加氫裂化 精品課件

1、第1頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一項(xiàng)目4 加氫汽、煤、柴油的生產(chǎn) 任務(wù)1 認(rèn)識(shí)加氫裂化裝置 第2頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一本次課學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)1 認(rèn)識(shí)加氫裂化裝置入門任務(wù)：認(rèn)識(shí)裝置基本任務(wù)：識(shí)讀流程拓展任務(wù)：摸查流程第3頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一本次課目標(biāo) 能力目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)1.能認(rèn)識(shí)裝置的設(shè)備2.能畫出裝置的原則流程圖3.能說(shuō)明工藝流程4.能摸清反應(yīng)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)流程。 1.了解加氫裂化裝置組成2.了解加氫裂化的原料、產(chǎn)品及產(chǎn)品的特點(diǎn)3.熟悉工藝流程4.初步了解加氫的反應(yīng)和催化劑第4頁(yè)，共50頁(yè)，202

2、2年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一本次課任務(wù)單1. 加氫裂化生產(chǎn)裝置涉及哪些單元操作2.加氫裂化生產(chǎn)裝置包括幾部分？各部分的任務(wù)？3.加氫裂化的原料來(lái)源和性質(zhì)4.加氫裂化的產(chǎn)品及特點(diǎn)5. 畫加氫裂化反應(yīng)部分原則流程并簡(jiǎn)述其工藝過(guò)程6. 畫加氫裂化分餾部分原則流程并簡(jiǎn)述其工藝過(guò)程7.加氫裂化工藝特點(diǎn)第5頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一1. 加氫裂化的目的2.加氫裂化的地位和作用3.原料與產(chǎn)品4.加氫裂化裝置的組成 入門任務(wù)：認(rèn)識(shí)流程第6頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一建設(shè)中的加氫裂化裝置第7頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分

3、，星期一催化加氫簡(jiǎn)介：近代加氫技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，以其提高原油加工深度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高液體油收率、合理利用石油資源以及減少大氣污染等優(yōu)點(diǎn)，近20年來(lái)煉油大國(guó)加氫裝置能力的增長(zhǎng)率都遠(yuǎn)高于催化裂化、熱裂化和催化重整二次加工裝置的增長(zhǎng)率，加氫工藝將取代催化裂化成為煉油工業(yè)的核心工藝。催化加氫廣義上講是在cat和H2存在下對(duì)餾分油、重油（渣油）加工。根據(jù)原料裂解程度分為加氫處理、裂化。催化加氫分類：加氫精制、加氫裂化、臨氫降凝、潤(rùn)滑油加氫等。 它們屬于同類裝置。第8頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一加氫精制：主要用于油品精制，除掉油品中的硫、氮、氧、雜原子及金屬雜質(zhì)，改善

4、油品的使用性能。加氫裂化：實(shí)質(zhì)上是催化加氫和催化裂化這兩種反應(yīng)的有機(jī)結(jié)合。臨氫降凝或稱催化脫蠟：利用具有選擇性能的分子篩催化劑使高凝點(diǎn)的重質(zhì)含蠟油轉(zhuǎn)化為低凝點(diǎn)的輕柴油。潤(rùn)滑油加氫：使?jié)櫥偷慕M分發(fā)生加氫精制和加氫裂化等反應(yīng)，脫除雜原子和改善潤(rùn)滑油的使用性能。第9頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一1 目的1 ） 加氫裂化概念 加氫裂化就是在催化劑作用下，烴類和非烴類化合物加氫轉(zhuǎn)化，烷烴、烯烴進(jìn)行裂化、異構(gòu)化和少量環(huán)化反應(yīng)；多環(huán)化物最終轉(zhuǎn)化為單環(huán)化物。加氫裂化采用具有裂化和加氫兩種作用的雙功能催化劑，因此，加氫裂化實(shí)質(zhì)上是在氫壓下進(jìn)行的催化裂化。2 ）目的： 利用不同原料，

