加氢工艺原理与操作.ppt

加氢精制装置工艺原理与操作,刘玉庆Liuyuqing,内容,一、加氢精制原理二、加氢精制化学反应三、影响加氢精制反应的主要因素四、工艺原理与装置流程原则图五、工艺操作条件,第一部分加氢精制原理,一、加氢精制原理,加氢精制是油品在一定温度、氢分压和催化剂存在的条件下进行的烯烃和芳烃加氢饱和、脱氧、脱硫、脱氮等化学反应，从而改善油品的贮存安定性、颜色、气味、粘温性能、燃烧性能等指标。,第二部分加氢精制化学反应,二、加氢精制化学反应,加氢精制进行的化学反应主要包括：烯烃和芳烃加氢饱和；含氧、硫、氮非烃类化合物的加氢分解，少量芳烃的开环、断链和缩合反应。如：CmH2m+2CmnH2(mn)2CnH2n烷烃烷烃烯烃CnH2nH2CnH2n+2烯烃烷烃芳烃加氢：3H2-苯环已烷,含氮化合物的加氢：4H2CH3CH2CH2CH3NH3吡咯丁烷+4H2+NH3,苯胺环已烷,含硫化合物的加氢：RSHH2RHH2S硫醇烷烃RSR2H2RHRHH2S硫醚烷烃烷烃,含氧化合物的加氢：H2H2O苯酚苯环已烷苯进一步反应生成环已烷,第三部分影响加氢精制反应的主要因素,三、影响加氢精制反应的主要因素,影响加氢精制反应的主要因素有：温度、压力、空速、氢油比、催化剂的使用性能以及原料油性质等。,温度：提高反应温度可以加快反应速度，促进加氢反应进行，从而降低油品中杂质的含量。但温度过高会引起裂解反应，降低产品收率并加快催化剂积炭，损失催化剂的活性。反应温度的高低主要取决于催化剂的使用性能与原料油性质。新的催化剂活性强，初始反应温度较低，但随着催化剂使用时间延长，活性下降，则需要提高反应温度来达到产品质量要求，轻质油品比重质油品所需反应温度低。,1.温度,2.压力,压力：主要是指氢分压，氢分压越高对加氢反应越有利，可以增加加氢深度，有利于杂质的脱除以及抑制催化剂积炭的沉积，但压力越高，对设备材质要求也越高，因此压力的提高是有一定限制的。在加氢精制生产过程中采用工业氢与循环氢混合方法，通过调节循环氢纯度来改变氢分压。,3.空速,空速：指单位时间内通过单位体积催化剂的物料体积数。空速越高则装置生产能力越大，但反应物料在反应中停留时间越短，不利于反应的完全进行，产品质量受到影响。如空速过低，则生产能力降低，在反应器中停留时间过长会增加裂解导致产品收率降低，催化剂上易积碳。所以空速是有一定限制的，它受到原料油性质、催化剂使用性能、产品质量要求等因素限制，不能随便提高或降低。,4.氢油比,氢油比：是指在标准状况下纯氢气体积与原料油体积之比。当其它条件确定时，增大氢油比可以提高加氢反应速度，抑制催化剂积炭以及有利于反应热的导出。如果氢油比过大则减少了原料油在反应器中停留时间，反而降低了加氢精制深度，对产品质量不利。对于加氢反应放热较大的原料油则需要较大的氢油比，利用氢气作载体带出反应热量。,5.催化剂,催化剂：是影响加氢反应最关键的因素，直接影响到产品质量。加氢工艺条件如压力、温度、氢油比、原料油和新氢的组成在很大程度上取决于过程所选用催化剂的性能。选用好的催化剂不但可以降低工艺苛刻程度，而且对降低加工成本，提高经济效益很有利。,装置特点,三套加氢精制装置全部采用热高分和热低分；采用炉前混氢工艺；采用常压汽提和减压干燥；石蜡加氢装置和微晶蜡加氢装置均有原料预处理系统；使用三种不同的催化剂；润滑油加氢为FV-10，石蜡加氧为RJW一1，微晶蜡加氢为RJW一2；装置还采用了二台21/4Cr一1Mo材质的热壁反应器，一台21/4Cr一1Mo材质的冷壁反应器及一台21/4Cr一1Mo材质的热高分，必须了解在371一493温度范围内进行操作所引起的脆化现象，同时必须了解在温度低于121时可能出现的脆性破坏。,第四部分工艺原理与装置原则流程图,1.石蜡加氢精制原理,石蜡加氢精制是在不改变石蜡质量的主要指标（含油量、熔点、针入度等）情况下，降低稠环芳烃、着色物质和不稳定物质的含量，脱除含硫、氧、氮化合物，以改进石蜡的颜色、气味和光、热安定性，达到不同使用要求。,石蜡加氢装置原则流程图,2.润滑油加氢补充精制原理,润滑油基础油加氢精制是除去油品中的含硫、氧、氮化合物，改善油品颜色，贮存安定性，降低酸值。轻度加氢精制不能饱和芳烃，更不能进行加氢裂化，因此粘度指数提高较少。如果使用特殊效能的催化剂，在较苛刻的条件下，使稠环芳烃转化为单环、少环长侧链烃，则可以提高粘度指数，生产高档润滑油。,润滑油加氢装置原则流程图,3.微晶蜡加氢精制原理,微晶蜡加氢精制的目的是为了除掉氧、硫、氮的化合物，特别是除掉芳烃化合物，降低芳烃含量，改善其颜色、气味和光、热安定性，使之达到工业、药用及食品卫生要求。,微晶蜡加氢精制原理,含硫、氮等杂原子化合物是影响白油颜色和气味的组分。芳烃具有一定的毒性，多环芳烃的存在还会影响白油的颜色，同时多环芳烃具有致癌的可能性。白油加氢过程的主要目的就是，脱除原料油中的硫、氮等杂质并使芳烃深度饱和，使之满足易碳化物、紫外吸收等指标要求。因此，白油加氢中发生的主要反应有：杂原子化合物氢解反应、芳烃饱和反应。另外也可能发生少量加氢裂化反应，由于该反应导致轻馏分生成，因此应尽量避免其发生。,微晶蜡加氢装置原则流程图,第五部分工艺操作条件,1.石蜡加氢,1.反应温度2403302.反应压力MPa6.07.03.氢分压不小于MPa5.54.体积空速h-10.61.05.氢油比（体积）不小于200：16.反应器压差不大于MPa1.07.汽提塔顶温度1101908.干燥塔真空度MPa0.050.079.原料脱气塔真空塔MPa0.020.0410.低分压力MPa0.400.60,2.润滑油加氢,1.反应温度2202802.反应压力MPa4.04.53.氢分压不小于MPa3.54.体积空速h-10.61.25.氢油比（体积）不小于200：16.反应器压差不大于MPa1.07.汽提塔顶温度1101908.干燥塔真空度MPa0.060.089.低分压力MPa0.400.60,3.微晶蜡加氢,1.反应温度2403302.反应压力MPa6.27.53.氢分压不