加氫工藝原理與操作

1、中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作加氫精制裝置工藝原理與操作加氫精制裝置工藝原理與操作劉玉慶Liu yuqing中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作內容內容一、加氫精制原理一、加氫精制原理二、加氫精制化學反應二、加氫精制化學反應三、影響加氫精制反應的主要因素三、影響加氫

2、精制反應的主要因素四、工藝原理與裝置流程原則圖四、工藝原理與裝置流程原則圖五、工藝操作條件五、工藝操作條件中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作第一部分第一部分加氫精制原理加氫精制原理中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作一、加氫精制原理一、加氫精制原理加氫精制是油品在一定溫

3、度、氫分壓和催化劑存在的條加氫精制是油品在一定溫度、氫分壓和催化劑存在的條件下進行的烯烴和芳烴加氫飽和、脫氧、脫硫、脫氮等件下進行的烯烴和芳烴加氫飽和、脫氧、脫硫、脫氮等化學反應，從而改善油品的貯存安定性、顏色、氣味、化學反應，從而改善油品的貯存安定性、顏色、氣味、粘溫性能、燃燒性能等指標。粘溫性能、燃燒性能等指標。中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作第二部分第二部分加氫精制化學反應加氫精制化學反應中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中

4、石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作二、加氫精制化學反應二、加氫精制化學反應 加氫精制進行的化學反應主要包括：烯烴和芳烴加氫飽和；含加氫精制進行的化學反應主要包括：烯烴和芳烴加氫飽和；含氧、硫、氮非烴類化合物的加氫分解，少量芳烴的開環(huán)、斷鏈和縮氧、硫、氮非烴類化合物的加氫分解，少量芳烴的開環(huán)、斷鏈和縮合反應。如：合反應。如： CmH2m+2 CmnH2(mn)2CnH2n 烷烴 烷烴 烯烴 CnH2nH2 CnH2n+2 烯烴 烷烴 芳烴加氫： 3H2 - 苯 環(huán)已

5、烷中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作含氮化合物的加氫：含氮化合物的加氫： 4H2 CH3CH2CH2CH3NH3 吡咯 丁烷 + 4H2 + NH3 NNH2苯胺 環(huán)已烷中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作含硫化合物的加氫：含硫化合物的加氫： RSHH2RHH2S 硫醇

6、 烷烴RSR2H2RHRHH2S硫醚 烷烴 烷烴中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作含氧化合物的加氫含氧化合物的加氫： H2 H2O 苯酚 苯環(huán)已烷苯進一步反應生成環(huán)已烷環(huán)已烷苯進一步反應生成環(huán)已烷OH中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作第三部分第三部分影響加氫精制反應的

7、主要因素影響加氫精制反應的主要因素中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作三、影響加氫精制反應的主要因素三、影響加氫精制反應的主要因素 影響加氫精制反應的主要因素有：影響加氫精制反應的主要因素有：溫度、壓力、空速、氫油比、催化劑的使用性能以及溫度、壓力、空速、氫油比、催化劑的使用性能以及原料油性質等。原料油性質等。中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting

8、 Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作溫度溫度：提高反應溫度可以加快反應速度，促進加氫反應進行，從而降低油品中雜質的含量。但溫度過高會引起裂解反應，降低產品收率并加快催化劑積炭，損失催化劑的活性。反應溫度的高低主要取決于催化劑的使用性能與原料油性質。新的催化劑活性強，初始反應溫度較低，但隨著催化劑使用時間延長，活性下降，則需要提高反應溫度來達到產品質量要求，輕質油品比重質油品所需反應溫度低。1.1.溫度溫度中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫

9、精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作2.2.壓力壓力壓力：壓力：主要是指氫分壓，氫分壓越高對加氫反應越有利，可以增加加氫深度，有利于雜質的脫除以及抑制催化劑積炭的沉積，但壓力越高，對設備材質要求也越高，因此壓力的提高是有一定限制的。在加氫精制生產過程中采用工業(yè)氫與循環(huán)氫混合方法，通過調節(jié)循環(huán)氫純度來改變氫分壓。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作3. .空速空速空速：空速：指單位時間內通過單位體積催化劑的物料體積數(shù)?？账僭礁邉t裝置生產能力越大，但反應物料在反應中停留時間越短，不利于反應的完全進行，產品質量受到影響。如空速過低，則生產能力降低，在反應器中停留時間過長會