5、采用不同工藝流程和操作條件，根據(jù)市場(chǎng)要求靈活的生產(chǎn)重整原料（重石腦油）、航煤、柴油、乙烯原料（輕石腦油和尾油）及液化石油氣。加氫裂化第10頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一3）分類按加氫裂化過(guò)程所用的原料油沸程的不同，分為輕油加氫裂化、餾分油加氫裂化、和渣油加氫裂化三種。按催化劑在反應(yīng)過(guò)程的工作狀態(tài)的差異，可分為固定床、懸浮床、沸騰床和移動(dòng)床加氫裂化。第11頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一按工藝流程的不同排列形式，可分為一段法、兩段法兩種。每一種流程都可以有三種不同的操作方式，即單程通過(guò)（一次通過(guò)）、全循環(huán)和未轉(zhuǎn)化油（尾油）和中餾分油部分循環(huán)。

6、按操作條件的苛刻度區(qū)分：可分為高壓加氫裂化、緩和及中壓加氫裂化。一般在10.0MPa以下的加氫裂化工藝稱作緩和加氫裂化；在10.0MPa以上的加氫裂化工藝稱作高壓加氫裂化。第12頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一2 作用1）作用a 提高產(chǎn)品質(zhì)量b 提高輕質(zhì)油收率c 改善原料來(lái)源結(jié)構(gòu)和性能2）優(yōu)點(diǎn)a 對(duì)原料適用范圍廣泛，能廣泛采用劣質(zhì)原料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，可以從粗汽油生產(chǎn)液化氣，從重餾分油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、航空煤油、柴油及生產(chǎn)催化重整原料油、催化裂化原料油，從重油餾分油和脫瀝青渣油生產(chǎn)高級(jí)潤(rùn)滑油，也可以進(jìn)行常壓渣油直接脫硫生產(chǎn)低硫燃料油。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：渣油加氫是最理想的加氫方

7、式；可脫出S N O等 ；生產(chǎn)高質(zhì)量清潔燃料第13頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一b 產(chǎn)品方案靈活性大，分布可以控制，質(zhì)量?jī)?yōu)良，可以通過(guò)選擇不同類型的催化劑、合適的工藝流程和操作條件，改變操作方式，以實(shí)現(xiàn)從不同原料制取不同目的產(chǎn)品的要求。由于加氫裂化原料中的稠環(huán)芳烴可最后轉(zhuǎn)化為單環(huán)環(huán)烷烴而進(jìn)入裂解產(chǎn)物中，可選擇適合于深度裂解的催化劑、全循環(huán)操作方式把高于目的產(chǎn)品干點(diǎn)的尾油全部循環(huán)，最大限度的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)重整原料，這種工藝最能充分利用原料中的稠環(huán)烴，是其它工藝不能代替的。選擇合適的催化劑采取全循環(huán)操作 ，能最大限度的生產(chǎn)優(yōu)第14頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)5

8、3分，星期一質(zhì)的中間餾分（航空煤油和低凝柴油）。還有一種緩和加氫裂化，具有3040%較低的單程裂解率，可以從劣質(zhì)的直餾原料中取得優(yōu)質(zhì)加氫裂化尾油作為乙烯原料。c 加氫裂化工藝單程裂解率一般都在60%以上，可采取單程通過(guò)、尾油部分循環(huán)或全部循環(huán)操作方式。其加工過(guò)程損失小，輕質(zhì)油收率高，液體體積收率高達(dá)100%以上，重量收率亦可以達(dá)到95%以上，比其它加工方法的產(chǎn)率高。第15頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一3 加氫裂化原料與產(chǎn)品1）加氫裂化原料來(lái)源及性質(zhì)組成作為加氫裂化原料主要有：常壓餾分油（AGO）、減壓餾分油（VGO）、焦蠟（CGO）、催化裂化輕循環(huán)油（LCO）及重循

