加氢精制
加氢精制
使用寿命，减少对环境的污染。
该工艺的反应条件一般为:压力4-8MPa，温度320-400℃。
(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。
反应完成后，氢气在分离器中分出，并经压缩机循环使用。
产品则在稳定塔中分出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。
也称[加氢处理，石油产品最重要的精制方法之一。
指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。
有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
20世纪50年代，加氢方法在石油炼制工业中得到应用和发展，60年代因催化重整装置增多，石油炼厂可以得到廉价的副产氢气，加氢精制应用日益广泛。
据80年代初统计，主要工业国家的加氢精制占原油加工能力的38.8％～63.6％。
加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制，润滑油、石油蜡的精制（见彩图），喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预处理等。
氢分压一般分1～10MPa，温度300～450℃。
催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种（称为二元金属组分），催化剂载体主要为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼，有时还加入磷作为助催化剂。
喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。
双烯烃选择加氢多选用钯。
加氢改质反应，则是提高十六烷指数，十六烷值是柴油燃烧性能的重要指标。
柴油馏分中，链烷烃的十六烷值最高，环烷烃次之，芳香烃的十六烷值最低。
同类烃中，同碳数异构程度低的烃类化合物具有较高的十六烷值，芳环数多的烃类具有较低的十六烷值。
因此，环状烃含量低，链状烃含量多的柴油具有较高的十六烷值。
催化柴油（LCO）中双环和三环芳烃，在MCI过程中，双环以上的芳烃只进行芳环饱和和环烷开环，其分子碳数不变。
由于双环和三环芳烃转化为烷基苯，柴油中的高十六烷值组分增加，故柴油的十六烷值可得到较大幅度的提高。
加氢的精制工艺流程
加氢的精制工艺流程
《加氢的精制工艺流程》
加氢是炼油行业中常用的一种精制工艺，它通过使用氢气将原油中的不饱和烃、硫化物和氮化物等杂质转化为饱和烃，从而提高油品的质量。
下面我们来详细介绍一下加氢的精制工艺流程。
1. 原料预处理
在加氢前，首先要对原油进行预处理。
这一步主要是将原油中的大分子杂质去除，以保护加氢催化剂的稳定性和活性。
通常采用脱蜡、脱沥青、脱硫等方法进行预处理。
2. 加氢反应
将经过预处理的原油送入加氢反应器中，与高压氢气接触，经过加氢反应器内的催化剂作用，不饱和烃、硫化物和氮化物等杂质被加氢转化为饱和烃以及硫化氢和氨。
这一步是整个加氢工艺的关键步骤，需要控制好反应器的温度、压力和氢气流量，才能获得理想的产品质量。
3. 分离和加工
加氢反应后的产物需要进行分离和加工，通常包括减压分离、氢气回收和产品升温卸催化剂等步骤。
其中，减压分离是将反应产物进行分离，得到干净的产品油和硫化氢等气体。
氢气回收可以将反应产生的氢气进行回收利用，节约能源。
产品升温卸催化剂则是将反应器内的催化剂进行再生，以保持其活性和稳定性。
4. 产品处理
最后得到的产品油需要进行进一步的处理，比如脱硫、脱氮、脱脂等工艺，以获得符合环保标准和市场需求的成品油。
通过上述精制工艺流程，原油中的不饱和烃、硫化物和氮化物等杂质得到有效转化和去除，从而提高了油品的质量和降低了环境污染。
加氢工艺成为了炼油行业中不可或缺的精制工艺之一。
