制氫裝置的大概工藝原理說(shuō)明

建滔化工環(huán)、安、能評(píng)所需提供的資料一、提供加制氫裝置所發(fā)生的主副反應(yīng)方程式加氫裝置反應(yīng)機(jī)理：⑴非烴類的加氫反應(yīng)加氫脫硫反應(yīng)加氫原料油中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩、苯并噻吩等，在加氫精制條件下，這些硫化物分別轉(zhuǎn)化為h2s和相應(yīng)的烴類，從而被脫除掉。硫醇：RSH+H—RH+HS2 2硫醚：RSR’+H—RSH+R’H2H2『RH+H2S二硫化物：RSSR'+H—RSH+R’SH—RH+R’H+HS2 2n 1 I—lH2 H2噻吩：S^+3H—、s)LCHSH?—CH+HS2H8ch2CH才4100加氫脫氮反應(yīng)柴油的氮化物是造成柴油安全性差和變色的主要原因，石油餾分中的氮化物可分為三類：脂肪胺及芳香胺類。毗啶、喹琳類型的堿性雜環(huán)化合物。毗咯、茚及咔唑的非堿性氮化物。各加氫脫氮反應(yīng)如下：胺類：R-NH2+H2―+NH3毗啶：毗啶+H2 —12+NH3毗咯：毗咯+H2 —10+NH3從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，毗啶的加氫脫氮比其它氮化物更加困難，為了脫氮完全，一般需要比脫硫通常采用的壓力范圍更高的壓力。含氧化合物的加氫脫氧反應(yīng)石油和石油產(chǎn)品中含氧化合物的含量很少，在石油餾分中經(jīng)常遇到的含氧化合物是環(huán)烷酸。各種含氧化合物的加氫反應(yīng)：RO+H2->RH+H2O⑵烴類的加氫反應(yīng)在加氫精制條件下，烴類的加氫反應(yīng)主要是不飽和烴和芳烴的加氫飽和。這些反應(yīng)對(duì)改善油品的質(zhì)量和性能具有重要意義。例如烯烴，特別是二烯烴的加氫可以提高油品的安定性，芳烴的加氫可以提高柴油的十六烷值。不飽和烴的加氫反應(yīng)直餾餾分中一般不含有不飽和烴，但二次加工產(chǎn)品催化柴油、焦化柴油中則含有大量的不飽和烴。這些不飽和烴在加氫精制條件下很容易飽和。代表性反應(yīng)如下：芳烴的加氫飽和反應(yīng)加氫原料油中的芳烴加氫，主要是指稠環(huán)芳烴（菲系、萘系）的加氫。加氫活性：環(huán)烯烴〉烯烴》芳烴多環(huán)>雙環(huán)》單環(huán)提高反應(yīng)溫度，芳烴加氫轉(zhuǎn)化率下降，提高反應(yīng)壓力，芳烴加氫轉(zhuǎn)化率增大。芳烴加氫是逐環(huán)進(jìn)行的，芳烴第一環(huán)的加氫飽和較容易，隨著加氫深度的增加，加氫難度逐環(huán)增大。⑶柴油加氫裂化反應(yīng)機(jī)理烴類在加氫條件下的反應(yīng)方向和深度取決于烴的組成、催化劑的性能以及操作條件為因素。在工業(yè)加氫過(guò)程中所采用的條件下，烴的反應(yīng)遵循以下規(guī)律提高反應(yīng)溫度會(huì)加劇C-C鍵的斷裂，即烷烴的加氫裂化、環(huán)烷烴斷環(huán)和烷基芳烴斷鏈。如果反應(yīng)溫度較高而氫分壓不高，也會(huì)促進(jìn)C-H鍵斷裂，生成烯烴、氫和芳烴。提高反應(yīng)壓力，有利于C=C鍵的飽和，降低壓力有利于烷烴進(jìn)行脫氫反應(yīng)生成烯烴以及烯烴環(huán)化生成芳烴。在壓力較低而溫度又較高時(shí)，還會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)直至生成焦炭。在加氫裂化過(guò)程中采用雙功能催化劑，所以烴類加氫裂化的結(jié)果在很大程度上決定于催化劑的加氫活性和酸性活性及它們之間的比例關(guān)系。①烷烴的加氫裂化反應(yīng)例：CM+HCM+H2CH818反應(yīng)中生成的烯烴先進(jìn)行異構(gòu)化隨即被加氫成異構(gòu)烷烴。烷烴加氫裂化反應(yīng)的通式為:CnH2n+2+H2一孔2+Cn-mH2E2烷烴加氫裂化的反應(yīng)速度隨著烷烴分子量增大而加快。分子中間的C-C鍵的分解速度要高于分子鏈兩端C-C鍵的分解速度，所以烷烴加氫裂化反應(yīng)主要發(fā)生在烷烴鏈中心部的C-C鍵上。在加氫裂化條件下烷烴的異構(gòu)化速度也隨分子量的增大而加快。環(huán)烷烴的加氫裂化反應(yīng)單環(huán)烷烴在加氫裂化過(guò)程中發(fā)生異構(gòu)化、斷環(huán)、脫烷基鏈反應(yīng)，以及不明顯的脫氫反應(yīng)。