9、環(huán)油（HLCO）、脫瀝青油（DAO）、常壓重油（AR）、減壓渣油（VR）等。焦化蠟油（CGO）焦化蠟油是減壓渣油通過(guò)焦化過(guò)程得到的重餾分油。與減壓餾分油相比，其硫含量及氮含量（尤其是堿性氮）較高，進(jìn)行加氫裂化較為困難減壓餾分油（VGO）俗稱蠟油我國(guó)S低N高,進(jìn)口S高催化裂化輕循環(huán)油（LCO）和重循環(huán)油（HLCO）第16頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一催化裂化輕循環(huán)油即催化裂化柴油，既可進(jìn)行加氫精制生產(chǎn)車用柴油，也可進(jìn)行加氫裂化生產(chǎn)石腦油；催化裂化重循環(huán)油即催化裂化回?zé)捰?，既可在本裝置上進(jìn)行回?zé)挷僮?，也可進(jìn)行催化裂化生產(chǎn)輕質(zhì)油品。催化裂化循環(huán)油富含芳烴，比較適合加氫裂化

10、原料脫瀝青油（BAO)脫瀝青油是減壓渣油通過(guò)溶劑脫瀝青后得到的抽出油原油渣油原油渣油包括常壓重油和減壓渣油。其組成和性質(zhì)取決于原油的組成和性質(zhì)及常減壓裝置的分離效果和拔出率。渣油中含有大量硫、氮和金屬雜質(zhì)及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非理想組分；渣油密度大、黏度高、平均分子第17頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一量大及易結(jié)焦組分多，這些對(duì)其加氫不利。另外，對(duì)于特定工藝過(guò)程、過(guò)程操作條件和催化劑，原料的組成和性質(zhì)對(duì)裝置運(yùn)行周期及操作成本有較大影響。2）加氫裂化原料評(píng)價(jià)和要求 P349評(píng)價(jià)a 元素組成 ：C、H含量，金屬含量,S、N、O含量。b 化合物組成：用族組成表示,常用有四、六、八

11、組分分類法。c 物理性質(zhì):密度、黏度、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、平均分子量及餾程等。d 其它:主要有殘?zhí)?、灰分、固體物及水等含量。第18頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一要求:加氫裂化對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，在生產(chǎn)不同目的產(chǎn)品時(shí)對(duì)原料組分或餾分的要求局限性不大，一般通過(guò)催化劑選擇、調(diào)整工藝條件或流程可以大幅度改變產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)，最大限度地獲取目的產(chǎn)品，加氫裂化反應(yīng)的特點(diǎn)是基本不發(fā)生環(huán)化反應(yīng)同時(shí)異構(gòu)化能力很強(qiáng)，因此不能制取環(huán)數(shù)較多和正構(gòu)烴較多的產(chǎn)品，但是利用異構(gòu)性能強(qiáng)的特性可制取性能優(yōu)異的石腦油、煤油、柴油及潤(rùn)滑油等產(chǎn)品，即便以正構(gòu)蠟為原料也可獲得冰點(diǎn)或凝點(diǎn)很低、具有大量異構(gòu)烷烴的煤油、柴油

12、，若用斷環(huán)選擇性強(qiáng)的催化劑，可生產(chǎn)環(huán)狀烴比例較大的輕質(zhì)產(chǎn)品。如催化重整原料，煤油、柴油等。為了生產(chǎn)某種產(chǎn)品，在選擇原料時(shí)還以采用接近目的產(chǎn)品要求組成為宜。第19頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一3)加氫裂化產(chǎn)品加氫裂化過(guò)程中采用原料、選用催化劑、工藝換熱操作條件及生產(chǎn)的目的產(chǎn)品差別較大，總結(jié)果是輕質(zhì)油收率高，產(chǎn)品質(zhì)量高典型加氫裂化產(chǎn)品：氣體產(chǎn)品C1、C2裂解氣，產(chǎn)量極少，主要用作燃料；C3、C4液化氣，飽和度高，其中C4異構(gòu)程度大于正構(gòu)；H2S 脫硫產(chǎn)物；NH3 脫氮產(chǎn)物。輕質(zhì)產(chǎn)品輕石腦油，一般指C565或C582餾分，產(chǎn)率在1%24%，主要用作高辛烷值的調(diào)合組分及裂解

