等。按其作用机理分为结构性助剂和调变性助剂。载体是负载活性组分并具有足够的机械强度的多孔性物质。其作用是：作为担载主活性组分的骨架，增大活性比表面，改善催化剂的导热性能以及增加催化剂的抗毒性，有时载体与活性组分间发生相互作用生成固溶体和尖晶石等，改变结合形态或晶体结构，载体还可通过负载不同功能的活性组分制取多功能催化剂。,4.加氢催化剂性能及评价,催化活性 催化剂的加氢活性和元素的化学特性有密切关系，不同种类活性金属组分对加氢活性有不同影响，只有选择最佳的组合种类，才能达到最佳的活性水平。机械强度 一般催化剂要承受在运输时受到的撞击，装填时一定自由落体高度时的碰撞，生产上紧急泄压引起的床层而传递给催化剂颗粒的压强。因而，催化剂承受压碎强度的能力有时比催化剂的活性更为重要。催化剂活性稳定性 活性很高，如稳定性不好，一遇到波动催化剂的活性就会有很大损失，这种催化剂是没有实用性。一般催化剂失活是缓慢过程，其稳定活性期是相当长的，失活主要来自积炭量，重金属（如铁、镍、铜、钒、钙等）的沉积，但后者含量极少，因而主要是防止催化剂迅速结焦而失活。,4.加氢催化剂性能及评价,再生性能 当催化剂积炭量达15%以上或活性快速降低时需进行再生，再生后活性基本恢复，精制剂都要具有好的再生性能。目前一般采用器外再生，其催化剂活性恢复要优于器内再生。催化剂成本 催化剂的活性水平、机械强度和活性稳定性是三大技术因素，而成本高低是另一关键因素，在今天激烈的市场竞争中，会影响到企业的生存空间。催化剂成本取决于：原材料费用、加工费用和管理费用。低成本高性能的加氢催化剂是当今技术市场发展的需要，是研究者和生产者共同努力奋斗的目标。,5 .主要自控方案,190万吨/年焦化汽柴油加氢装置与其他装置共用一个中心控制室（抗爆结构）。各工艺装置、系统单元的DCS、SIS及CCS显示操作站、辅助操作台等人机界面全部安装在中心控制室内。控制机柜放置在现场机柜室（区域现场机柜室，共用），控制室通过冗余光纤与现场机柜室的机柜进行通讯和连接，这种方案既可节省大量电缆，又能提高信号传输效率、可靠性和抗干扰能力。,5 .主要自控方案 DCS,本装置采用分散控制系统（DCS），对全装置工艺过程进行集中控制、监测、记录和报警。DCS显示全面、直观、精确、控制可靠、操作方便，其将各种工艺变量进行数据处理，用于过程的实时控制、超限报警，生成各种控制、显示和报警画面，打印各种生产、管理及报警报表。实现生产过程数据实时、集中、快速处理，为装置安全、平稳、长周期、满负荷、高质量运行提供强有力支持和保证。,5 . 主要自控方案 DCS,典型的DCS操作画面(反应）,5 .主要自控方案 SIS,为保证装置的安全生产，设置与装置安全等级相适应的独立的安全仪表系统(SIS)，用于装置的紧急事故切断和自保联锁保护，同样，其操作界面置于中心控制室，控制机柜放置在现场机柜室（FAR），控制室通过冗余光纤与现场机柜室的机柜进行通讯和连接。SIS控制站在现场机柜室与装置DCS控制站进行通讯。,5 .主要自控方案 GDS,为确保装置安全生产和人身安全，在装置存在易燃易爆、有毒及H2气体的危险场所，设置可燃气体、H2S有毒气体、H2气体检测仪表，不设置独立的可燃气体/有毒气体检测系统（简称GDS），可燃气体/有毒气体/H2气体等检测信号直接进DCS的独立卡件。在中心控制室内设置一个独立的显示终端用于GDS系统的信息显示、报警等。,5 .主要自控方案 CCS,本装置循环氢压缩机和新氢压缩机不设独立的机组操作室。为保证离心式循环氢压缩机安稳运行和远程操作，设置机组专用监测和控制系统(CCS)，完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能。对往复式新氢压缩机，其联锁停车等相关保护在装置安全仪表系统SIS实现；其过程监测和控制在装置的DCS中实现，同样CCS操作界面置于中心控制室的主操室，控制机柜放置在现场机柜室（FAR）， CCS控制站设置与DCS通讯接口。,6. 加氢主要设备-固定床反应器,分类 反应器按反应器内介质流向可分为径向和轴向反应器；按设备结构可分釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器和硫化床反应器。 加氢精制装置一般采用固定床反应器，而按照反应产物流动状态的不同可分为鼓泡床、滴流床和径向床反应器。在加氢精制装置中，反应器主要采用滴流床反应器。