裂解汽油加氢培训讲义

1、 （一）直馏石脑油的加氢精制（一）直馏石脑油的加氢精制 直馏石脑油的硫含量 国产主要原油的直馏石脑油：100-200 ppm 中东原油的直馏石脑油：400-1050 ppm 哈萨克斯坦原油的直馏石脑油：高达2400 ppm 直馏石脑油的用途 裂解原料和重整原料时，需先预加氢，脱除其中的硫、 氮、氯以及微量的重金属杂质 汽油调和组分：对于含硫原油的直馏石脑油，需要加 氢脱硫 直馏石脑油加氢精制效果直馏石脑油加氢精制效果 FCC汽油中硫类型及分布 FCC汽油中的硫化物主要是噻吩类的硫化物汽油中的硫化物主要是噻吩类的硫化物 硫化物沸点范围， 硫醇 NiW-Ni Mo-Ni Mo-Co W-Co 加氢

2、脱硫 Mo-Co Mo-Ni W-Ni W-Co 加氢脱氮 W-Ni Mo-Ni Mo-Co W-Co 加氢活性主要取决于金属的种类、含量、化合物状态及在 载体表面的分散度等。 活性氧化铝是加氢处理催化剂常用的载体。 2.催化剂的预硫化 加氢催化剂的预硫化，有气相预硫化与液相预硫化两种方 法：气相预硫化(亦称干法预硫化)，即在循环氢气存在下， 注入硫化剂进行硫化；液相预硫化(亦称湿法预硫化)，即 在循环氢气存在下，以低氮煤油或轻柴油为硫化油，携带 硫化剂注入反应系统进行硫化。 影响预硫化效果的主要因素为预硫化温度和硫化氢浓度。 预硫化过程一般分为催化剂干燥、硫化剂吸附和硫化三个 主要步骤。 3

3、.催化剂再生 国内加氢装置一般采用催化剂器内再生方式，有蒸汽空 气烧焦法和氮气空气烧焦法两种。 再生过程包括以下两个阶段： 再生前的预处理 在反应器烧焦之前，需先进行催化剂脱油与加热炉清焦。 烧焦再生 通过逐步提高烧焦温度和降低氧浓度，并控制烧焦过程分 三个阶段完成。 影响加氢过程主要工艺条件有反应温度、压力、空速及氢油比。 1.反应温度 对于加氢处理反应而言，由于主要反应为放热反应，因此提高温度， 反应平衡常数减小，这对受平衡制约的反应过程尤为不利，如脱氮反 应和芳烃加氢饱和反应。加氢处理的其它反应平衡常数都比较大，因 此反应主要受反应速度制约，提高温度有利于加快反应速度。 温度对加氢裂化过

4、程的影响，主要体现为对裂化转化率的影响。在其 它反应参数不变的情况下，提高温度可加快反应速率，也就意味着转 化率的提高，这样随着转化率的增加导致低分子产品的增加而引起反 应产品分布发生很大变化，这也导致产品质量的变化。 在实际应用中，应根据原料组成和性质及产品要求来选择适宜的反应 温度。 2.反应压力 提高氢分压有利于加氢过程反应的进行，加快反应速度。但压力提高 增加装置的设备投资费用和运行费用，同时对催化剂的机械强度要求 也提高。目前工业上装置的操作压力一般在7.020.0MPa之间。 3.反应空速 空速的大小反映了反应器的处理能力和反应时间。空速越大，装置的 处理能力越大，但原料与催化剂的

5、接触时间则越短，相应的反应时间 也就越短。因此，空速的大小最终影响原料的转化率和反应的深度。 4.反应氢油比 氢油比的变化其实质是影响反应过程的氢分压。增加氢油比，有利于 加氢反应进行；提高催化剂寿命；但过高的氢油比将增加装置的操作 费用及设备投资。 催化剂催化剂：catalyst 又称触媒，一种能改变化学反应速度而本身不进入最终产物 的分子组成中的物质。催化剂不能改变热力学平衡，只能影响反应过程达到 平衡的速度。加速反应速度的催化剂称正催化剂，减慢者称负催化剂或缓化 剂。催化剂可以由一种或几种物质组成，也可以是组成结构非常复杂的体系。 常用的有：金属催化剂、金属氧化物催化剂、硫化物催化剂、酸