10、增加裂解導致產品收率降低，催化劑上易積碳。所以空速是有一定限制的，它受到原料油性質、催化劑使用性能、產品質量要求等因素限制，不能隨便提高或降低。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作4.4.氫油比氫油比氫油比：氫油比：是指在標準狀況下純氫氣體積與原料油體積之比。當其它條件確定時，增大氫油比可以提高加氫反應速度，抑制催化劑積炭以及有利于反應熱的導出。如果氫油比過大則減少了原料油在反應器中停留時間，反而降低了加氫精制深度，對產品質量不利。對于加氫反應放熱較大的原料油則需要較大的氫油比，利用氫氣作載體帶出反應熱量。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作5.催化劑催化劑催化

11、劑：是影響加氫反應最關鍵的因素，直接影響到產品質量。加氫工藝條件如壓力、溫度、氫油比、原料油和新氫的組成在很大程度上取決于過程所選用催化劑的性能。選用好的催化劑不但可以降低工藝苛刻程度，而且對降低加工成本，提高經濟效益很有利。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作裝置特點裝置特點 三套加氫精制裝置全部采用熱高分和熱低分；采用爐前三套加氫精制裝置全部采用熱高分和熱低分；采用爐前混氫工藝；采用常壓汽提和減壓干燥；石蠟加氫裝置和混氫工藝；采用常壓汽提和減壓干燥；石蠟加氫裝置和微晶蠟加氫裝置均有原料預處理系統(tǒng)；使用三種不同的微晶蠟加氫裝置均有原料預處理系統(tǒng)；使用三種不同的催化劑；潤滑油加

12、氫為催化劑；潤滑油加氫為FV-10FV-10，石蠟加氧為，石蠟加氧為RJWRJW一一1 1，微，微晶蠟加氫為晶蠟加氫為RJWRJW一一2 2；裝置還采用了二臺；裝置還采用了二臺21/4Cr21/4Cr一一1Mo1Mo材材質的熱壁反應器，一臺質的熱壁反應器，一臺21/4Cr21/4Cr一一1Mo1Mo材質的冷壁反應器材質的冷壁反應器及一臺及一臺21/4Cr21/4Cr一一1Mo1Mo材質的熱高分，必須了解在材質的熱高分，必須了解在371371一一493493溫度范圍內進行操作所引起的脆化現(xiàn)象，同時必溫度范圍內進行操作所引起的脆化現(xiàn)象，同時必須了解在溫度低于須了解在溫度低于121121時可能出現(xiàn)的

13、脆性破壞。時可能出現(xiàn)的脆性破壞。中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫裝置工藝原理與操作加氫裝置工藝原理與操作第四部分第四部分工藝原理與裝置原則流程圖工藝原理與裝置原則流程圖加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作1.1.石蠟加氫精制原理石蠟加氫精制原理石蠟加氫精制是在不改變石蠟質量的主要指標（含油石蠟加氫精制是在不改變石蠟質量的主要指標（含油量、熔點、針入度等）情況下，降低稠環(huán)芳烴、著色物量、熔點、針入度等）情況下，降低稠環(huán)芳烴、著色物質和不穩(wěn)定物質的含量，脫除含硫、

14、氧、氮化合物，以質和不穩(wěn)定物質的含量，脫除含硫、氧、氮化合物，以改進石蠟的顏色、氣味和光、熱安定性，達到不同使用改進石蠟的顏色、氣味和光、熱安定性，達到不同使用要求要求 。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作851工業(yè)氫進裝置原料石蠟進裝置原料預處理泵高壓原料泵石蠟產品泵氫氣壓縮機富氣排至燃料氣管網新氫至油加氫系統(tǒng)成品石蠟出裝置至冷-402去濾-101冷-101換-102濾-102容-104塔-103塔-102塔-101冷-102容-103容-101容-102換-101/1,2反-101爐-101氫氣自容-404來石蠟加氫裝置原則流程圖石蠟加氫裝置原則流程圖加氫精制加氫精制裝置

15、工藝原裝置工藝原理理與操作與操作2.2.潤滑油加氫補充精制原理潤滑油加氫補充精制原理潤滑油基礎油加氫精制是除去油品中的含硫、氧、氮潤滑油基礎油加氫精制是除去油品中的含硫、氧、氮化合物，改善油品顏色，貯存安定性，降低酸值。輕化合物，改善油品顏色，貯存安定性，降低酸值。輕度加氫精制不能飽和芳烴，更不能進行加氫裂化，因度加氫精制不能飽和芳烴，更不能進行加氫裂化，因此粘度指數(shù)提高較少。如果使用特殊效能的催化劑，此粘度指數(shù)提高較少。如果使用特殊效能的催化劑，在較苛刻的條件下，使稠環(huán)芳烴轉化為單環(huán)、少環(huán)長在較苛刻的條件下，使稠環(huán)芳烴轉化為單環(huán)、少環(huán)長側鏈烴，則可以提高粘度指數(shù)，生產高檔潤滑油。側鏈烴，則可

