加氫工藝原理與操作課件

加氫精制裝置工藝原理與操作劉玉慶Liuyuqing加氫精制裝置工藝原理與操作劉玉慶1內(nèi)容一、加氫精制原理二、加氫精制化學(xué)反應(yīng)三、影響加氫精制反應(yīng)的主要因素四、工藝原理與裝置流程原則圖五、工藝操作條件內(nèi)容一、加氫精制原理2第一部分加氫精制原理第一部分3一、加氫精制原理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、脫氮等化學(xué)反應(yīng)，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。一、加氫精制原理加氫精制是油品在一定溫度、氫分壓和催化劑存在4第二部分

加氫精制化學(xué)反應(yīng)第二部分

加氫精制化學(xué)反應(yīng)5二、加氫精制化學(xué)反應(yīng)

加氫精制進行的化學(xué)反應(yīng)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)、斷鏈和縮合反應(yīng)。如：

CmH2m+2—→Cm－nH2(m－n)＋2＋CnH2n

烷烴烷烴烯烴

CnH2n＋H2—→CnH2n+2

烯烴烷烴

芳烴加氫：＋3H2-→

苯環(huán)已烷二、加氫精制化學(xué)反應(yīng)加氫精制進行的化學(xué)反應(yīng)主要包括：烯烴6含氮化合物的加氫：＋4H2－→CH3－CH2－CH2－CH3＋NH3

吡咯丁烷+4H2－→+NH3NNH2苯胺

環(huán)已烷含氮化合物的加氫：NNH2苯胺7含硫化合物的加氫：

RSH＋H2－→RH＋H2S

硫醇

烷烴RSR`＋2H2－→R`H＋RH＋H2S硫醚

烷烴烷烴含硫化合物的加氫：8含氧化合物的加氫：＋H2－→＋H2O

苯酚

苯環(huán)已烷苯進一步反應(yīng)生成環(huán)已烷OH含氧化合物的加氫：OH9第三部分影響加氫精制反應(yīng)的主要因素第三部分10三、影響加氫精制反應(yīng)的主要因素影響加氫精制反應(yīng)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原料油性質(zhì)等。三、影響加氫精制反應(yīng)的主要因素影響加氫精制反應(yīng)的主要因素有11溫度：提高反應(yīng)溫度可以加快反應(yīng)速度，促進加氫反應(yīng)進行，從而降低油品中雜質(zhì)的含量。但溫度過高會引起裂解反應(yīng)，降低產(chǎn)品收率并加快催化劑積炭，損失催化劑的活性。反應(yīng)溫度的高低主要取決于催化劑的使用性能與原料油性質(zhì)。新的催化劑活性強，初始反應(yīng)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(yīng)溫度來達到產(chǎn)品質(zhì)量要求，輕質(zhì)油品比重質(zhì)油品所需反應(yīng)溫度低。1.溫度溫度：提高反應(yīng)溫度可以加快反應(yīng)速度，促進加氫反應(yīng)1.溫度122.壓力壓力：主要是指氫分壓，氫分壓越高對加氫反應(yīng)越有利，可以增加加氫深度，有利于雜質(zhì)的脫除以及抑制催化劑積炭的沉積，但壓力越高，對設(shè)備材質(zhì)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(chǎn)過程中采用工業(yè)氫與循環(huán)氫混合方法，通過調(diào)節(jié)循環(huán)氫純度來改變氫分壓。2.壓力壓力：主要是指氫分壓，氫分壓越高對加氫反應(yīng)133.空速空速：指單位時間內(nèi)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(chǎn)能力越大，但反應(yīng)物料在反應(yīng)中停留時間越短，不利于反應(yīng)的完全進行，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。如空速過低，則生產(chǎn)能力降低，在反應(yīng)器中停留時間過長會增加裂解導(dǎo)致產(chǎn)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(zhì)、催化劑使用性能、產(chǎn)品質(zhì)量要求等因素限制，不能隨便提高或降低。3.空速空速：指單位時間內(nèi)通過單位體積催化劑的物料體積數(shù)。144.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(yīng)速度，抑制催化劑積炭以及有利于反應(yīng)熱的導(dǎo)出。如果氫油比過大則減少了原料油在反應(yīng)器中停留時間，反而降低了加氫精制深度，對產(chǎn)品質(zhì)量不利。對于加氫反應(yīng)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(yīng)熱量。4.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155.催化劑催化劑：是影響加氫反應(yīng)最關(guān)鍵的因素，直接影響到產(chǎn)品質(zhì)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(jīng)濟效益很有利。5.催化劑催化劑：是影響加氫反應(yīng)最關(guān)鍵的因素，直接影響到產(chǎn)16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(yù)處理系統(tǒng)；使用三種不同的催化劑；潤滑油加氫為FV-10，石蠟加氧為RJW一1，微晶蠟加氫為RJW一2；裝置還采用了二臺21/4Cr一1Mo材質(zhì)的熱壁反應(yīng)器，一臺21/4Cr一1Mo材質(zhì)的冷壁反應(yīng)器及一臺21/4Cr一1Mo材質(zhì)的熱高分，必須了解在371℃一493℃溫度范圍內(nèi)進行操作所引起的脆化現(xiàn)象，同時必須了解在溫度低于121℃時可能出現(xiàn)的脆性破壞。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17第四部分工藝原理與裝置原則流程圖第四部分181.石蠟加氫精制原理石蠟加氫精制是在不改變石蠟質(zhì)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、著色物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)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，達到不同使用要求。1.石蠟加氫精制原理石蠟加氫精制是在不改變石蠟質(zhì)量的主要指標19851工業(yè)氫進裝置原料石蠟進裝置原料預(yù)處理泵高壓原料泵石蠟產(chǎn)品泵氫氣壓縮機富氣排至燃料氣管網(wǎng)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851工業(yè)氫進裝置原料石蠟進裝置原料預(yù)處理泵高壓原料泵石蠟產(chǎn)202.潤滑油加氫補充精制原理