13、乙烯料；重石腦油，一般指65177或82132第20頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一餾分，硫含量低，芳潛含量高，是優(yōu)質(zhì)催化重整原料；中間餾分油噴氣燃料，加氫裂化132232或177280餾分，可作為優(yōu)質(zhì)噴氣燃料或組分；柴油，加氫裂化232350、260350或282350餾分，硫、氮及芳烴含量低，十六烷值高，是清潔柴油的理想組分。尾油加氫裂化在采用單程一次通過(guò)或部分循環(huán)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些相對(duì)較重餾分，由于其硫、氮及芳烴含量低，富含鏈烷烴，可以作為優(yōu)質(zhì)裂解乙烯原料。第21頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一加氫裂化原料減壓蠟油第22頁(yè)，共50頁(yè)，2022

14、年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一4.加氫裂化裝置的組成1）餾分油加氫裂化裝置的組成第23頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一第24頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一第25頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一基本任務(wù)：識(shí)讀流程 加氫裂化裝置，根據(jù)反應(yīng)壓力的高低可分高壓加氫裂化（10MPa）和中壓加氫裂化（10MPa）；根據(jù)原料來(lái)源可分為餾分油加氫裂化和渣油加氫裂化；根據(jù)操作方式的不同，可分為一段加氫和兩段加氫裂化。1.一段加氫裂化根據(jù)加氫裂化產(chǎn)物中的尾油是否循環(huán)回?zé)?，采用三種操作方式:一段一次通過(guò)、一段串聯(lián)全循環(huán)操作及部分循

15、環(huán)操作。第26頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一高壓一段一次通過(guò)生產(chǎn)燃料和潤(rùn)滑油料加氫裂化流程 第27頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一一段一次通過(guò)流程的加氫裂化裝置主要是以直餾減壓餾分油為原料生產(chǎn)噴氣燃料、低凝柴為主，裂化尾油作高粘度指數(shù)、低凝點(diǎn)潤(rùn)滑油料。一段一次通過(guò)流程若采用一個(gè)反應(yīng)器。前半段裝加氫精制催化劑，主要對(duì)原料進(jìn)行加氫處理，后半段裝加氫裂化催化劑，主要進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)；也可以設(shè)兩個(gè)反應(yīng)器，前一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行加氫處理，后一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行加氫裂化。 第28頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一高壓一段一次通過(guò)生產(chǎn)燃料和潤(rùn)

16、滑油料加氫裂化流程 1)一段串聯(lián)一次通過(guò)流程爐前混氫第29頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一一段串聯(lián)循環(huán)流程爐后混氫16MPa320-360 420 原料在380-440 空速 1.0h-1，氫油比約2500條件下反應(yīng)200 30-40 0.5MPa第30頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一流程說(shuō)明： 以大慶直餾重柴一段爐前混氫為例：原料進(jìn)裝置前脫氧、脫水、過(guò)濾。再經(jīng)泵升壓到16Mpa后與新氫及循環(huán)氫混合，并與420生成油換熱到320-360 ，進(jìn)入加熱爐，反應(yīng)器溫度370-450 。原料在380-440 空速 1.0h-1，氫油比約2500條件下

17、反應(yīng)，為控制反應(yīng)溫度，向反應(yīng)器分層注入冷氫。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)與原料換熱降溫到200 左右后再冷卻到30-40 ，進(jìn)入高壓分離罐。入罐前注水，以溶解其中的NH3 H2S等防止水合物析出而堵賽管道。自高壓分離器頂部分出循環(huán)氫經(jīng)循第31頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一循環(huán)機(jī)升壓后，返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用。自高壓分離器底部分出來(lái)的生成油經(jīng)過(guò)減壓到0.5Mpa進(jìn)入低壓分離罐。在此將水脫出，并釋放部分溶解其體，作為富氣送出裝置可作燃料使用。生成油經(jīng)過(guò)加熱送穩(wěn)定塔在1.0-1.2Mpa下蒸出液化氣，塔底液體經(jīng)過(guò)加熱爐加熱到320 后送分餾塔分離得到輕汽油、航煤、柴油和塔底油（尾油）尾油可

