加氢裂化
加氢裂化反应原理及影响因素
加氢裂化反应原理及影响因素加氢裂化反应原理及影响因素⼀、加氢反应过程加氢裂化装置的精制反应部分，是除去原料油中的硫化物、氮化物、氧化物等⾮烃化合物，为裂化部分提供合格进料，同时使烯烃和稠环芳烃饱和，裂化反应则使⼤分⼦裂解成⼩分⼦，使得产物中氢含量提⾼、硫和氮含量进⼀步降低，轻、中质产品⽣成，从⽽获得优质的重整料、柴油或喷⽓燃料。
本⼯艺使⽤的催化剂既有加氢精制催化剂，⼜有加氢裂化催化剂，因此在该⼯艺中发⽣的化学反应⼏乎包罗了馏分油加氢过程的所有平⾏—顺序反应综合过程。
这些反应有：1)含硫、含氮、含氧化合物等⾮烃类的加氢分解反应；2)烷烃的加氢裂化反应；3)环烷烃的开环反应；4)烷烃和环烷烃的异构化反应；5)烯烃和芳烃的加氢饱和反应；6)烷基芳烃的断链反应；在上述反应之外，还存在着由分解产物进⾏⼆次反应⽣成缩合物的可能性，引起催化剂上的碳沉积量增加。
在多数情况下，缩合反应的中间产物是稠环芳烃。
⼀定温度下，采⽤较⾼的氢分压将会降低这类中间产物的浓度，从⽽减少催化剂上焦炭的⽣成。
温度的升⾼有利于⽣成中间产物，催化剂表⾯积炭增加。
原料油中的稠环分⼦浓度越⾼，焦炭的⽣成也就越多。
以上这些反应进⾏的深度和速度除与原料的化学组成有关外，还与催化剂的性能和反应条件有密切的关系。
⼆、加氢精制的原理1．加氢脱硫(HDS)反应原料油中的硫化物，在加氢精制条件下，可以转化为H2S 和相应的烃类，烃类留在产品中，⽽H2S从反应物中脱除，从⽽脱除掉硫。
主要的反应如下：硫醇加氢反应：RSH + H2 RH + H2S硫醚加氢反应：RSR`+ 2H2 RH + R`H + H2S⼆硫化物加氢反应：RSSR`+ 3H2 RH + R`H + 2H2S 杂环硫化物加氢反应：HC CHHC CH + 4H2 C4H10 + H2S S馏分油中的含硫化合物类型主要包括脂肪族类和⾮脂肪族(噻吩)类硫化物，⾮脂肪族类硫化物⼜可以按照分⼦中并含苯环的多少⽽分为噻吩类、苯并噻吩类、⼆苯并噻吩类等硫化物。
加氢裂化反应机理
加氢精制
几种含硫化合物的加氢精制反应如下：
⑴硫醇通常集中在低沸点馏分中，随着沸点的上升硫醇 含量显著下降，＞300℃的馏分中几乎不含硫醇。硫醇加 氢时发生C-S键断裂，硫以硫化氢形式脱除。
RSH + H2
RH + H2S
⑵硫醚存在于中沸点馏分中，300—500℃馏分的硫化 物中，硫醚可占50%；重质馏分中，硫醚含量一般下降。 硫醚加氢时首先生成硫醇，再进一步脱硫。
加氢裂化
加氢裂化就是在催化剂作用下，烃类和非烃类化合物加氢 转化，烷烃、烯烃进行裂化、异构化和少量环化反应，多环 化物最终转化为单环化物。加氢裂化采用具有裂化和加氢两 种作用的双功能催化剂，因此，加氢裂化实质上是在氢压下 进行的催化裂化。 加氢裂化过程是在较高压力下，烃类分子与氢气在催化剂 表面进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程，同时也 发生加氢脱硫、脱氮和不饱和烃的加氢反应。其化学反应包 括饱和、还原、裂化和异构化。烃类在加氢条件下的反应方 向和深度，取决于烃的组成、催化剂的性能以及操作条件等 因素。在加氢裂化过程中，烃类反应遵循以下规律：提高反 应温度会加剧C-C键断裂，即烷烃的加氢裂化、环烷烃断环 和烷基芳烃的断链。如果反应温度较高而氢分压不高也会使 C-H键断裂，生成烯烃、氢和芳烃。提高反应压力，有利于 C=C键的饱和，降低压力有利于烷烃进行脱氢反应生成烯烃， 烯烃环化生成芳烃。在压力较低而温度又较高时，还会发生
加氢精制
⑷杂环硫化物是中沸点馏分中的主要硫化物。沸点在400℃以上的杂 环硫化物，多属于单环环烷烃衍生物，多环衍生物的浓度随分子环数 增加而下降。 噻吩与四氢噻吩的加氢反应首先是杂环加氢饱和，然后是C-S键断裂 （开环）生成硫醇，（中间产物有丁二烯生成，并且很快加氢成丁烯） 最后加氢成丁烷和硫化氢。
加氢精制和加氢裂化的区别
1、加氢精制也称加氢处理，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。
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，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。
2、加氢裂化是石油炼制过程之一，是在加热、高氢压和催化剂存在的条件下，使重质油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料、柴油等的过程。