潤滑油基礎(chǔ)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，在較苛刻的條件下，使稠環(huán)芳烴轉(zhuǎn)化為單環(huán)、少環(huán)長側(cè)鏈烴，則可以提高粘度指數(shù)，生產(chǎn)高檔潤滑油。2.潤滑油加氫補充精制原理潤滑油基礎(chǔ)油加氫精制是除去油品中21新氫自容-103來原料油進裝置高壓原料泵油產(chǎn)品泵富氣至管-304循環(huán)氫至塔-301產(chǎn)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新氫自容-103來原料油進裝置高壓原料泵油產(chǎn)品泵富氣至管-3223.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)、藥用及食品衛(wèi)生要求。3.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、23微晶蠟加氫精制原理

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，脫除原料油中的硫、氮等雜質(zhì)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(yīng)有：雜原子化合物氫解反應(yīng)、芳烴飽和反應(yīng)。另外也可能發(fā)生少量加氫裂化反應(yīng)，由于該反應(yīng)導(dǎo)致輕餾分生成，因此應(yīng)盡量避免其發(fā)生。微晶蠟加氫精制原理含硫、氮等雜原子化合物是影響白油顏色和氣24工業(yè)氫進裝置原料微晶蠟進裝置原料預(yù)處理泵高壓原料泵微晶蠟產(chǎn)品泵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(chǎn)品油微晶蠟加氫裝置原則流程圖工業(yè)氫進裝置原料微晶蠟進裝置原料預(yù)處理泵高壓原料泵微晶蠟產(chǎn)品25第五部分工藝操作條件第五部分261.石蠟加氫1.反應(yīng)溫度℃240～3302.反應(yīng)壓力MPa6.0～7.03.氫分壓不小于MPa5.54.體積空速h-10.6～1.05.氫油比（體積）不小于200：16.反應(yīng)器壓差不大于MPa1.07.汽提塔頂溫度℃110～1908.干燥塔真空度MPa－0.05～－0.079.原料脫氣塔真空塔MPa－0.02～－0.0410.低分壓力MPa0.40～0.60

1.石蠟加氫1.反應(yīng)溫度℃272.潤滑油加氫1.反應(yīng)溫度℃220～2802.反應(yīng)壓力MPa4.0～4.53.氫分壓不小于MPa3.54.體積空速h-10.6～1.25.氫油比（體積）不小于200：16.反應(yīng)器壓差不大于MPa1.07.汽提塔頂溫度℃110～1908.干燥塔真空度MPa－0.06～－0.089.低分壓力MPa0.40～0.60

2.潤滑油加氫1.反應(yīng)溫度℃283.微晶蠟加氫

1.反應(yīng)溫度℃240～3302.反應(yīng)壓力MPa6.2～7.53.氫分壓不小于MPa6.04.體積空速h-10.3～0.