,56,6. 加氢主要设备-固定床反应器,57,目前固定床反应器多采用热壁式，采用板焊或锻焊结构。固定床加氢反应器中采用各种内构件将气液两相物流充分混合、换热均匀，并分配到整个反应器横截面上。反应器内构件的性能直接关系到能否充分发挥高活性催化剂应有效能和加氢装置的“安、稳、长、满、优”运行。反应器内构件成为加氢装置工程研究的关键问题之一。,6. 加氢主要设备固定床反应器,58,入口扩散器,6. 加氢主要设备固定床反应器,原结构 加导流锥结构 四隔板结构,59,6. 加氢主要设备固定床反应器反应器内构件气液分配器,螺旋条缝分配器 ZL200620134122.0,6. 加氢主要设备固定床反应器反应器内构件气液分配器,61,冷氢箱 反应器内构件的性能对控制加氢反应深度、保证目的产品收率、提高催化剂的利用率、延长装置的操作周期及保障装置的安全操作都是至关重要的。CLG公司的ISOMIX新型反应器内构件、UOP公司的UltraMixTM新型反应器内构件以及SHELL公司的HD tray和UFQ新型反应器内构件都是近几年研究开发并成功工业应用的。国内工程公司结合自身的特点和工程经验，相继开发了多种具有自主知识产权的新型内构件并改进了一种传统的内构件。,6.加氢主要设备固定床反应器,62,CLG “Nautilus” Internals,冷氢箱,6.加氢主要设备固定床反应器,63,Shell HD tray(with pre-distributor),冷氢箱,5. 加氢主要设备固定床反应器,64,冷氢箱,5. 加氢主要设备固定床反应器,65,冷氢箱,5. 加氢主要设备固定床反应器,性能优异的扁平型反应器内构件该结构已获得中国国家专利（专利号ZL200620134123.5）,66,冷氢箱,性能优异的BL型反应器内构件该结构已获得中国国家专利（专利号ZL97202630.4）,6. 加氢主要设备固定床反应器,67,冷氢箱,性能优异的漩流型反应器内构件该结构已获得中国国家专利（专利号ZL00253961.6 ）,6. 加氢主要设备固定床反应器,68,性能优异的改进型漩流型反应器内构件该结构已获得中国国家专利（专利号ZL200620133859.0 ）,6. 加氢主要设备固定床反应器冷氢箱,69,冷氢箱,性能优异的对流型反应器内构件,节流孔罩,冷氢管,混合室,挡板,6. 加氢主要设备固定床反应器,6. 加氢主要设备固定床反应器冷氢管,71,反应进料加热炉是装置内的关键设备之一，其炉管内工艺介质为高温、高压的氢气和油气混合物，操作条件十分苛刻，一般均采用水平管双面辐射炉炉型，并且应使管内两相流达到环状流或雾状流流型。为了保证炉管受热均匀，选择适宜发热量的扁平焰气体燃烧器，均匀布置在炉管两侧。为了监测操作过程中炉管金属温度的变化，保证装置的长周期运转，在炉管上还设置适当数量的炉管表面热电偶。,6. 加氢主要设备加热炉,72,操作弹性大：由于水平管比垂直管更容易得到环状流或雾状流流型，因此加热炉更容易适合多种工况条件下的操作。压降小：由于单排管双面辐射的平均热强度是单面辐射的平均热强度的1.5倍，其炉管水力长度只有单面辐射的0.66倍，即在管内流速相同的条件下，其压降仅为单面辐射的66%。设备投资小：加氢反应进料加热炉的炉管均采用TP321或TP347材质，炉管占全炉总投资的比例一般在40%以上。由于双面辐射炉炉管金属重量比单面辐射炉减少近33%，因此可大大减少加热炉总投资。,6. 加氢主要设备加热炉,73,加氢反应进料加热炉,6. 加氢主要设备加热炉,74,高压换热器的结构形式有两种：一种是与普通低压换热器相似的大法兰式，另一种是螺纹锁紧环式。大法兰式高压换热器存在易漏的缺点，特别是在开工、停工或温度变化的阶段，更加容易泄漏，而且带温带压时无法紧固大螺栓以排除泄漏。螺纹锁紧环式高压换热器解决了大法兰的笨重、密封困难的两大难题，在操作过程中，可以随时通过拧紧内圈压紧螺栓来调整内密封垫片，排除泄漏。其缺点是结构复杂，机加工件多，各部件间配合精度要求高，给制造和装配带来很大不便。,6. 加氢主要设备高压换热器,75,目前,在加氢装置中采用着单壳程和双壳程两种结构型式。双壳程与单壳程的区别就是它有一个纵向隔板以及隔两侧的密封结构。 加氢装置属深度换热，特别是加氢裂化装置。加热炉温升较小，反应热较大，冷热流每侧的温差很大。 双壳程换热器与单壳程换热器相比有着较大的优越性。在同样情况下，双壳程的换热面积可比单壳程大约节省20%以上 。