加氢裂化原料通常为原油蒸馏所得到的重质馏分油，也可为渣油（包括减压渣油经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油）。
其主要特点是生产灵活性大，产品产率可以用不同操作条件控制，或以生产汽油为主，或以生产低冰点喷气燃料、低凝点柴油为主，或用于生产润滑油。
产品质量稳定性好（含硫、氧、氮等杂质少）。
汽油通常需再经催化重整才能成为高辛烷值汽油。
但设备投资和加工费用高，应用不如催化裂化广泛，后者常用于处理含硫等杂质和含芳烃较多的原料，如催化裂化重质馏分油或页岩油等。
加氢裂化是一个复杂的化学反应过程，包括有加氢、裂化、异构化和氢解等。
烃类的加氢裂化是按碳正离子机理进行的。
由于各烃类的断环、脱烷基和加氢饱和等反应的结果,重质烃转化为轻质烃，与此同时，含硫、氧、氮的烃类衍生物也经过裂化和加氢反应生成硫化氢、水、氨而除去。
加氢裂化英文名称：hydrocracking说明: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。
石油化工加氢裂化工艺简介
石油化工加氢裂化工艺简介重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量和氢碳比，而改变相对分子质量和氢碳比往往是同时进行的。
改变油品的氢碳比有两条途径，一是脱碳，二是加氢。
1、原料：重质油等2、产品：轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯燃的原料）3、基本概念加氢裂化属于石油加工过程的加氢路线，是在催化剂存在下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。
加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品，另一方面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯燃饱和。
4、生产流程按反应器中催化剂所处的状态不同，可分为固定床、沸腾床和悬浮床等几种型式。
（1）固定床加氢裂化固定床是指将颗粒状的催化剂放置在反应器内，形成静态催化剂床层。
原料油和氢气经升温、升压达到反应条件后进入反应系统,先进行加氢精制以除去硫、氮、氧杂质和二烯燃，再进行加氢裂化反应。
反应产物经降温、分离、降压和分储后，目的产品送出装置，分离出含氢较高（80%,90%）的气体，作为循环氢使用。
未转化油（称尾油）可以部分循环、全部循环或不循环一次通过。
（2）沸腾床加氢裂化沸腾床（又称膨胀床）工艺是借助于流体流速带动具有一定颗粒度的催化剂运动,形成气、液、固三相床层，从而使氢气、原料油和催化剂充分接触而完成加氢反应过程。
沸腾床工艺可以处理金属含量和残炭值较高的原料（如减压渣油）.并可使重油深度转化；但反应温度较高，一般在400~45（ΓC范围内。
此种工艺比较复杂，国内尚未工业化。
（3）悬浮床（浆液床）加氢工艺悬浮床工艺是为了适应非常劣质的原料而重新得到重视的一种加氢工艺。
其原理与沸腾床相类似，其基本流程是以细粉状催化剂与原料预先混合，再与氢气一向进入反应器自下而上流动，催化剂悬浮于液相中，进行加氢裂化反应，催化剂随着反应产物一起从反应器顶部流出。
该装置能加工各种重质原油和普通原油渣油，但装置投资大。
《加氢裂化工艺》课件
反应器的设计应考虑压力降、温度分布、催化剂装填量等因素，以确 保原料油在最佳条件下进行反应。
04
反应器的操作应控制适当的反应温度和压力，以获得所需的加氢裂化 产物。
加热炉
加热炉是加氢裂化工艺中用于 加热原料油的关键设备。
加热炉通常采用管式加热炉， 炉管内通过原料油，炉管外燃 烧燃料油或天然气，通过热传 导和热辐射将热量传递给原料
技术发展趋势与展望
高效催化剂
研发高效、稳定的催化剂是加氢裂化工艺的重要 发展方向。新型催化剂可提高反应活性和选择性 ，降低能耗和原料消耗，提高产品收率和质量。
智能化控制
智能化控制技术可以提高加氢裂化工艺的安全性 和稳定性。通过实时监测、自动控制和优化操作 ，可降低人工操作成本和事故风险，提高生产效 率。
压缩机的设计应考虑压缩比、 输送能力、机械效率等因素， 以确保气体和液体能够被顺利 压缩和输送。
压缩机的操作应控制适当的入 口和出口压力，以防止气体和 液体在压缩过程中发生泄漏和 堵塞。
分离器
分离器是加氢裂化工艺中用 于分离液体和气体的关键设
备。
1
分离器通常采用立式或卧式 分离器，通过重力或离心力 的作用将液体和气体进行分
绿色低碳发展
随着环保意识的提高，低碳、环保的加氢裂化工 艺成为未来的发展趋势。通过优化反应条件、降 低能耗和减少废物排放，实现加氢裂化工艺的绿 色低碳发展。