加氢精制-第2章原理
第2章加氢精制的工艺原理2.1 加氢精制工艺原理加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油、氢气通过反应器催化剂床层，在加氢精制催化剂的作用下，把油品中所含的硫、氮、氧等非烃类化合物转化成为相应的烃类与易于除去的硫化氢、氨和水。
加氢精制的优点是：原料油的围宽，产品灵活性大，液体产品收率高，产品质量好。
无论是加工高硫原油的炼油厂，还是加工低硫原油的炼油厂，都广泛采用这种方法改善油品的质量。
通过加氢精制可以改善油品的颜色、安定性等特性，生产出高质量的油品。
轻柴油加氢精制，主要是脱硫和脱氮，从而改善油品的气味、颜色和安定性。
也有一些直馏煤油和轻柴油进行深度加氢，使芳烃变成环烷烃，提高柴油的十六烷值，改善燃烧性能。
二次加工轻柴油除了经加氢精制脱除硫、氮、氧化物外，由于柴油中还含有一定量的烯烃和胶质，它们很不安定，容易变色，生成沉渣，经过加氢精制可以改善其安定性。
直馏煤油馏分加氢精制生产喷气燃料主要是脱硫醇，从而改善油品的色度、酸值，提高喷气燃料的烟点。
某些品种的原油得到的催化裂化原料会含有较多的重芳烃和重金属，它们易使催化剂中毒，碱性氮化物能抑制催化剂活性，并使结焦速度加快，经加氢精制处理后可提高装置的处理能力，改善产品质量。
加氢技术的关键是催化剂。
2.2 加氢精制的化学反应加氢精制的主要反应有加氢脱硫、脱氮、脱氧、脱金属以与不饱和烃的加氢饱和反应。
2.2.1 脱硫反应所有的原油都含有一定量的硫，但不同原油的含硫量相差很大，从万分之几到百分之几。
从目前世界石油产量来看，含硫和高硫原油约占75%。
石油中的硫分布是不均匀的，它的含量随着馏分沸程的升高而呈增多的趋势。
其中汽油馏分的硫含量最低，而减压渣油的硫含量则最高，对我国原油来说，约有50%的硫集中在减压渣油中。
由于部分含硫化合物对热不稳定，在蒸馏过程中易于分解，因此测得的各馏分的硫含量并不能完全表示原油中硫分布的原始状况，其中间馏分的硫含量有可能偏高，而重馏分的含硫量有可能偏低。
加氢工艺
1.加氢精制工艺流程简述加氢精制工艺流程包括粗苯原料预分离部分,反应部分,稳定部分。
设备主要包括脱重组分塔,蒸发器,反应器,压缩机,稳定塔和加热炉等.原料预分离: 粗苯原料经过滤,换热后进入脱重组分塔进行轻,重组分预分离.轻苯经加氢进料泵升压后进入蒸发器;重苯一部分后返回脱重组分塔;另一部分送出装置.反应部分: 物料气体通过催化剂床层流下,在那里进行脱硫,脱氮和烯烃加氢反应.氢由甲醇驰放气PSA送入循环气分液罐,新氢和高分气混合后作为循环气进入循环氢压缩机压缩,压缩后的循环气至混合器与反应进料充分混合;高分液经换热后进入稳定塔,高压分离器水相排入酸性水系统.稳定部分: 高压分离器的液相经减压换热后,进入稳定塔,稳定塔顶气体经稳定塔顶冷凝器冷凝冷却后进入稳定塔顶回流罐,稳定塔顶回流罐中气体经稳定塔顶气冷却器进一步冷却,分离一部分冷凝的碳氢化合物.稳定塔顶回流罐中液体经稳定塔顶回流泵升压后回流至稳定塔顶部,稳定塔底BTXS 馏分经换热,冷却后送至预蒸馏部分2.预蒸馏预蒸馏的作用是得到C6～C7 馏分作为萃取蒸馏的进料.加氢后的加氢油与预蒸馏塔底得到的C8+馏分换热,再与萃取蒸馏部分的贫溶剂换热,经过精馏后,在塔顶得到C6～C7 馏分一部分作为回流,另一部分作为萃取蒸馏塔进料送入萃取蒸馏塔进料缓冲罐,塔底得到C8+馏分送至二甲苯塔.3.萃取蒸馏和芳烃精制萃取蒸馏的作用是在溶剂的选择性作用下,通过萃取蒸馏实现芳烃与非芳烃的分离.塔顶蒸出的非芳烃一部分作为回流送入非芳烃蒸馏塔塔顶,一部分作为抽余油副产品送出装置;塔底得到含芳烃的富溶剂由泵送入溶剂回收塔中部;溶剂回收塔在减压下操作,通过减压蒸馏实现溶剂和芳烃的分离.4.二甲苯蒸馏由预分馏部分的塔底产品作为原料,在顶部分离出C8 馏份,塔的侧线产品为二甲苯,塔底产出C9馏份,所有产品均送入界区外的储罐中.。
加氢精制—加氢精制工艺原理(煤制油技术课件)