18、以部分回?zé)捇鹑炕責(zé)?，與原料一起混合去反應(yīng)。第32頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一爐后混氫與爐前混氫流程優(yōu)缺點(diǎn)1）爐后混氫的特點(diǎn)： 加熱爐只走氫氣，避免爐管結(jié)焦，工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單； 油、氫氣單獨(dú)與反應(yīng)流出物換熱，傳熱系數(shù)小，換熱流程復(fù)雜； 爐管只走氫氣，介質(zhì)出口溫度高，爐管表面溫度也高，相應(yīng)煙氣溫度高，爐管壁厚增加，投資增大；2）爐前混氫的特點(diǎn)： 流程比較簡(jiǎn)單； 兩相流過(guò)程容易出現(xiàn)分配不均狀況； 爐管有可能出現(xiàn)結(jié)焦?fàn)顩r?？紤]爐前和爐后混氫的特點(diǎn)，一般設(shè)計(jì)時(shí)按爐前混氫流程第33頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一2)一段串聯(lián)全循環(huán)流程 用得多 爐前混氫

19、 一段串聯(lián)循環(huán)流程是將尾油全部返回裂解段裂解成產(chǎn)品。 A101-；D102-；D103-高壓空冷高壓分離器低壓分離器裂化反應(yīng)器處理反應(yīng)器裂化反應(yīng)器第34頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一第35頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一2)一段串聯(lián)循環(huán)流程 爐后混氫 第36頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一單段串聯(lián)加氫裂化工藝流程單段串聯(lián)（也叫一段串聯(lián)）加氫裂化工藝技術(shù)的主要特征是首先用加氫預(yù)精制反應(yīng)器將原料油的氮脫除到裂化催化劑所允許的范圍（一般為1020g/g），然后預(yù)精制反應(yīng)流出物進(jìn)入裂化反應(yīng)器進(jìn)行加氫裂化。根據(jù)用戶對(duì)目的產(chǎn)品

20、的需求情況，單段串聯(lián)工藝的操作方式可以是一次通過(guò)或未轉(zhuǎn)化油全（或部分）循環(huán)，當(dāng)裝置按全（或部分）循環(huán)方式操作時(shí)，循環(huán)油一般循環(huán)至裂化反應(yīng)器入口。我國(guó)八十年代初引進(jìn)的四套大型加氫裂化裝置及后來(lái)自行建設(shè)的所有加氫裂化裝置都是采用單段串聯(lián)工藝流程。單段串聯(lián)加氫裂化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)原料油的適應(yīng)性較強(qiáng)，產(chǎn)品生產(chǎn)方案比較靈活，催化劑的運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，不足之處是總體積空速較低。第37頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一1 二段加氫裂化 在二段加氫裂化的工藝流程中設(shè)置兩個(gè)(組)反應(yīng)器，但在單個(gè)或一組反應(yīng)器之間，反應(yīng)產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)氣一液分離或分餾裝置將氣體及輕質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)行分離，重質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物和未轉(zhuǎn)化反

21、應(yīng)物再進(jìn)入第二個(gè)或第二組反應(yīng)器，這是二段過(guò)程的重要特征。它適合處理高硫、高氮減壓蠟油，催化裂化循環(huán)油，焦化蠟油，或這些油的混合油，亦即適合處理單段加氫裂化難處理或不能處理的原料。因流程復(fù)雜投資高工業(yè)上處理量超過(guò)200萬(wàn)噸/年的裝置可考慮該流程. 基本任務(wù)：識(shí)讀流程第38頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一2 二段加氫裂化 爐后混氫 第39頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一3 .二段加氫裂化流程 爐前混氫 第40頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)53分，星期一 二段加氫流程中有兩個(gè)或兩組反應(yīng)器，分別裝不同性能的催化劑。第一個(gè)反應(yīng)器中主要進(jìn)行原料的加氫精制，而加氫裂化主要在第二個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，并形成獨(dú)立的兩段流程體系 。 原料油經(jīng)高壓油泵升壓并與循環(huán)氫及混氫混合后,先與第一段生成油換熱 第一段加熱爐中加熱到反應(yīng)溫度， 第一段加氫精制反應(yīng)器，在加氫活性高的催化劑上進(jìn)行脫硫脫氮反應(yīng)，原料油中的微金屬也脫掉，反應(yīng)生成物經(jīng)換熱、冷卻后 進(jìn)入第一段高壓分離器，分理處循環(huán)氫。