拓展应用领域
随着市场需求的变化，加氢裂化工艺的应用领域 也在不断拓展。例如，在生产高品质润滑油、石 蜡、高纯度溶剂等化学品方面，加氢裂化工艺具 有广阔的应用前景。
环保要求与处理措施
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加氢裂化工艺应符合国家和地 方环保法规要求，确保排放的 废气、废水等污染物达到标准
加氢裂化技术讲座
氢气处理
氢气纯度控制
确保氢气纯度符合工艺要求，防止杂 质对加氢裂化过程产生不利影响。
氢气流量控制
根据原料性质和工艺条件，合理控制 氢气流量，以保证加氢裂化过程的稳 定性和安全性。
反应过程
反应温度控制
根据原料性质和目标产品要求，合理控制反应温度，以提高加氢裂化过程的转化 率和选择性。
反应压力控制
根据原料性质和目标产品要求，合理控制反应压力，以保证加氢裂化过程的稳定 性和安全性。
原理
加氢裂化过程中，重油分子在氢气的作用下发生裂化反应，分裂成较小的烃分 子，这些小分子在催化剂的作用下进一步反应生成汽油、柴油等轻质油品。
技术发展历程
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起始阶段
20世纪40年代，加氢裂化 技术开始研究，初期主要 应用于煤焦油和重质馏分 油的轻质化。
发展阶段
20世纪60年代，随着石油 工业的发展，加氢裂化技 术逐渐成熟，开始广泛应 用于重油加工。
产品分离与后处理
产品分离
将加氢裂化产物分离成不同组分，如汽油、柴油、航空煤油 等。
产品后处理
对分离出的各组分进行精制处理，如脱硫醇、脱芳烃等，以 满足产品规格要求。
03
CHAPTER
加氢裂化技术的关键设备
反应器
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反应器是加氢裂化技术的核心 设备，用于实现原料油在氢气
作用下的加氢裂化反应。
操作复杂性
加氢裂化技术的操作条件较为 苛刻，需要严格控制反应参数
，操作难度较大。
原料供应问题
由于加氢裂化技术需要处理不 同种类的原料，原料的供应和 质量稳定性可能成为问题。
产品结构单一
加氢裂化技术的产品结构相对 单一，可能无法满足多样化的
加氢裂化工艺流程介绍
加氢裂化工艺流程介绍加氢裂化是一种石油加工工艺，用于将长链烃分子转化为较短的、易于加工的烃分子。
该工艺使用了高压和高温，使长链烃分子在催化剂的作用下通过裂解和氢化反应产生较小的烃分子，并且烃分子之间的化学键成为饱和状态。
在这里，我们将介绍该加氢裂化工艺的详细流程。
1. 加氢裂化反应器加氢裂化反应器是整个工艺流程的核心部分。
该反应器通常包括反应器本身、进料口、出料口、催化剂和氢气供应系统等。
反应器内的催化剂通常由一系列金属氧化物和酸性氧化物组成，并且需要经过预处理和活化才能使用。
此外，反应器中的氢气供应系统可以确保反应中的加氢过程得以顺利进行。
2. 进料预处理在加氢裂化反应之前，原油或其他烃类物质需要在进料预处理过程中进行预处理。
此过程包括严格的催化剂活性检测、沉积和分离重质杂质等，以确保进料的纯度和化学组成符合加氢裂化反应的要求。
预处理过程通常采用加热、加压、过滤、油品加氢和添加一些化学试剂来保证进料的净化和活化。
4. 分离和净化加氢裂化反应结束后，反应物中产生的烯烃和烷烃被分离和净化，以获得所需的目标产品。
分离器包括循环油分离器、蜡油分离器和气相分离器，这些分离器用于将产物分离和净化。
除此之外，产生的催化剂残留需要进行处理和再生，以加快催化剂的消耗和提高反应效率。
5. 尾气处理加氢裂化过程中产生的尾气是一种有害的废气，需要通过处理来减少对环境的污染。
尾气处理系统包括燃烧器、废气冷却器、氧化还原反应器和气体净化器等，这些装置用于清除尾气中的有害物质，并确保经过处理后的尾气排放符合环保要求。
加氢裂化
引入氢气进行后序的催化剂硫化操作。
硫化剂选择的考虑
• 硫化剂在临氢和催化剂存在的条件下，能在较低反应温度 下分解生成 H2S ，以有利于催化剂硫化的顺利进行，提高
硫化效果；
• 硫化剂硫含量应较高，以减少硫化剂的用量，避免其它元 素对硫化过程的不利影响； • 硫化剂价格便宜，毒性小，使用安全。
催化剂湿法硫化的典型步骤
催化剂装填工具
• 反应器催化剂普通装填的工具，通常由一个金属料斗、一根金属立管 和一段帆布软管所组成。在料斗和金属立管之间装有一个闸板阀，在 金属立管和帆布软管之间装有第二个闸板阀。催化剂装填时，第一个
闸板阀全开，用第二个闸板阀的开度来控制催化剂的装填速度。装填