02
加氢精制主要内容
不饱和烃的加氢饱和反应
RCH=CH2+H2 → RCH2-CH3 RCH=CH-CH=CH-R′+H2 → RCH2-CH2-CH2-CH2-R′
原料油中的烯烃和二烯烃含量较高，这些不饱和烃在加氢条件下很容易饱和， 烯烃的加氢速度很快，常温下即可进行，二烯烃加氢速度比单烯更快，烯烃饱 和反应是放热反应，要注意控制反应床层的温度，防止超温。
+ 氢气
催化剂 高温、高压
精制油品
+ 水分、金属、硫化物等
01
加氢精制催化剂
活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种 （称为二元金属组分），催化剂载体主要为氧化 铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼，有 时还加入磷作为助催化剂。喷气燃料中的芳烃部 分加氢则选用镍、铂等金属。双烯烃选择加氢多 选用钯。
02
加氢精制主要内容
含氧化合物的加氢脱氧反应 不饱和烃的加氢饱 反应以及微量金属吸附脱除等
02
加氢精制主要内容
含氧化合物的加氢脱氧反应
CH3(CH2)nOH+H2 → CH3(CH2)n-1CH3 + H2O CH3(CH2)nCOOH+3H2 → CH3(CH2)nCH3+2H2O
油品合成装置的油品含有一定的有机酸和有机醇。含氧化合 物的氢解反应，能有效脱除馏分中的氧，达到精制的目的。
02
加氢精制主要内容
脱金属反应
金属有机化合物大部分存在于重质油中，特别是蜡油。加氢精制过程中， 所有的金属有机化合物都发生氢解，生成的以及悬浮的金属沉积在催化剂表面 会使催化剂活性降低，导致床层压降上升，沉积在催化剂表面上的金属随反应 周期的延长而向床层深处移动。F-T催化剂组分在加氢精制催化剂表面的沉积 主要属于物理沉积，当运行到一定期限后，将催化剂卸出再生，再生后仍然可 以回用，并且金属的沉积对催化剂的活性是不可逆的影响。
加氢精制
1 加氢精制的工艺流程因原料而异，但基本原理是相同 的，如图所示，包括反应系统、生成油换热、冷却、分离 系统和循环氢系统三部分。
2 工艺流程介绍
* 原料油经原料油聚结脱水器脱水后，通过原料油过滤器 除去大于20um的固体颗粒，最后进入原料油缓冲罐。原 料油缓冲罐中的原料经原理泵升压后，与反应产物换热至 215℃，再与来自循环氢压缩机换热和循环氢加热炉的热 循环氢混合后形成15.9MPa、260 ℃的混氢油，在进入反 应器中进行加氢精制反应。 * 自加氢精制反应器来的14.7MPa、402 ℃反应产物经换热 后与加氢裂化反应产物一起进入空冷器，冷却后的反应产 物进入高压分离器和冷低压分离器进行油、气、水三相分 离。冷低分油进入分馏部分，低分气 进入延迟焦化装置， 含硫污水进入酸性水气体装置。
2 加氢原料油中断事故处理预案
一 事故确认与响应 • 缓冲罐液面下降，液位低限报警 • 反应进料指示下降或回零，其控制阀开大，低 限报警 • 反应进料泵停泵指示灯亮 原因 • 原料泵出现故障致供应中断 • 反应进料泵故障 • 反应泵进料控制阀关 • 装置停电
二 应急处理措施
• 罐区原料供应中断 1 联系调度罐区，了解原料中断原因，若短时间内能恢复供料，根据原 料缓冲罐的液位情况，适当降低进料量或改长循环操作 2 若短时间内不能恢复供料，降反应器入口至300摄氏度，装置改闭路 循环 3 若长时间不能恢复进料，按正常停工处理 • 反应进料泵故障 1 立即手动关闭进料控制阀，并将反应器入口逐步降至200摄氏度以下 等待恢复进料 2 到现场关进料泵，原料改界区返回，必要时将控制阀上下游阀关闭 3 分馏系统改短循环操作，多余产品可改污油去加氢原料，停吹汽，关 进塔根阀 4 当反应进料泵恢复后，按开工步骤恢复开工；若长时间不能恢复进料， 按停工步骤进行停工 反应进料控制阀关，可立即到现场改副线控制
加氢工艺原理与操作
合反应。如：
CmH2m+2 —→ Cm－nH2(m－n)＋2＋CnH2n