,6. 加氢主要设备高压换热器,76,6. 加氢主要设备高压换热器,77,专为大直径螺纹环换热器，研发了大模数的螺纹环。,6. 加氢主要设备高压换热器,78,隔膜密封加氢高压换热器、螺旋折流板、螺旋缠绕管换热器等高效换热设备开发成功并工业应用，取得很好的效果。扭曲管换热器开发成功。水膜蒸发空冷器开发成功。,6. 加氢主要设备高压换热器,79,目前,在加氢装置中采用丝堵式双金属轧制翅片管高压空冷器 在加氢装置用高压空冷器的设计中需要特别注意如下方面：根据操作介质选择适合的钢材来制作管箱。将翅片管与管板连接设计为强度胀加密封焊形式，这样可以抵抗因振动而可能产生的疲劳破坏。合理设计矩形管箱四块板间的焊接坡口形式和尺寸，以保证实现全焊透。在进出口温差大于110时，将进、出口管箱设计成剖分式，使两管箱间可以相对移动，以避免热膨胀差应力引起翅片管与管板拉脱。在翅片管与管板连接处增设抗腐蚀性能卓越的衬管，由此避免了该部位由于冲蚀而产生的破坏。对矩形管箱的制造、检验提出严格的，但切实可行的技术要求。,6. 加氢主要设备高压空冷器,80,双金属轧制翅片管高压空冷器,6. 加氢主要设备高压空冷器,81,加氢装置的氢压机一般都是采用往复式和离心式压缩机，从不采用轴流式或回转式类型的压缩机。 往复式压缩机适用于吸气量为450m3/min以下的情况。 离心式压缩机适用于吸气量为2530000m3/min的情况。 在某些处理量小的加氢装置中，为了节省投资也有将补充氢的气缸和循环氢的气缸放在一台压缩机机组中共用一台电机进行操作。,6. 加氢主要设备压缩机,82,6. 加氢主要设备压缩机,加氢压缩机,83,高压容器 高压泵 自动反冲洗过滤器,6. 加氢主要设备,84,自动反冲洗过滤器,6. 加氢主要设备,85,加氢装置是炼油厂中能耗较大的装置之一。据对我国炼油厂的几大主要装置（常减压、催化裂化、催化重整、焦化、加氢精制、加氢裂化）的能耗统计，加氢装置的总能耗约占其中近30%。 因为加氢反应过程是在高温、高压、临氢操作，对进料和氢气有加热升温和升压的要求，消耗大量的燃料和动力，因此决定着它居于用能大户的地位。 为此，必须通过不断的技术进步，改进加氢过程工艺和提高催化剂的加氢性能，以促使加氢装置大大降低能耗，满足生产发展的需要。,7. 加氢过程的能耗,86,总输入能多；升压用电在能耗中比例大；化学氢耗量随反应苛刻度（或转化率）大小而变化；反应热随耗氢量的增加而增加，可回收利用能数量大；低温热多；运转初期和运转末期操作条件不同，用能也有所不同。,7. 加氢过程的能耗能耗特点,87,不同的催化加氢工艺：优选工艺是节能的前提工艺条件：开发和采用新型催化剂，充分合理利用反应热原料及装置组成：实现热联合，回收低温热装置负荷率：采用高效设备，在最佳效率点操作,7. 加氢过程的能耗影响能耗主要因素,88,总的来说，加氢装置的节能思路与各种炼油装置基本是一样的。改进工艺流程和操作条件，降低工艺总能耗；提高能量回收率，减少排弃能量；如液力透平；提高能量转换效率，减少装置供入总能；实现装置的热联合、氢气和蒸汽网络的梯级利用；减少能量损失，采用高效设备和控制措施（提高加热炉效率、降低换热温差及压缩机卸荷等），加强设备和管线保温，减少热损失。,7. 加氢过程的能耗降低能耗的措施,8. 190万吨/年焦化汽柴油加氢装置概述,根据东营联合石化有限责任公司炼油化工一体化项目总流程的要求，需新建一套190万吨/年焦化汽柴油加氢装置。该装置以直馏柴油、焦化柴油、焦化石脑油的混合油为原料，经过加氢脱硫、脱氮，生产低硫石脑油和精制柴油。石脑油作为下游重整装置的进料，精制柴油满足欧V质量标准。,8. 190万吨/年焦化汽柴油加氢装置概述设计单位和工艺技术,该装置由反应部分（包括新氢压缩机、循环氢压缩机、循环氢脱硫部分）、分馏部分及公用工程设施组成。 根据原料油的组成、性质和产品方案及质量要求 ，采用洛阳石化工程公司成熟的汽柴油加氢工程技术。,8. 190万吨/年焦化汽柴油加氢装置概述,和其他装置关系,常压装置,汽柴油加氢,罐区,连续重整,不凝气石脑油蜡油减压渣油 直馏柴油,延迟焦化,焦化柴油焦化汽油蜡油液化气 干气焦炭,42.02%,39.49%,制氢,氢气,0.88%,柴油低分气石脑油干气,至装置外脱硫,为加氢裂化培养人才,18.50%,8. 190万吨/年焦化汽柴油加氢装置概述工艺特点,该装置采用中国石化洛阳石油化工工程公司的汽柴油加氢工程技术，抚顺石油化工