间断时应关闭顶部的第一个闸板阀。金属立管内设有斜挡板，用于减 少催化剂自由降落的高度。随着催化剂床层界面高度的上升，帆布软 管应逐渐缩短，通常每次去掉1m左右。
催化剂的干燥脱水，对于催化剂湿法硫化是十分必要和至关重要的。催化剂采
取用氮气循环升温中温干燥负压脱水，在确认催化剂干燥结束后，停蒸汽喷 射真空泵，引氮气破真空，再引氢气置换合格后升压至操作压力，启动循环
压缩机，加热炉重新点火，使反应温度维持在 150℃，然后按下述步骤进行
催化剂湿法硫化。 (1) (2) 氢气全量循环，将反应器入口温度控制在150160℃； 以≤设计体积空速向反应系统进硫化油，并根据循环氢流率、催化剂装量、
• 一般以氧化铝、含硅氧化铝和无定型硅铝为载体的加氢催 化剂，多采用湿法硫化方法进行催化剂硫化。湿法硫化之 前，必须对催化剂进行充分干燥脱水，否则含水催化剂在 与高温硫化油接触时，会引起催化剂破损，并影响催化剂 硫化效果；湿法硫化的硫化油用量较大，尚存在含硫污油 进一步处理的问题。
加氢裂化工艺流程介绍
加氢裂化工艺流程介绍加氢裂化工艺是一种常用的炼油工艺，它能够高效地将重质原油转化为高附加值的汽油、柴油和航空煤油等产品。
在加氢裂化过程中，原油分子中的碳-碳键和碳-氢键被裂解和重组，从而实现了原油分子结构的调整和产品结构的优化。
本文将对加氢裂化工艺的流程进行详细介绍，以帮助读者更好地了解这一重要的炼油技术。
一、加氢裂化工艺概述加氢裂化是一种将重质原油分子裂解成轻质产品的催化裂化过程，其核心技术是利用催化剂将原油中的大分子烃分子裂解成较小分子，并通过加氢反应降低产品的烯烃和芳烃含量，从而得到高质量的汽油和柴油产品。
加氢裂化工艺通常包括以下主要步骤：1. 原油预处理：原油经过脱盐、脱水、预加热等预处理操作，以提高其在催化裂化反应器中的流动性和热传导性。
2. 加氢裂化反应：原油在高温高压条件下与催化剂接触，发生裂化和加氢反应，生成汽油、柴油和石脑油等轻质产品。
3. 产品分离和处理：裂化产物经过冷凝、分离、脱气、脱硫等操作，得到合格的汽油、柴油和石脑油产品。
4. 催化剂再生：用于加氢裂化反应的催化剂在使用过程中会受到积炭和焦炭的影响，需要进行再生或更换。
1. 原油预处理原油预处理是加氢裂化工艺的首要环节，其目的是去除原油中的杂质、水分和重金属，以及提高原油的流动性和热传导性。
常见的原油预处理设备包括脱盐装置、脱水装置、加热炉和换热器等。
脱盐装置通过物理或化学方法，去除原油中的盐分和杂质，以防止对加氢裂化催化剂的腐蚀和毒化。
脱水装置通过加热和蒸汽提馏等方法，去除原油中的水分，以减少对催化裂化反应器的冲击和腐蚀。
加热炉和换热器则用于对原油进行预加热，以提高其在反应器中的温度，以促进裂化和加氢反应的进行。
2. 加氢裂化反应加氢裂化反应是加氢裂化工艺的核心步骤，也是原油分子裂解和重组的关键环节。
在加氢裂化反应器中，原油通过加热和压缩进入反应器，与催化剂接触进行裂化和加氢反应，生成汽油、柴油和石脑油等轻质产品。
加氢裂化反应器通常采用固定床反应器或流化床反应器，其操作条件包括温度在400-480摄氏度，压力在30-50大气压，空速为1-5小时立方米。
加氢裂化工艺加氢裂化技术讲义
◎ 60年代和70年代初，是美国加氢裂化迅速增长旳时期。70年代中期，因为FCC 广泛使用了分子筛催化剂，氢气费用高，对于生产汽油，FCC比加氢裂化要 经济，加氢裂化旳发展再度受到冲击而有所减缓。
两段法加氢裂化旳特点 ◎ 第一、二段旳反应器、高分和循环氢（含循环压缩机）自成体系； ◎ 补充氢增压机、产品分馏塔两段公用； ◎ 工艺流程较复杂、投资及能耗相对较高； ◎ 对原料油旳适应性强，生产灵活性大，操作运转周期长。
补充氢 原料油
R-1
图1 两段法加氢裂化工艺流程示意图
循环氢
循环氢
气体产品 轻石脑油
催化加氢技术
《加氢裂化工艺》
1.概述 1.1 加氢裂化旳沿革 1.2 国内加氢裂化技术发展历程 1.3 加氢裂化旳基本原理及特点 1.4 加氢裂化原料油及产品 2. 加氢裂化工艺流程 2.1 两段法加氢裂化 2.2 单段加氢裂化 2.3 一段串联（单程经过，未转化油全循环、部分循环) 3. 有关旳加氢转化技术 3.1 提升十六烷值技术〔MCI〕 3.2 低凝柴油生产技术〔HDW〕 3.4 柴油深度加氢脱硫脱芳烃技术
旳单程转化率下,才可望生产芳烃含量﹤25%和十六烷值较高旳 柴油馏分; ⊙ 在目前车用柴油硫含量高,十六烷值偏低,氧化安定性较差,多环芳 烃高旳情况下,必须要有一定数量旳低硫低芳烃和高十六烷值旳 优质柴油组分来调配,这是中压加氢裂化力所不及旳,尤其是在原 料旳性质较差时,中压加氢裂化更难以生产高质量旳中间馏分油 产品.