烷烃
烷烃
烯烃
CnH2n＋H2 —→CnH2n+2
烯烃
烷烃
芳烃加氢： 苯
＋3H2 -→ 环已烷
中石加化氢经精济制技装术置研工究艺院原（理咨与询操公作司） China Petrochemical Consulting Corporation
加氢精制装置工艺原理与操作
第四部分 工艺原理与装置原则流程图
中石化加经氢济装技置术工研艺究原院理（与咨操询作公司） China Petrochemical Consulting Corporation
1.石蜡加氢精制原理
石蜡加氢精制是在不改变石蜡质量的主要指标（含油 量、熔点、针入度等）情况下，降低稠环芳烃、着色物 质和不稳定物质的含量，脱除含硫、氧、氮化合物，以 改进石蜡的颜色、气味和光、热安定性，达到不同使用 要求 。
加氢精制装置工艺原理与操作
5.催化剂
催化剂：是影响加氢反应最关键的因素 ，直接影响到产品质量。加氢工艺条件 如压力、温度、氢油比、原料油和新氢 的组成在很大程度上取决于过程所选用 催化剂的性能。选用好的催化剂不但可 以降低工艺苛刻程度，而且对降低加工 成本，提高经济效益很有利。
加氢精制装置工艺原理与操作
含氮化合物的加氢：
＋4H2－→ CH3－CH2－CH2－CH3＋NH3
N
吡咯
丁烷
NH2
+ 4H2 －→
+ NH3
苯胺
环已烷
中石加化氢经精济制技装术置研工究艺院原（理咨与询操公作司） China Petrochemical Consulting Corporation
什么是加氢精制？此工艺对增塑剂有何优点!
加氢精制是各种油品在氢压下进行催化改质的一个统称，主要反应内容为加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、烯烃与芳烃的饱和加氢等。
上述反应能有效将原料油中含硫、氮、氧的非烃化合物氢解，针对烯烃、芳烃选择加氢饱和，还能脱除金属和沥青等杂质，具有处理原料范围广、液体收率高、产品质量好等优点。
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、无腐蚀性）。
♦三废少，对环保有利。
♦加氢精制己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mSO%,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%。
加氢反应大多为放热反应，而且大多在较高温度下进行，氢气以及大部分所使用的物料具有燃爆危险性，一部分物料、产品或中间产物存在毒性、腐蚀性。
火灾危险性：催化剂：部分氢化反应使用的催化剂如雷尼镍属于易燃固体可以自燃。
氢气：与空气混合能成为爆炸性混合物、遇火星、高热能引起燃烧。
室内使用或储存氢气，当有漏气时，氢气上升滞留屋顶，不易自然排出，遇到火星时会引起爆炸。
原料及产品：加氢反应的原料及产品多为易燃、可燃物质。
例如：苯、萘等芳香烃类；环戊二烯、环戊烯等不饱和烃；硝基苯、乙二腈等硝基化合物或含氮烃类。
在氢化反应过程中产生的副产物如硫化氢、氨气多为可燃物质。
爆炸危险性：化学爆炸：加氢工艺中，氢气爆炸极限为4.1%-74.2%，当出现泄漏；或装置内混入空气或氧气；易发生爆炸危险。
物理爆炸：加氢工艺多为气液相或气相反应，在整个加氢过程中，装置内基本处于高压条件下进行。
加氢精制
第二节石脑油加氢精制一、直馏石脑油加氢精制工艺直馏石脑油由于其辛烷值较低，一般均不足50，故目前很少用直馏石脑油作为汽油的调和组分，直馏石脑油均作为下一工序的原料。
直馏石脑油用作催化重整装置的原料时，需经过预处理。
一是预分馏，根据目的产品要求，切取合适的馏分；二是预加氢及其相应的处理工艺，根据石脑油性质，选择适宜的预加氢催化剂及相应的工艺，转化并脱除石脑油中有害杂质，得到符合要求的原料油。
使重整催化剂能够得到充分发挥其性能，并能长期、稳定运转。
直馏石脑油用作制氢原料时，亦必须先进入预加氢，其选用的催化剂及工艺参数，与重整装置预加氢大致相同。