16、以提高粘度指數(shù)，生產高檔潤滑油。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作新氫自容-103來原料油進裝置高壓原料泵油產品泵富氣至管-304循環(huán)氫至塔-301產品油出裝置濾-201冷-203容-206塔-202塔-201空冷-202容-201容-202反-201爐-201工業(yè)氫自壓縮機來至泵-203換-202換-201空冷-201冷-201去冷-402潤滑油加氫裝置原則流程圖潤滑油加氫裝置原則流程圖加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作3.3.微晶蠟加氫精制原理微晶蠟加氫精制原理微晶蠟加氫精制的目的是為了除掉氧、硫、氮的化合微晶蠟加氫精制的目的是為了除掉氧、硫、氮的化合物

17、，特別是除掉芳烴化合物，降低芳烴含量，改善其顏物，特別是除掉芳烴化合物，降低芳烴含量，改善其顏色、氣味和光、熱安定性，使之達到工業(yè)、藥用及食品色、氣味和光、熱安定性，使之達到工業(yè)、藥用及食品衛(wèi)生要求。衛(wèi)生要求。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作微晶蠟加氫精制微晶蠟加氫精制原理原理含硫、氮等雜原子化合物是影響白油顏色和氣味的組含硫、氮等雜原子化合物是影響白油顏色和氣味的組分。芳烴具有一定的毒性，多環(huán)芳烴的存在還會影響分。芳烴具有一定的毒性，多環(huán)芳烴的存在還會影響白油的顏色，同時多環(huán)芳烴具有致癌的可能性。白油白油的顏色，同時多環(huán)芳烴具有致癌的可能性。白油加氫過程的主要目的就是，脫

18、除原料油中的硫、氮等加氫過程的主要目的就是，脫除原料油中的硫、氮等雜質并使芳烴深度飽和，使之滿足易碳化物、紫外吸雜質并使芳烴深度飽和，使之滿足易碳化物、紫外吸收等指標要求。因此，白油加氫中發(fā)生的主要反應有：收等指標要求。因此，白油加氫中發(fā)生的主要反應有：雜原子化合物氫解反應、芳烴飽和反應。另外也可能雜原子化合物氫解反應、芳烴飽和反應。另外也可能發(fā)生少量加氫裂化反應，由于該反應導致輕餾分生成，發(fā)生少量加氫裂化反應，由于該反應導致輕餾分生成，因此應盡量避免其發(fā)生。因此應盡量避免其發(fā)生。加氫精制加氫精制裝置工藝原裝置工藝原理理與操作與操作工業(yè)氫進裝置原料微晶蠟進裝置原料預處理泵高壓原料泵微晶蠟產品泵

19、氫氣壓縮機富氣至管-304新氫至石蠟加氫成品微晶蠟出裝置至冷-402去濾-401冷-401換-403濾-402容-104塔-403塔-402塔-401冷-403容-404容-401容-402換-402/1反-401爐-401換-401換-402/2至容-103進油加氫反-402反-403抗光劑、抗氧劑入產品油微晶蠟加氫裝置原則流程圖微晶蠟加氫裝置原則流程圖中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作第五部分第五部分工藝操作工藝操作條件條件中

20、石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作1.1.石蠟加氫石蠟加氫1.1.反應溫度反應溫度 240 240330 330 2.2.反應壓力反應壓力 MPa 6.0MPa 6.07.0 7.0 3.3.氫分壓氫分壓 不小于不小于 MPa 5.5 MPa 5.5 4.4.體積空速體積空速 h-1 0.6h-1 0.61.0 1.0 5.5.氫油比（體積）不小于氫油比（體積）不小于 200200：1 1 6.6.反應器壓差反應器壓差 不大于不大于

21、 MPa 1.0 MPa 1.0 7.7.汽提塔頂溫度汽提塔頂溫度 110 110190 190 8.8.干燥塔真空度干燥塔真空度 MPa MPa 0.050.050.07 0.07 9.9.原料脫氣塔真空塔原料脫氣塔真空塔 MPa MPa 0.020.020.04 0.04 10.10.低分壓力低分壓力 MPa 0.40MPa 0.400.600.60 中石化經濟技術研究院（咨詢公司）中石化經濟技術研究院（咨詢公司）China Petrochemical Consulting Corporation加氫精制加氫精制裝置工藝原理與操作裝置工藝原理與操作2.2.潤滑油加氫潤滑油加氫1.1.反應溫度反應溫度 220 220280 280 2.2.反應壓力反應壓力 MPa 4.0MPa 4.04.5 4.5 3.3.氫分壓氫分壓 不小于不小于 MPa 3.5 MPa 3.5 4.4.體積空速體積空速 h-1 0