◎ 加氢裂化过程中旳HDS、HDN 、 HDO等反应与加氢精制过程相同. ◎ 原料油中类烃分子旳加氢裂化反应，与FCC过程类同，其反应历程都遵照
加氢裂化原理
加氢裂化原理
加氢裂化原理是一种石油加工技术，用于将较重的石油烃转化为较轻的烃类。
它主要通过加入氢气使得重质石油烃发生裂解反应，产生较轻的烃类化合物。
加氢裂化是一种催化裂化过程，需要催化剂的参与。
通常使用铂、钴、镍等金属作为催化剂，以保证反应的高效性和选择性。
裂化过程中，加入的氢气在催化剂的作用下与重质石油烃发生反应，生成较轻的烃类化合物和水。
这种化学反应被称为加氢裂化。
加氢裂化的原理是基于分子结构的裂变。
重质石油烃在催化剂的作用下，通常发生饱和、断裂和重排等反应，从而生成较轻的烃类化合物。
这个过程中，氢气提供了所需的氢原子，帮助重质石油烃发生裂解和转化。
同时，氢气的参与还可以防止催化剂中毒，延长其使用寿命。
加氢裂化广泛应用于石油炼制和石化工业。
通过加氢裂化，可以将重质石油烃转化为轻质烃类，如石脑油、汽油等。
这不仅有助于提高石油产品的产量和质量，还有利于满足市场需求和提高能源利用率。
总之，加氢裂化通过加入氢气和催化剂，将重质石油烃裂解为较轻的烃类化合物。
这种技术在石油加工和石化工业中具有重要作用，为提高能源利用效率和产物质量提供了可行途径。
加氢裂化过程发生的主要反应
加氢裂化过程发生的主要反应加氢裂化是一种重要的石油化工过程，主要用于将重质石油产品转化为轻质石油产品。
在这个过程中，加氢裂化发生了许多主要反应，下面我将为大家详细介绍。
加氢裂化是通过在高温和高压下将石油产品与催化剂接触，使其分子发生断裂并进行重新组合的过程。
这个过程主要涉及到以下几个主要反应。
第一个主要反应是氢解反应。
重质石油产品中的大分子化合物在加氢裂化过程中会被断裂成较小的碳链分子。
在高温高压的条件下，分子内部的化学键容易断裂，并且会产生大量的自由基和碳碳双键，同时释放出大量的氢气。
这个反应可以将重质石油产品分解为较轻的烃类化合物。
第二个主要反应是重组反应。
在加氢裂化过程中，断裂的碳链分子会经过重新组合，形成较短的碳链分子。
这个过程主要是通过碳碳键的重组和氢原子的重新分布来实现的。
重组反应可以将分解出的烃类化合物重新排列，生成较为稳定的烃类化合物。
第三个主要反应是氢转移反应。
在加氢裂化过程中，氢原子会在分子之间进行转移。
这个反应是由于高温高压环境下，分子内部发生了断裂和重组，使得碳链分子中的氢原子位置发生变化。
氢转移反应可以调整碳链分子结构，生成更加稳定的化合物，并且可以调整产物的石油产品分布。
除了上述主要反应外，加氢裂化过程中还会发生一些副反应，例如裂化气的热裂化反应，生成低碳烷烃和烯烃；以及脱氢反应，使产物中的部分分子失去氢原子，形成烯烃。
加氢裂化是一项复杂的工艺，在实际应用中需要仔细控制反应条件、催化剂选择以及反应器设计等因素。
通过理解加氢裂化过程中发生的主要反应，可以指导工程师们提高加氢裂化的效率和产率，同时改善产品质量。
总而言之，加氢裂化过程主要发生了氢解反应、重组反应和氢转移反应等主要反应。
这些反应共同促使重质石油产品分解为较轻的石油产品，并且调整了产物的石油产品分布。
深入了解这些反应对于提高加氢裂化的效率和产率具有重要意义，并且对于石油化工行业的发展也具有重要指导意义。
加氢裂化催化剂
加氢裂化催化剂
加氢裂化催化剂（Hydrocracking catalyst）是一种用于加氢裂化反应的催化剂。
加氢裂化是一种通过加氢作用将高分子化合物裂解为低分子化合物的化学反应，常用于石油加工中，将重质石油馏分转化为轻质馏分。
加氢裂化反应通常在高温高压下进行，催化剂可以加速反应速率并提高产物收率。
加氢裂化催化剂通常是由一种或多种金属催化剂（如铜、镍、钼等）和一种或多种载体（如沸石、氧化铝等）组成。
金属催化剂可以促进反应中的加氢作用，而载体则起到提供活性位点和稳定催化剂的作用。
选择合适的加氢裂化催化剂可以根据反应物的性质和所需产品的要求。
常用的加氢裂化催化剂包括钼基和镍基催化剂，它们在石油加工中广泛应用，能够高效催化重质石油馏分的裂解反应，并产生较高的轻质馏分收率。
加氢裂化
加氢裂化:加氢裂化，是一种石化工业中的工艺，即石油炼制过程中在较高的压力的温度下，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。
加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，能够使重质油品通过催化裂化反应生成汽油、煤油和柴油等轻质油品，又可以防止生成大量的焦炭，还可以将原料中的硫、氮、氧等杂质脱除，并使烯烃饱和。
加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出特点。
基本信息英文名称：hydrocracking说明: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。
化学反应烃类在加氢裂化条件下的反应方向和深度，取决于烃的组成、催化剂性能以及操作条件，主要发生的反应类型包括裂化、加氢、异构化、环化、脱硫、脱氮、脱氧以及脱金属等。
①烷烃的加氢裂化反应。
在加氢裂化条件下，烷烃主要发生C-C键的断裂反应，以及生成的不饱和分子碎片的加氢反应，此外还可以发生异构化反应。
②环烷烃的加氢裂化反应。
加氢裂化过程中，环烷烃发生的反应受环数的多少、侧链的长度以及催化剂性质等因素的影响。
单环环烷烃一般发生异构化、断链和脱烷基侧链等反应；双环环烷烃和多环环烷烃首先异构化成五元环衍生物，然后再断链。