由于以石脑油作制氢原料所得氢气成本较高，已逐渐用其他价格较低的原料取代，目前作为制氢原料的石脑油量已逐年降低。
直馏石脑油的另一个重要用途是作为裂解制乙烯的原料。
由于裂解制乙烯工艺对直馏石脑油的要求较宽松，如要求其含硫量小于200ug/g、烯烃含量小于2.5v﹪、砷和铅(As+Pb)小于50ng/g。
所以目前乙烯装置对原料一般不进行与精制，而是选择符合质量要求的石脑油作为原料，如需进行加氢精制时，其选用的催化剂和工艺条件亦大致和重整装置的预加氢工艺相同。
因此，在本节中主要介绍催化重整装置的预加氢工艺。
1.石脑油性质国内原油多为石蜡基，硫、氮含量均较低，仅大庆油砷含量稍高。
近年来，由于油田采油增加了氯化烃作清蜡剂，直馏石脑油的含氯量显著增加，导致设备堵塞、腐蚀等一系列问题。
某些炼厂直馏石脑油性质列于表3-2-1以直馏石脑油作为重整原料油时，必须进行预精制。
某些进口原油的直馏石脑油性质列于表3-2-2中。
进口原料直馏石脑油的硫化物类型分布于表3-2-3，其单体硫化物，以沙中油为例，其主要为硫醇和硫醚类硫化物，噻吩类含量较低。
集中国内原油原油直馏石脑油中氯化物分布于表3-2-4中，从表中数据可以看出，轻馏分中的含量较高。
2.预加氢流程先分馏后加氢是典型的重整原料预处理流程，它适合加工直馏低硫石脑油，其流程示意图3-2-1。
《加氢精制》课件
氢是工业和能源领域的重要原料，可 用于合成氨、甲醇、甲醛等化学品， 同时也是燃料电池的主要燃料。
加氢精制的定义与原理
定义
加氢精制是一种通过加氢反应提高油品质量和安定性的石油 加工过程。
原理
在加氢精制过程中，通过催化剂的作用，将油品中的硫、氮 、氧等杂质转化为相应的氢化物和氨，同时将烯烃和二烯烃 加氢饱和，以达到去除杂质和提高油品质量的目的。
社会效益的体现与影响
社会效益的来源
加氢精制技术能够提高油 品质量和环保标准，减少 对环境的污染和危害，从 而带来社会效益。
社会效益的体现
社会效益主要体现在改善 环境质量、保障人民健康 、促进社会和谐发展等方 面。
社会效益的影响
社会效益对企业的形象和 声誉有积极的影响，能够 提高企业的社会责任感和 公信力。
加氢精制在化学工业中广泛应用于生产农药、医药、染料等行业的中间体和原料。
在环保领域的应用
随着环保意识的提高，加氢精制 技术在环保领域的应用越来越广
泛。
通过加氢精制技术处理含硫、氮 等有害物质的废气和废水，能够 降低污染物排放，改善环境质量
。
加氢精制技术还可用于处理油品 燃烧产生的废气，减少空气污染
经济效益与社会效益的平衡业也需要关注社会效益，实现两者
的平衡与优化。
平衡与优化的方法
02
可以采用多种方法来实现平衡与优化，如制定合理的价格策略
、加强环保监管、推进技术进步等。
平衡与优化的效果
03
平衡与优化的效果主要体现在经济效益与社会效益的双赢，实
在石油工业中，加氢精制 主要用于处理原油，通过 去除硫、氮等杂质，提高 油品的安定性和环保性。
加氢精制技术能够生产出 符合标准的燃料油和润滑 油，满足市场需求。
加氢的精制工艺流程
加氢的精制工艺流程
《加氢的精制工艺流程》
加氢是石油精制工艺中的重要步骤，它可以将重质烃分子中的不饱和键和硫、氮、氧等杂质去除，从而生产出更干净、更高品质的产品。
下面将介绍加氢的精制工艺流程。
首先，原油经过蒸馏分馏后得到的馏分进入加氢装置。
加氢装置主要由加氢反应器、加氢气制备装置和加氢气净化装置组成。
在加氢反应器中，原油馏分与加氢气混合后，通过催化剂的作用，不饱和键和杂质被加氢还原，生成饱和烃和去除杂质。
加氢气制备装置主要是将天然气或其他氢源经过净化制备成纯净的加氢气体。
而加氢气净化装置则是对生成的尾气和反应器排出的废气进行处理，保证排放环境友好。
其次，加氢后的产品进入脱气装置，通过脱气，去除其中的氢气和轻质烃物质。
然后经过冷凝器，将其中的轻质烃和氢气冷凝成液态，得到液态产品。
最后，通过分馏装置对液态产品进行分馏，得到不同馏分。
