石油炼制工程第08章催化加氢过程

1、 概 述 1、反应压力、反应压力 由于加氢是体积缩小的反应，所以从热力学来看，加压由于加氢是体积缩小的反应，所以从热力学来看，加压 对于化学平衡有利。反应压力的影响通过提高氢分压来体现。对于化学平衡有利。反应压力的影响通过提高氢分压来体现。 柴油馏分（柴油馏分（200350）加氢精制的反应压力一般在）加氢精制的反应压力一般在 4.05.0mpa（氢分压（氢分压34mpa）。）。 加氢裂化所用原料越重，反应压力越高：加氢裂化所用原料越重，反应压力越高： 直馏瓦斯油约直馏瓦斯油约7.0mpa； 减压馏分油和催化裂化循环油约减压馏分油和催化裂化循环油约10.015.0mpa； 渣油要用渣油要用20.

2、0mpa。 2、反应温度、反应温度 提高反应反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反提高反应反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反 应速度加快。工业上希望有较高的反应速度，但反应应速度加快。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来选择适宜的反应温度。原料性质和产品要求来选择适宜的反应温度。 加氢精制的反应温度一般不超过加氢精制的反应温度一般不超过420，因为高于，因为高于420会会 发生较多的裂化反应和脱氢反应。发生较多的裂化反应和脱氢反应。 重整原料精制重整原料精制400420； 航空煤油精制

3、航空煤油精制350360（超过（超过370时，四氢萘和十时，四氢萘和十 氢氢 萘脱氢生成萘的平衡转化率急剧上升）；萘脱氢生成萘的平衡转化率急剧上升）； 柴油加氢精制柴油加氢精制400420（反应温度升高会发生环烷烃脱（反应温度升高会发生环烷烃脱 氢使十六烷值下降，同时脱硫率和烯烃饱和率下降）。氢使十六烷值下降，同时脱硫率和烯烃饱和率下降）。 加氢裂化所选用的温度范围较宽（加氢裂化所选用的温度范围较宽（260400），这），这 是根据催化剂的性能、原料性质和产品要求来定。是根据催化剂的性能、原料性质和产品要求来定。 反应过程中催化剂表面积炭使催化剂活性降低，为保反应过程中催化剂表面积炭使催化剂活

4、性降低，为保 持反应速度，须将反应温度逐步提高。持反应速度，须将反应温度逐步提高。 原料中的氮化物会使催化剂酸性活性降低，为保持所原料中的氮化物会使催化剂酸性活性降低，为保持所 需反应深度，也必须提高反应温度。需反应深度，也必须提高反应温度。 3、空速、空速 空速反映了装置的处理能力。工艺上希望采用较高的空速反映了装置的处理能力。工艺上希望采用较高的 空速，但是空速受到反应速度的限制。空速，但是空速受到反应速度的限制。 根据催化剂活性、原料性质和反应深度的不同，空速根据催化剂活性、原料性质和反应深度的不同，空速 在在0.510h-1范围内波动。范围内波动。 重质油料和二次加工油料加氢处理时降低

5、空速，烯烃重质油料和二次加工油料加氢处理时降低空速，烯烃 饱和率、脱硫率和脱氮率都会有所提高。饱和率、脱硫率和脱氮率都会有所提高。 4、氢油比、氢油比 高氢分压对加氢反应在热力学上有利，同时抑制生成积高氢分压对加氢反应在热力学上有利，同时抑制生成积 炭的缩合反应。维持高的氢分压是通过大量的氢循环实现的，炭的缩合反应。维持高的氢分压是通过大量的氢循环实现的， 氢油比大大超过化学反应所需的量。氢油比大大超过化学反应所需的量。 提高氢油比可以提高氢分压，对反应有利；提高氢油比可以提高氢分压，对反应有利； 大的氢油比可以提高反应系统的热容量，减少反应温度大的氢油比可以提高反应系统的热容量，减少反应温度

6、 的波动幅度；的波动幅度； 大的氢油比，增大了动力消耗，使操作费用增加。大的氢油比，增大了动力消耗，使操作费用增加。 加氢精制过程，反应热效应不大，生成的低分子气体加氢精制过程，反应热效应不大，生成的低分子气体 少，可以采用较低的氢油比。少，可以采用较低的氢油比。 汽油精制汽油精制 50150 （体积）；（体积）； 柴油精制柴油精制 150600（体积）。（体积）。 加氢裂化过程，反应热效应较大，氢耗量较大，生成加氢裂化过程，反应热效应较大，氢耗量较大，生成 的气体量大，为了保证足够的氢分压，需要采用较高的氢的气体量大，为了保证足够的氢分压，需要采用较高的氢 油比，油比，1000（ 体积）。体

7、积）。 二、加氢精制工艺流程和操作条件二、加氢精制工艺流程和操作条件 1、工艺流程、工艺流程 加氢精制工艺流程主要组成部分：加氢精制工艺流程主要组成部分： 反应系统反应系统 生成油分离系统生成油分离系统 循环氢系统循环氢系统 2、石油馏分加氢精制操作条件、石油馏分加氢精制操作条件 原料油原料油压力，压力， mpa 温度温度,氢油比（氢油比（ 体积）体积） 空速，空速，h-1 中东直馏汽油中东直馏汽油3.5300810 焦化汽油焦化汽油4.42802403.5 重油催化柴油重油催化柴油6.335036 0 6001.0 高硫瓦斯油高硫瓦斯油5.43702302.1 3、石油馏分加氢精制效果、石油

8、馏分加氢精制效果 含硫原油馏分油加氢精制的脱硫率可达含硫原油馏分油加氢精制的脱硫率可达8892，烯，烯 烃饱和率达烃饱和率达6575，脱氮率，脱氮率5070，同时胶质含量明，同时胶质含量明 显减少。显减少。 柴油精制的柴油收率可达柴油精制的柴油收率可达98，同时生成少量汽油馏，同时生成少量汽油馏 分。分。 三、加氢裂化工艺流程和操作条件三、加氢裂化工艺流程和操作条件 1、原料和产品、原料和产品 轻原料油：汽油和轻柴油馏分。轻原料油：汽油和轻柴油馏分。 重原料油：减压馏分油、焦化蜡油和脱沥青油。重原料油：减压馏分油、焦化蜡油和脱沥青油。 产品：汽油、航空煤油、低凝点柴油；液化气、重整产品：汽油、

9、航空煤油、低凝点柴油；液化气、重整 原料、催化裂化原料及低凝燃料油。原料、催化裂化原料及低凝燃料油。 2、操作条件、操作条件 操作压力：操作压力：10.519.5mpa 反应温度：反应温度：260425 3、工艺流程、工艺流程 （1）一段加氢裂化流程）一段加氢裂化流程 （2）两段加氢裂化流程）两段加氢裂化流程 二种操作方案：二种操作方案： 第一段精制，第二段加氢裂化；第一段精制，第二段加氢裂化； 第一段部分精制，部分裂化，第二段加氢裂化第一段部分精制，部分裂化，第二段加氢裂化 ss s 4.210 5 8.510-5 2.710-5 5.310-5 1.310-58.410-5 2.010-5 s n n h nn n n c3h7 nn c3h7 c3h7 n c3h7 快 2 10-7 7.2 10-6 9.3 10-6 8 10-7 2 10-6 188 h 168188348 hchchchc 2 3n