③烯烃的加氢裂化反应。
加氢裂化条件下，烯烃很容易加氢变成饱和烃，此外还会进行聚合和环化等反应。
加氢裂化反应影响因素
加氢裂化反应影响因素加氢裂化反应是一种重要的石油化工过程，它涉及在氢气存在下，将重质烃类转化为轻质烃类，同时生成氢气和少量烃类。
这一过程受到多种因素的影响，包括原料的特性、反应条件、催化剂种类和性质等。
以下是对这些影响因素的详细分析：1.原料特性：加氢裂化的原料主要是重质烃类，如减压渣油、催化裂化油浆等。
原料的特性如沸点、密度、硫含量、氮含量、残碳值等都会影响加氢裂化的反应效果。
一般来说，原料的沸点越高、密度越大、硫含量和氮含量越高，残碳值越大，加氢裂化的难度就越大。
2.反应条件：反应条件主要包括反应温度、反应压力、氢气分压、空速等。
反应温度越高，反应速度越快，但同时也会增加热裂解反应的比例，导致烯烃和二烯烃的生成增加。
反应压力和氢气分压对加氢裂化的选择性有很大影响，提高压力和氢气分压可以提高加氢裂化的选择性，减少热裂解反应。
空速反映了催化剂的活性，提高空速可以增加单位时间内通过催化剂的物料量，提高生产效率。
3.催化剂种类和性质：加氢裂化反应使用的催化剂主要有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂等。
不同种类的催化剂具有不同的活性和选择性，适用于不同的原料和反应条件。
催化剂的活性越高，加氢裂化的选择性就越好。
此外，催化剂的比表面积、孔径、酸性等性质也会影响加氢裂化的反应效果。
4.氢气质量：氢气是加氢裂化反应的重要组分，其纯度和压力都会影响加氢裂化的效果。
纯度不足或含有杂质（如CO、CO2、S等）的氢气可能导致催化剂中毒或反应效果不佳。
5.设备结构：反应器的结构也会影响加氢裂化的效果。
一般来说，具有良好混合和分散作用的反应器能够提高原料与催化剂的接触效率，从而提高反应效果。
6.操作因素：操作因素包括原料的预处理、进料方式、反应温度控制等。
预处理可以改善原料的性质，提高加氢裂化的效果。
进料方式对原料与催化剂的接触效率和反应速度都有影响。
反应温度控制不当可能导致局部过热或反应不均匀，从而影响产品分布和产品质量。
加氢裂化工艺及过程
04 加氢裂化工艺流程
原料预处理
原料选择
选择低硫、低氮、低芳烃的原料，如减压馏分油、 脱沥青油等。
原料切割
根据原料性质和加氢裂化要求，将原料切割成适 合的馏分。
预处理
通过加热、过滤、脱水和脱盐等手段，去除原料 中的水分、金属离子和杂质，提高原料的纯度。
产物选择性
加氢裂化产物复杂多样，如何提高目标产品的选择性是当前面临的 重要技术挑战。
能耗与环保
加氢裂化过程能耗较高，且产生一定量的废水和废气，如何降低能 耗并实现环保排放是一大挑战。
未来发展方向与展望
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新材料的应用
探索新型的催化剂和材料，以 提高加氢裂化过程的效率和产
物选择性。
过程强化
质量调整
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精制处理
通过调整温度、压力和添加催化 剂等手段，对产品进行质量调整， 以满足市场需求。
通过加氢精制、酸碱精制等方法， 去除产品中的杂质和有害物质， 提高产品的质量和稳定性。
05 加氢裂化技术发展与挑战
技术发展趋势
高效催化剂
随着催化剂科学的不断发展，高效、稳定的 催化剂是加氢裂化技术的重要发展方向，能 够提高转化率和产品选择性。
产品分离
通过蒸馏等方法将裂化产物分离成不同沸点的油品，如汽油、柴油、 液化气等。
加氢裂化与其他工艺的比较
与焦化工艺相比
焦化工艺主要通过热解重油生产焦炭和轻质油品，而加氢 裂化工艺通过加氢处理和催化裂化生产轻质油品，产品环 保性能更好。
与催化裂化工艺相比
催化裂化工艺主要通过酸性催化剂的作用将重质油品裂化 为汽油、柴油等，而加氢裂化工艺通过加氢处理降低了原 料中的硫、氮等杂质，产品品质更高。
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加氢裂化装置加氢裂化的工业装置有多种类型按反应器的作用又分为一段法和两段法。
两段法包括两级反应器，第一级作为加氢精制段，除掉原料油中的氮、硫化物。
第二级是加氢裂化反应段。
一段法的反应器只有一个或数个并联使用。
一段法固定床加氢裂化装置的工艺流程是原料油、循环油及氢气混合后经加热导入反应器。
反应器内装有粒状催化剂，反应产物经高压和低压分离器，把液体产品与气体分开，然后液体产品在分馏塔蒸馏获得产品石油馏分。
一段法裂化深度较低，一般以减压蜡油为原料，生产中间馏分油为主。
二段法裂化深度较深，一般以生产汽油为主。
加氢是指石油馏分在氢气及催化剂作用下发生化学反应的加工过程，加氢过程可分为加氢精制、加氢裂化、临氢降凝、加氢异构化等，下面重点介绍加氢裂化加工过程（一）装置的发展加氢技术最早起源于20世纪20年代德国的煤和煤焦油加氢技术，第二次世界大战以后，随着对轻质油数量及质量的要求增加和提高，重质馏分油的加氢裂化技术得到了迅速发展。
1959年美国谢夫隆公司开发出了Isocrosking加氢裂化技术，其后不久环球油品公司开发出了Lomax加氢裂化技术，联合油公司开发出了Uicraking加氢裂化技术。
加氢裂化技术在世界范围内得到了迅速发展。
早在20世纪50年代，中国就已经对加氢技术进行了研究和开发，早期主要进行页岩油的加氢技术开发，60年代以后，随着大庆、胜利油田的相继发现，石油馏分油的加氢技术得到了迅速发展，1966年中国建成了第一套4000kt/a的加氢裂化装置。