这些馏分经过进一步加工处理，可以生产出各种高品质的产品，例如汽油、柴油、润滑油等。
以上就是加氢的精制工艺流程，它通过加氢反应、脱气、冷凝和分馏等步骤，使得原油中的不饱和键和杂质得到有效去除，生产出更高品质的产品，为能源行业做出了重要贡献。
石油加工概论(第二部分第6章 加氢精制,加氢处理)
◆1977年出现了固定床渣油加氢脱硫装置，1984年
出现了沸腾床渣油高转化率加氢裂化装置。
◆近几年加氢技术的发展很快，无论是加氢催化
剂，还是加氢工艺流程及专用设备都有了长足的
进步。对环保要求越来越高的今天，加氢技术已
成为21世纪炼油厂的核心技术。
●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
●催化裂化汽油加氢脱硫技术 ◆加氢脱硫和辛烷值恢复组合技术 FCC汽油经加氢脱硫后，烯烃饱和，辛烷值降低。 将加氢脱硫后的产物再通过一种含酸性分子筛的催化 剂进行选择性异构化和裂化，将低辛烷值的直链烷烃
和重烷烃转化为高辛烷值的烃类，使在加氢脱硫过程
中因烯烃饱和而造成的辛烷值损失得到补偿。 美国EXXON Mobil开发OCTGAIN、美国UOP公司开发
加氢过程中的氢油比是指进到反应器中的标准状态
下的氢气与冷态(20℃)进料的体积比(m3/m3)。
◆较高的氢油比使原料的气化率提高，同时也增大氢
分压，有利于提高加氢反应速率的。
◆氢油比增大，即意味着反应物分压降低和反应物与
催化剂实际接触时间的缩短，这些又是对加氢反应
不利的。
氢油比要选择适当
第四节 馏分油加氢精制(处理)工艺技术
0.845 1.2 0.03
0.942 2.76 0.063
0.820 0.002 0.0005
0.860 2.7 0.06
0.857 0.45 0.04
0.936 3.8 0.1
十六烷值
溴价/g/100g 烷烃/v% 环烷烃/v% 芳烃/v%
55
0.5 34 41 25
21
15 14 9 77
60
加氢精制基础知识
加氢精制1、加氢（也称氢化）是指在催化剂的存在下，某种化学物质与氢的加和反应，即称之为加氢反应。
2、加氢技术主要是在炼厂加工过程中以石油馏分为原料的加氢反应，其又可分为加氢精制和加氢裂化两个领域。
3、“加氢裂化”的概念是指通过加氢反应，使原料油中大于或等于10%以上的分子变小的一些加氢过程。
如典型的高压加氢裂化、缓和加氢裂化和中压加氢改质等反应。
4“加氢处理”属于加氢精制的范畴，它所指的是某些反应仍以加氢精制为主，允许有轻度的裂解，可以为下游工艺过程提供优质进料为主的反应。
显然可以广义地称之为加氢精制，但为了与定义的加氢精制有所区别，将此过程成为“加氢处理”，也可以把加氢处理理解为稍有些加氢裂化的加氢精制过程。
5、“加氢精制”过程则是在保持原油分子骨架结构不发生变化或变化很小的情况下，将杂质脱除，以达到改善油品质量为目的的加氢反应。
即“在有催化剂和氢气存在的条件下，将石油馏分中含硫、氮、氧及金属的非烃类组分加氢脱除以及烯烃、芳烃发生加氢饱和反应”。
加氢精制是改善和提高石油产品质量的主要手段之一。
加氢精制的主要目的是脱除油品中的硫、氮、氧等杂原子以及油品中的金属。
加氢精制主要用于油品的精制，通过精制来改善油品的性能；此外，加氢精制还用来处理性能较差的馏分油、重油和渣油等，以使其满足催化裂化、催化重整等工艺对原料的要求。
(1) 加氢精制的化学反应加氢精制的主要反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属和烯烃饱和等。
①加氢脱硫。
在加氢精制条件下，石油馏分中的硫化物进行氢解，转化成相应的烃和H2S，从而使硫杂原子脱除。
硫醇、硫醚、二硫化物等链状硫化物宜在比较缓和的条件下进行反应，而噻吩、苯并噻吩等环状硫化物加氢脱硫比较困难，需要较为苛刻的反应条件。
②加氢脱氮。
石油馏分中的氮化物可分为三类：脂肪胺及芳香胺，吡啶、喹啉类型的碱性杂环化合物，吡咯、茚及咔唑类型的非碱性杂环化合物。