6、碱催化剂、 络合催化剂、生物催化剂等。催化剂性能的主要指标是活性、选择性及使用 寿命。 催化活性催化活性：catalyst activity 在给定反应条件下，于单位时间内，单位催化剂 体积（或表面积，或质量）促进反应物转化为某种产物的能力。催化活性的 表示方法常见的有下列几种：（1）比活性：即以催化剂单位表面积上的反应 速度常数表示催化剂的活性。（2）原料的转化率：一定条件下催化剂使某一 反应物实际转化的程度。（3）产物的单程收率：即以反应物一次通过催化剂 转化为某产物的百分数来衡量催化剂的活性。（4）时空收率（或得率）：指 在一定条件下，单位时间，单位质量（或体积）催化剂能得到某产物的量，

7、 工业上常用此法评价催化剂的生产能力。 加氢催化剂加氢催化剂：hydrogenation catalyst 用于产品的生产和原料的净化、产物精 制。常用的有第过渡金属元素的金属催化剂，如铂、鈀、镍载体催化剂及 骨架镍等，用于炔、双烯烃选择加氢、油脂加氢等；金属氧化物催化剂，如 氧化铜亚铬酸铜、氧化铝氧化锌氧化铬催化剂等，用于醛、酮、脂、 酸及CO等的加氢；金属硫化物催化剂，如镍钼硫化物等，用于石油炼制中 的加氢精制等；络合催化剂，如RhC1P(C6H5)3,用于均相液相加氢。 催化剂中毒催化剂中毒：catalyst poisoning 催化剂的活性、选择性由于某些外 来物质的作用而下降或完全丧

8、失的现象。使催化剂中毒的物质称催化 剂毒物。催化剂中毒是由于毒物与活性物质之间发生了某种作用而破 坏了或遮掩了活性表面所致。根据作用的性质和强弱，可分为可逆性 中毒或不可逆性中毒（永久性中毒）。可逆性中毒可用简单的方法使 催化剂性能恢复。催化剂毒物具有特异性，对一种催化剂是毒物，对 另一种可能无害。利用选择性中毒，使催化剂中引起副反应的活性中 心中毒，可提高催化剂的选择性。 催化剂再生催化剂再生：catalyst regeneration 采用相应的方法对失去活性的催 化剂进行处理，使其完全或部分地恢复原有活性。催化剂在使用过程 中由于表面结构的改变，或表面被负反应生成的树脂状物质及沉积炭 所

9、遮盖等原因，活性下降。常用的方法有：煅烧、水蒸汽热处理、氧 化还原等。 催化剂选择性：催化剂选择性：catalyst selectivity 在一种反应体系中，在一定反应 条件下反应可以按热力学可能的几个方向进行，由于某种催化剂的存 在，其中一个反应方向明显加速，这种专门对某一特定化学反应起加 速作用的性能，称为催化剂的选择性，是物质的催化性能的重要指标。 它以在该催化剂存在下，目的反应的速度与起始物质总反应速度之比 定量评价。通常用目的产物产量与理论可能值之比表示。 催化剂的主要物理性质：催化剂的主要物理性质：催化剂的机械强度； 催化剂的比表面积；催化剂的孔容积；催 化剂的形状和粒度；催化剂

10、堆积密度；催化 剂孔隙率；催化剂的使用寿命。 催化剂的结构（即化学组成）：催化剂一般由活 性组份、助催化剂及载体三部分组成。 催化剂的分类催化剂的分类：（1）按催化剂和反应体系的相态 分为：均相催化剂和多相催化剂。（2）按化学反 应类型分为：加氢催化剂、脱氢催化剂、氧化催 化剂、氧化脱氢催化剂、芳烃转化催化剂、化肥 工业催化剂等。（3）按催化剂存在状态分为：气 体催化剂、液体催化剂和固体催化剂。（4）按催 化剂的属性分为：络合催化剂、酸碱催化剂、分 子筛催化剂、金属催化剂和金属氧化物催化剂等。 催化剂的装填技术催化剂的装填技术：催化剂的装填方法取决于催化剂的形状与床层的 形式，对于条状、球状、环状催化剂其强度较差容易粉碎，装填时要 特别小心。不管用什么方法装填催化剂，最后都要对每根装有催化剂 的管子进行阻降测定，以保证在生产运行时每根管子的气量分布均匀。 催化剂的升温与还原催化剂的升温与还原：实际上是催化剂制备过程的继续升温还原将使 催化剂表面发生不同的变化，如晶体的大小、细孔结构等，其变化直 接影响催化剂的使用性能。催化剂的还原，必须达到一定温度后才能 进行，还原后，在使用前不应再暴露于空气中，以免剧烈氧化引起着 火或爆炸。 催化