进入20世纪90年代以后，国内开发的中压加氢裂化及中压加氢改质技术也得到了应用和发展。
（二）装置的主要类型加氢装置按加工目的可分为：加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理等类型，这里主要介绍加氢裂化装置。
加氢裂化按操作压力可分为：高压加氢裂化和中压加氢裂化，高压加氢裂化分离器的操作压力一般为16MPa左右，中压加氢裂化分离器的操作压力一般为9．OMPa左右。
加氢裂化按工艺流程可分为：一段加氢裂化流程、二段加氢裂化流程、串联加氢裂化流程。
一段加氢裂化流程是指只有一个加氢反应器，原料的加氢精制和加氢裂化在一个反应器内进行。
该流程的特点是：工艺流程简单，但对原料的适应性及产品的分布有一定限制。
二段加氢裂化流程是指有两个加氢反应器，第一个加氢反应器装加氢精制催化剂，第二个加氢反应器装加氢裂化催化剂，两段加氢形成两个独立的加氢体系，该流程的特点是：对原料的适应性强，操作灵活性较大，产品分布可调节性较大，但是，该工艺的流程复杂，投资及操作费用较高。
串联加氢裂化流程也是分为加氢精制和加氢裂化两个反应器，但两个反应器串联连接，为一套加氢系统。
串联加氢裂化流程既具有二段加氢裂化流程比较灵活的特点，又具有一段加氢裂化流程比较简单的特点，该流程具有明显优势，如今新建的加氢裂化装置多为此种流程，本节所述的流程即为此种流程。
（一）重点部位1．加热炉及反应器区加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备，其中大部分设备为高压设备，介质温度比较高，而且加热炉又有明火，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。
⒉高压分离器及高压空冷区高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器，若高压分离器的液位控制不好，就会出现严重问题。
主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒，因此该区域是安全上重点防范的区域。
3．加氢压缩机厂房加氢压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机，该区域为临氢环境，氢气的压力较高，而且压缩机为动设备，出现故障的机率较大，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸中毒，是安全上重点防范的区域。
4．分馏塔区分馏塔区的设备数量较多，介质多为易燃、易爆物料，高温热油泵是应重点防范的设备，高温热油一旦发生泄漏，就可能引起火灾事故，分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品，如发生事故，后果将十分严重，此外，脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高，有中毒危险，因此该区域也是安全上重点防范的区域。
（二）主要设备⒈加氢反应器加氢反应器多为固定床反应器，加氢反应属于气—液—固三相涓流床反应，加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种：冷壁反应器内有隔热衬里，反应器材质等级较低；热壁反应器没有隔热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为2×1/4Cr—1M0。
加氢反应器内的催化剂需分层装填，中间使用急冷氢，因此加氢反应器的结构复杂，反应器人口设有扩散器，内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。
加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢，操作条件苛刻，是加氢装置最重要的设备之一。
2．高压换热器反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，因此加氢装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢换热。
现在的高压换热器多为U型管式双壳程换热器，该种换热器可以实现纯逆流换热，提高换热效率，减小高压换热器的面积。
管箱多用螺纹锁紧式端盖，其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。
高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢，静密封点较多，易出现泄漏，是加氢装置的重要设备。
3．高压空冷高压空冷的操作条件为高压、临氢，是加氢装置的重要设备，中国华北地区某炼油厂中压加氢裂化装置，高压空冷两次出现泄漏，使装置被迫停工处理，因此，高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。
4．高压分离器高压分离器的工艺作用是进行气—油—水三相分离，高压分离器的操作条件为高压、临氢，操作温度不高，在水和硫化氢存在的条件下，物料的腐蚀性增强，在使用时应引起足够重视。