其中，脂肪胺类的反应能力最强，芳香胺（烷基苯胺）比较难反应。
加氢精制原理
第2章加氢精制的工艺原理2.1 加氢精制工艺原理加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油、氢气通过反应器内催化剂床层，在加氢精制催化剂的作用下，把油品中所含的硫、氮、氧等非烃类化合物转化成为相应的烃类及易于除去的硫化氢、氨和水。
加氢精制的优点是：原料油的范围宽，产品灵活性大，液体产品收率高，产饱和反应。
2.2.1 脱硫反应所有的原油都含有一定量的硫，但不同原油的含硫量相差很大，从万分之几到百分之几。
从目前世界石油产量来看，含硫和高硫原油约占75%。
石油中的硫分布是不均匀的，它的含量随着馏分沸程的升高而呈增多的趋势。
其中汽油馏分的硫含量最低，而减压渣油的硫含量则最高，对我国原油来说，约有50%的硫集中在减压渣油中。
由于部分含硫化合物对热不稳定，在蒸馏过程中易于分解，因此测得的各馏分的硫含量并不能完全表示原油中硫分布的原始状况，其中间馏分的硫含量有可能偏高，而重馏分的含硫量有可能偏低。
原油中含硫化合物的存在形式有单质硫、硫化氢以及硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等类型的有机含硫化合物。
原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主。
除了渣油外，噻吩类硫的主要形式是二环和三环噻吩，在渣油馏分中，四环和五环以上的噻吩类硫比例较高。
随着馏分沸点的增高，馏分中硫醇硫和二硫化石油馏分中各类含硫化合物的C—S键是比较容易断裂的，其键能比C—C或C—N键的键能小许多(见表2-1)。
因此，在加氢过程中，一般含硫化合物中的CS，硫醇中的C－S键断裂同时加氢即得烷—S键先行断开而生成相应的烃类和H2S，硫醚在加氢时先生成硫醇，然后再进一步脱硫。
二硫化物在加氢条件烃及H2下首先发生S－S断裂反应生成硫醇，进而再脱硫。
表2-1 各种键的键能噻吩及其衍生物由于其中硫杂环的芳香性，所以特别不易氢解，导致石油馏分中的噻吩硫要比非噻吩硫难以脱除。
噻吩的加氢脱硫反应是通过加氢和氢解两条平行的途径进行的。
由于硫化氢对氢解有强抑制作用而对加氢影响不大，可以认为，加氢和氢解是在催化剂的不同活性中心上进行的。
加氢精制原理及催化剂性能简介
3.1 原料及产品 原料：焦化汽油 主要产品：精制汽油。 副产品：低分瓦斯、塔顶瓦斯、高分排放氢。
3.2 主要操作条件
4 加氢精制催化剂在具体装置的应用
45万加氢目前使用的主催化剂为FH-98改进型 加氢精制催化剂，保护剂、助剂FZC系列、 FHRS-1等。
4.1 本装置催化剂及保护剂等理化性质
45万吨/年汽柴油加氢装置：
于2002年12月建成投产，由中国石化洛阳设计院 设计
使用抚研院FH-98加氢催化剂，固定床加氢反应 器
以焦化汽、柴油、催化柴油混合后为原料，生产 的精制柴油作为成品直接出厂，汽油作为催化重 整原料。为配合公司汽柴油质量升级工作，该装 置于2012年6月进行技术改造，改为纯焦化汽油 加氢装置，主体催化剂未调整。
4.2 催化剂装填
4.3 干燥
由于催化剂载体具有吸湿性，催化剂的吸水量 一般达1～3％，甚至可以到10％，如果湿催化剂 和原料一起升温，易造成催化剂破碎，破坏催化 剂物理结构，增加床层压降。因此，使用前进行 干燥脱水工作。
方式：热氮气循环脱水
温度 ℃
300 250 200
150 100 50
Hg、Cu等)
烃类加氢饱和 少量烃类分子异构化 少量开环、大分子裂化
2.2 主要反应
2.2.1 加氢脱硫反应
硫化物的存在使油品在燃烧过程中生成二氧化 硫从而造成环境污染。
含硫化合物的加氢反应，在加氢精制条件下石 油馏分中的含硫化合物进行氢解，转化成相应的 烃和H2S，从而硫杂原子被脱掉。几种含硫化合 物的加氢精制反应如下：
温度 ℃
350 300 250 200 150 100
50 40 0 0
