加氢精制(上课)课件

1、加氢精制加氢精制的背景我国目前面临的形势原油重质化、劣质化对中东原油的依赖能源危机环保要求更高解决途径加氢精制和加氢裂化加氢工艺技术加氢精制：在氢压和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。加氢裂化：在氢压和催化剂存在下，使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。 加氢精制的优点是：原料的范围广，产品灵活性大。可处理一次加工或二次加工得到的汽油、喷气燃料、柴油等，也可处理催化裂化原料、重油或渣油等。液体产品收率高，质量好（安定性好

2、、无腐蚀性）。 三废少，对环保有利。加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程，也正在取代其他类型的油品精制方法。由于催化重整工艺的发展，可提供大量的副产氢气，为发展加氢精制工艺创造了有利条件。加氢技术国内外发展现状全世界加氢能力（加氢精制、加氢裂化、重油加氢）占原油一次加工能力的50%以上发达国家加氢能力占原油一次加工能力的60%以上，部分国家达到-80%，加氢产品产量达70 80%我国加氢能力（加氢精制、加氢裂化、重油加 氢）占原油一 次加工能力的33%，加氢产品产 量达33%。加氢精制的原理加氢脱硫 RSR+2H22RH+H2S加氢脱氧加氢脱氮加氢脱重金属：金属有机化合物加氢和分解，生成的

3、金属沉积在催化剂表面上，会造成催化剂的活性下降。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。烯烃饱和 烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃芳烃饱和相对反应速度：脱金属、脱氧脱硫烯烃饱和脱氮副反应-加氢裂解，收率降低，生焦使催化剂活性降低加氢精制的影响因素反应压力，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。压力升高，氢分压升高，脱容易，抑制结焦，减缓催化剂失活压力升高，油汽化率下降，催化剂表明液膜厚度增加，氢扩散更难压力升高，设备投资增加，运转费用增加轻油加氢精制：1.5-3.5MPa；柴油馏分加氢精制：3.5-8.0MPa；蜡油馏分加氢精制：8.0-12.0MPa；减压渣油加氢精

4、制:12-16.0MPa反应温度：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。温度升高，反应速率增加，但不利于反应平衡温度升高，加氢裂解副反应增加，油收率下降，催化剂寿命缩短温度降低，反应速率下降在正常情况下为：处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340370；处理裂化原料油和重馏油为380420；处理润滑油为300350。加氢精制的影响因素空速空速增加，反应物与催化剂接触时间缩短，设备处理量增加空速增加，加氢深度下降，产品质量变差石脑油在8左右 欧四柴油2-3，欧五柴油1左右 ，渣油在1-1.5氢油比提高氢油比，氢分压提高，有利于加氢反应，减缓催化剂失活，导

5、出反应热，温升减小提高氢油比，处理量减小，能耗加大，设备投资加大加氢精制催化剂活性组分：过渡金属Co、Mo、Ni、W 等及其组合。CoMo、NiMo型催化剂具有较好的加氢脱硫活性；Ni-W 型催化剂则具有较好的加氢脱氮和芳烃饱和性能；新的深度加氢脱硫催化剂则选用NiMoW 或者CoMoNi-W 多元金属作为活性组分。载体：加氢精制催化剂载体有氧化铝、氧化硅、改性氧化铝(氧化钛、氧化硅、氧化硼）和活性炭等。最常用的载体是氧化铝。 。助剂：常加入F、P或B等助剂，其作用有调节载体的性质，减弱金属与载体间强的相互作用，改善催化剂的表面结构，提高金属的可还原性等，以提高催化剂的催化性能。加氢精制催化剂

6、的预硫化催化剂出厂时，过渡金属Co、Mo、Ni、W 等以氧化态分散在载体上氧化态催化剂活性低，稳定性差，几周寿命硫化态催化剂活性高，稳定性好，选择性及抗毒性好，几年寿命。金属的硫化物易于氧化不便运输，目前加氢精制催化剂都是似其氧化态装入反应器，然后再在反应器内将其转化为硫化态，这是所谓预硫化过程。预硫化方法-器内预硫化和器外预硫化预硫化原理-常用的硫化剂是二硫化碳，也有用二甲基二硫化物、正丁基硫醇和二甲基硫醚的。加氢精制的流程加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、分离系统和循环氢系统三部分。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

7、度进入反应器。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。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。反应系统 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。加氢精制的工艺流程反应器固定床-主要用于馏分油、石蜡、基础油的加氢沸腾床-可处理金属含量和残碳值更高的劣质原料,兼有裂化和精制双重功能,比固定床有更长的运转周期。反应器内部结构比较复杂.移动床反应器是在固定床反应器基

8、础上开发应用成功的。随着固定床下游催化剂的中毒或失活，可连续地将下游失活的催化剂排出反应器，并由床层上部补充进去新鲜催化剂，从而维持反应器内催化剂的活性。固定床反应器固定床反应器：反应器内的固体催化剂处于静止状态，优点是催化剂不易磨损，可以长期使用加氢反应属于气液固三相涓流床反应 ，结构简单， 使用多反应器内构件入口扩散器 ：（或称预分配器）作用是防止高速流体直接冲击液体分配盘而影响分配效果，使气液产生预混合并尽可能扩散到整个反应器截面上，对于长圆孔侧隙扩散器还可以起到积存进料中的一些锈垢的作用。气液分配盘 ：作用是使进入反应器的物料均匀分散，与催化剂颗粒有效的接触，充分发挥催化剂的作用。目前

9、国内外所用的气液分配器按其作用机理大致可分为溢流型和（抽吸）喷射型两大类，或者是两者机理兼有的混合型 。积垢篮 ：置于催化剂床层的顶部，是由各种规格不锈钢金属丝网与骨架构成的篮框。它为反应器进料提供更多的流通面积，使催化剂床层可聚集更多的锈垢和沉积物而不致于引起床层压降的过分增加 。冷氢箱 ：作用是用以控制加氢放热反应引起的催化剂床层温升，为上床层来的高温物流在此与急冷氢进行热交换。它的结构由冷氢管、冷氢盘、再分配盘组成 。热电偶：为监视加氢放热反应引起的床层温度升高及床层截面温度分布状况，对操作温度进行监控。热电偶的安装有从筒体上的径向插入和从反应器封头上垂直方向插入的方式 。出口收集器 ：

10、用于支承下部的催化剂床层，以减轻床层的压降和改善反应物料的分配。 沸腾床加氢沸腾床反应器中，流体（原料和氢气）自下而上的流动，并且需在反应器底部（内部或外部）设有循环泵，使催化剂床层膨胀并维持处于沸腾状态而完成加氢反应过程。在反应器上部还需有能将汽、液、固三相进行分离的部件。 沸腾床加氢过程可处理金属含量和残碳值更高的劣质原料,兼有裂化和精制双重功能,比固定床有更长的运转周期。反应器内部结构比较复杂。移动床渣油加氢处理移动床反应器是在固定床反应器基础上开发应用成功的。催化剂为固体小球。随着固定床下游催化剂的中毒或失活，可连续地将下游失活的催化剂排出反应器，并由床层上部补充进去新鲜催化剂，从而维持反应器内催化剂的活性。催化剂和混氢原料油并流向下移动，并按程序及时将失活催化剂排出反应系统。典型的移动床反应器为Shell公司Hycon工艺用的料仓式反应器HYCON工艺料仓式反应器 OCR工艺反应器示意图