另外，加氢装置高压分离器的液位非常重要，如控制不好将产生严重后果，液位过高，液体易带进循环氢压缩机，损坏压缩机，液位过低，易发生高压窜低压事故，大量循环氢迅速进入低压分离器，此时，如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够，将发生严重事故。
因此，从安全角度讲高压分离器是很重要的设备。
⒌反应加热炉加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢，而且有明火，操作条件非常苛刻，是加氢装置的重要设备。
加氢反应加热炉炉管材质一般为高Cr、Ni的合金钢，如TP347。
加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉，这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度，减小炉管的长度和弯头数，以减少炉管用量，降低系统压降。
为回收烟气余热，提高加热炉热效率，加氢反应加热炉一般设余热锅炉系统。
6．新氢压缩机新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统，这种压缩机一般进出口的压差较大，流量相对较小，多采用往复式压缩机。
往复式压缩机的每级压缩比一般为2—3．5，根据氢气气源压力及反应系统压力，一般采用2～3级压缩。
往复式压缩机的多数部件为往复运动部件，气流流动有脉冲性，因此往复式压缩机不能长周期运行，多设有备机。
往复式压缩机一般用电动机驱动，通过刚性联轴器连接，电动机的功率较大、转速较低，多采用同步电机。
7．循环氢压缩机循环氢压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢。
循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。
如果循环氢压缩机停运，加氢装置只能紧急泄压停工。
循环氢压缩机在系统中是循环作功，其出人口压差一般不大，流量相对较大，一般使用离心式压缩机。
由于循环氢的分子量较小，单级叶轮的能量头较小，所以循环氢压缩机一般转速较高（8000—10000r/nfin），级数较多（6～8级）。
循环氢压缩机除轴承和轴端密封外，几乎无相对摩擦部件，而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封，再加上完善的仪表监测、诊断系统，所以，循环氢压缩机一般能长周期运行，无需使用备机。
循环氢压缩机多采用汽轮机驱动，这是因为蒸汽汽轮机的转速较高，而且其转速具有可调节性。
8．自动反冲洗过滤器加氢原料中含有机械杂质，如不除去，就会沉积在反应器顶部，使反应器压差过大而被迫停工，缩短装置运行周期。
因此，加氢原料需要进行过滤，现在多采用自动反冲洗过滤器。
自动反冲洗过滤器内设约翰逊过滤网，过滤网可以过滤掉≥25/1m的固体杂质颗粒，当过滤器进出口压差大于设定值（0．1～0．18MPa）时，启动反冲洗机构，进行反冲洗，冲洗掉过滤器上的杂质。
⒈开工时的危险因素及其防范措施⑴加氢反应系统干燥、烘炉加氢装置反应系统干燥、烘炉的目的是除去反应系统内的水分，脱除加热炉耐火材料中的自然水和结晶水，烧结耐火材料，增加耐火材料的强度和使用寿命。
加热炉煤炉时，装置需引进燃料气，在引燃料气前应认真做好瓦斯的气密及隔离工作，一般要求燃料气中氧含量要小于1．0%。
防止瓦斯泄漏及窜至其他系统。
加热炉点火要彻底用蒸汽吹扫炉膛，其中不能残余易燃气体。
加热炉烘炉时应严格按烘炉曲线升温、降温，避免升温过快，耐火材料中的水分迅速蒸发而导致炉墙倒塌。
⑵加氢反应器催化剂装填催化剂装填应严格按催化剂装填方案进行，催化剂装填的好坏对加氢装置的运行情况及运行周期有重要影响。
催化剂装填前应认真检查反应器及其内构件，检查催化剂的粉尘情况，决定催化剂是否需要过筛。
催化剂装填最好选择在干燥晴朗的天气进行，保证催化剂装填均匀，否则在开工时反应器内会出现偏流或“热点”，影响装置正常运行。
催化剂装填时工作人员须要进入反应器工作，因此，要特别注意工作人员劳动保护及安全问题，需要穿劳动保护服装，带能供氧气或空气的呼吸面罩，进反应器工作人员不能带其他杂物，以防止异物落入反应器内（一般催化剂装填由专业公司专业人员进行）。
⑶加氢反应系统置换加氢反应系统置换分为两个阶段，即空气环境置换为氮气环境、氮气环境置换为氢气环境。
在空气环境置换为氮气环境时需要注意，置换完成后系统氧含量应<1%，否则系统引入氢气时易发生危险；在氮气环境置换为氢气环境时应注意，使系统内气体有一个适宜的平均分子量，以保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运行，一般氢气纯度为85%较为适宜。
⑷加氢反应系统气密加氢反应系统气密是加氢装置开工阶段一项非常重要的工作，气密工作的主要目的是查找漏点，消除装置隐患，保证装置安全运行。
加氢反应系统的气密工作分为不同压力等级进行，低压气密阶段所用的介质为氮气，氮气气密合格后用氢气作低压气密。
由于加氢反应器材质具有冷脆性，一般要求系统压力大于2．0MPa时，反应器器壁温度不小于100℃，所以，氢气2．0MPa气密通过以后，首先开启循环氢压缩机，反应加热炉点火，系统升温，当反应器器壁温度大于100℃后，系统升压，作高压阶段气密。
⑸分馏系统冷油运分馏系统冷油运的目的是检查分馏系统机泵、仪表等设备情况，分馏系统冷油运应注意工艺流程改动正确，做到不跑油、不窜油。
⑹分馏系统热油运分馏系统热油运的目的是检查分馏系统设备热态运行状况，为接收反应生成油作好准备。
分馏系统升温到100~C左右时应注意系统切水，防止泵抽空。