硫化升温曲线
320
320
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该工艺的反应条件一般为:压力4-8MPa，温度320-400℃。
(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。
反应完成后，氢气在分
离器中分出，并经压缩机循环使用。
产品则在稳定塔中分出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。
也称[加氢处理，石油产品最重要的精制方法之一。
指在氢压和催化
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。
有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处
理指重质油品的精制脱硫。
20世纪50年代，加氢方法在石油炼制工业中得到应用和发展，60年
代因催化重整装置增多，石油炼厂可以得到廉价的副产氢气，加氢精
制应用日益广泛。
据80年代初统计，主要工业国家的加氢精制占原
油加工能力的38.8％～63.6％。
加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料
的精制，润滑油、石油蜡的精制（见彩图），喷气燃料中芳烃的部分
加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预处理等。
氢分
压一般分1～10MPa，温度300～450℃。
催化剂中的活性金属组分常
为钼、钨、钴、镍中的两种（称为二元金属组分），催化剂载体主要
为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼，有时还加入磷作
为助催化剂。
喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。
双烯
烃选择加氢多选用钯。
加氢改质反应，则是提高十六烷指数，十六烷值是柴油燃烧性能的重要指标。
柴油馏分中，链烷烃的十六烷值最高，环烷烃次之，芳香烃的十六
烷值最低。
同类烃中，同碳数异构程度低的烃类化合物具有较高的
十六烷值，芳环数多的烃类具有较低的十六烷值。
因此，环状烃含
量低，链状烃含量多的柴油具有较高的十六烷值。
催化柴油（LCO）中双环和三环芳烃，在MCI过程中，双环以上的芳烃只进行芳环饱
和和环烷开环，其分子碳数不变。
由于双环和三环芳烃转化为烷基苯，柴油中的高十六烷值组分增加，故柴油的十六烷值可得到较大
幅度的提高。
加氢裂化
在较高的压力的温度下[10-15兆帕（100-150大气压），400℃左右]，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、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。
它与催化裂化不同的是在进行催化裂化反应时，同时伴随有烃类加氢反应。
加氢裂化的液体产品收率达98％以上，其质量也
远较催化裂化高。
虽然加氢裂化有许多优点，但由于它是在高压下操作，条件较苛刻，需较多的合金钢材，耗氢较多，投资较高，故没有像催化裂化那样普遍应用。
催化裂化时在高温和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为干气、液化气、汽油、柴油、油浆等的过程。
加氢裂化是在高温高压下氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或其他油料）的过程
化裂化和加氢裂化的产品目标和产品质量有较大的差异，不同工艺催化的裂化主要目的产品是轻烃和汽、柴油，加氢裂化的目标产品是重石脑油、航煤、柴油和尾油。
催化反应控制要求比加裂难、但安全控制风险加裂更高。
后部系统加裂的控制要求比催化要求高。