環(huán)烷烴加氫裂化時(shí)反應(yīng)方向因催化劑的加氫和酸性活性的強(qiáng)弱不同而有區(qū)別。長(zhǎng)側(cè)鏈單環(huán)環(huán)烷烴在高酸性催化劑上進(jìn)行加氫裂化時(shí)，主要發(fā)生斷鏈反應(yīng)，六員環(huán)比較穩(wěn)定，很少發(fā)生斷環(huán)。短側(cè)鏈單環(huán)六員環(huán)烷烴在高酸性催化劑上加氫裂化時(shí)，直接斷環(huán)和斷鏈的分解產(chǎn)物很少，主要產(chǎn)物是環(huán)戊烷衍生物的分解產(chǎn)物，而這些環(huán)戊烷是由環(huán)己烷經(jīng)異構(gòu)生成的。雙環(huán)環(huán)烷烴在加氫裂化時(shí)，首先發(fā)生一個(gè)環(huán)的異構(gòu)化生成五員環(huán)衍生物而后斷環(huán)。雙環(huán)環(huán)烷烴是依次開(kāi)環(huán)的，首先是一個(gè)環(huán)斷開(kāi)并進(jìn)行異構(gòu)化，生成環(huán)戊烷衍生物，當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，第二個(gè)環(huán)也發(fā)生斷裂。芳香烴的加氫裂化反應(yīng)苯在加氫條件下的反應(yīng)包括以下過(guò)程：苯加氫生成的六員環(huán)發(fā)生異構(gòu)化，五員環(huán)開(kāi)環(huán)和側(cè)鏈斷開(kāi)。稠環(huán)芳烴加氫裂化也包括以上過(guò)程，只是它的加氫和斷環(huán)是逐次進(jìn)行的。從熱力學(xué)角度看，稠環(huán)芳烴第一個(gè)環(huán)加氫較易，全部芳環(huán)加氫很困難。制氫裝置反應(yīng)機(jī)理：1）烯烴飽和以及脫硫部分烯烴飽和 C2H4+H2-C2H6硫醇： RSH+H2-RH+H2s硫醚： R1SR2+2H2-R1H+R2H+H2S二硫醚： R1SSR2+3H2-R1H+R2H+2H2S噻吩： C4H4S+4H2-C4H10+H2S氧硫化碳：COS+H2-CO+H2S二硫化碳：CS2+4H2-CH4+2H2SZnO（固）+H2S=ZnS（固）+H2OAHo298=-76.62kJ/mol2）轉(zhuǎn)化部分CnHm+nH2O=nCO+(n+m/2)H2①CO+3H2=CH4+H2OAHo298=-206kJ/mol②CO+H2O=CO2+H2AHo298=-41kJ/mol③3）中溫變換部分CO+H2O=CO2+H2AHo298=-41.4KJ/mol氧化碳汽提塔放空氣中烴類含量是多少?酸性氣0.182710.009040.038970.000170.001140.76796名稱水氮?dú)鈿錃饧淄橐谎趸级趸既?、解吸氣的主要成分釋放?.008700.148720.225570.119890.052980.44413名稱水氮?dú)釮2甲烷一氧化碳二氧化碳四、轉(zhuǎn)化爐及加熱爐的燃料氣消耗量1.制氫裝置工業(yè)爐消耗序號(hào)使用地點(diǎn)用量/kg/h壓力/MPa.A備注正常最大1原料氣加熱爐91.870.52轉(zhuǎn)化爐8750.52.加氫裝置合計(jì)工業(yè)爐消耗序號(hào)使用地點(diǎn)用量/kg/h壓力/MPa.A備注正常最大1原料加熱爐2850.5間斷合計(jì)五、開(kāi)工鍋爐的耗氣量及其排污情況本項(xiàng)目沒(méi)有開(kāi)工鍋爐。有一臺(tái)開(kāi)工加熱爐（加氫裝置），排放量見(jiàn)表11.42各裝置廢氣污染源排放表中反應(yīng)進(jìn)料爐項(xiàng)。六、 置年對(duì)公用工程的需求情況。見(jiàn)9章公用工程部分，結(jié)合新建裝置蒸汽、水平衡圖七、 加制氫裝置的產(chǎn)汽量/耗汽量/富余量。見(jiàn)新建裝置蒸汽、水平衡圖。八、 加制氫裝置整體水平衡圖見(jiàn)新建裝置蒸汽、水平衡圖九、 設(shè)計(jì)院所說(shuō)的中石化制氫能耗數(shù)據(jù)（對(duì)比數(shù)據(jù)的出處）的相關(guān)文件見(jiàn)2005年烴類一蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置年度匯編十、核實(shí)污水做為能耗計(jì)算的原因在裝置生產(chǎn)能耗中應(yīng)該包括這項(xiàng)，綜合能