加氢工艺原理与操作

加氢精制装置工艺原理与操作
微晶蜡加氢装置原则流程图
炉-401
反-403 反-401
反-402
容-401
容-402
冷-403
换-402/2 抗光剂、抗氧剂入产品油 工业氢进装置
换-402/1 换-401
容-404 至容-103进油加氢
原料微晶蜡进装置 原料预处理泵
高压原料泵
塔-401 塔-402
塔-403
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
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2.润滑油加氢
1.反应温度
℃
2.反应压力
MPa
3.氢分压 不小于 MPa
4.体积空速
h-1
5.氢油比（体积）不小于
6.反应器压差 不大于 MPa
7.汽提塔顶温度
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
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1.温度
温度：提高反应温度可以加快反应速度，促进加氢反应 进行，从而降低油品中杂质的含量。但温度过高会引起 裂解反应，降低产品收率并加快催化剂积炭，损失催化 剂的活性。反应温度的高低主要取决于催化剂的使用性 能与原料油性质。新的催化剂活性强，初始反应温度较 低，但随着催化剂使用时间延长，活性下降，则需要提 高反应温度来达到产品质量要求，轻质油品比重质油品 所需反应温度低。
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2.压力
压力：主要是指氢分压，氢分压越高对加氢反应 越有利，可以增加加氢深度，有利于杂质的脱除 以及抑制催化剂积炭的沉积，但压力越高，对设 备材质要求也越高，因此压力的提高是有一定限 制的。在加氢精制生产过程中采用工业氢与循环 氢混合方法，通过调节循环氢纯度来改变氢分 压。
加氢精制装置工艺原理与操作
4.氢油比
氢油比：是指在标准状况下纯氢气体积与原料 油体积之比。当其它条件确定时，增大氢油比 可以提高加氢反应速度，抑制催化剂积炭以及 有利于反应热的导出。如果氢油比过大则减少 了原料油在反应器中停留时间，反而降低了加 氢精制深度，对产品质量不利。对于加氢反应 放热较大的原料油则需要较大的氢油比，利用 氢气作载体带出反应热量。
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
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含硫化合物的加氢：
RSH＋H2－→RH＋H2S
容-104
新氢至油加氢系统 富气排至燃料气管网
石蜡产品泵
氢气压缩机
加氢精制装置工艺原理与操作
2.润滑油加氢补充精制原理
润滑油基础油加氢精制是除去油品中的含硫、氧、氮 化合物，改善油品颜色，贮存安定性，降低酸值。轻 度加氢精制不能饱和芳烃，更不能进行加氢裂化，因 此粘度指数提高较少。如果使用特殊效能的催化剂， 在较苛刻的条件下，使稠环芳烃转化为单环、少环长 侧链烃，则可以提高粘度指数，生产高档润滑油。
滤-401
冷-401
至冷-402去
成品微晶蜡出装置
换-403
滤-402 容-104
微晶蜡产品泵
新氢至石蜡加氢 富气至管-304
氢气压缩机
加氢精制装置工艺原理与操作
第五部分 工艺操作条件
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3.空速
空速：指单位时间内通过单位体积催化剂的物 料体积数。空速越高则装置生产能力越大，但 反应物料在反应中停留时间越短，不利于反应 的完全进行，产品质量受到影响。如空速过低， 则生产能力降低，在反应器中停留时间过长会 增加裂解导致产品收率降低，催化剂上易积碳。 所以空速是有一定限制的，它受到原料油性质、 催化剂使用性能、产品质量要求等因素限制， 不能随便提高或降低。
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
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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 。
硫醇
烷烃
RSR`＋2H2－→R`H＋RH＋H2S
硫醚
烷烃 烷烃
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含氧化合物的加氢：
OH＋H2－→ ＋H2O
苯酚
苯
环已烷苯进一步反应生成环已烷
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一、加氢精制原理
加氢精制是油品在一定温度、氢分压和催化剂存在的条 件下进行的烯烃和芳烃加氢饱和、脱氧、脱硫、脱氮等 化学反应，从而改善油品的贮存安定性、颜色、气味、 粘温性能、燃烧性能等指标。
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℃
8.干燥塔真空度
MPa
9.低分压力
MPa
220～280 4.0～4.5
3.5 0.6～1.2
200：1 1.0 110～190 －0.06～－0.08 0.40～0.60
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110～190 －0.05～－0.07 －0.01～－0.03
0.40～0.60
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加氢精制装置工艺原理与操作
第二部分 加氢精制化学反应
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二、加氢精制化学反应
加氢精制进行的化学反应主要包括：烯烃和芳烃加氢饱和；含
氧、硫、氮非烃类化合物的加氢分解，少量芳烃的开环、断链和缩
加氢精制装置工艺原理与操作
刘玉庆 Liu yuqing
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内容
一、加氢精制原理 二、加氢精制化学反应 三、影响加氢精制反应的主要因素 四、工艺原理与装置流程原则图 五、工艺操作条件
装置特点
三套加氢精制装置全部采用热高分和热低分；采用炉前 混氢工艺；采用常压汽提和减压干燥；石蜡加氢装置和 微晶蜡加氢装置均有原料预处理系统；使用三种不同的 催化剂；润滑油加氢为FV-10，石蜡加氧为RJW一1，微 晶蜡加氢为RJW一2；装置还采用了二台21/4Cr一1Mo材 质的热壁反应器，一台21/4Cr一1Mo材质的冷壁反应器 及一台21/4Cr一1Mo材质的热高分，必须了解在371℃一 493℃温度范围内进行操作所引起的脆化现象，同时必 须了解在温度低于121℃时可能出现的脆性破坏。
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第一部分 加氢精制原理
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加氢精制装置工艺原理与操作
润滑油加氢装置原则流程图
炉-201
反-201 容-201
工业氢自压缩机来 新氢自容-103来 原料油进装置
高压原料泵
换-201 换-202
空冷-201 冷-201 容-202
去冷-402 塔-201
冷-203 至泵-203
容-206 塔-202
空冷-202
滤-201
产品油出装置 循环氢至塔-301 富气至管-304
油产品泵
加氢精制装置工艺原理与操作
3.微晶蜡加氢精制原理
微晶蜡加氢精制的目的是为了除掉氧、硫、氮的化合 物，特别是除掉芳烃化合物，降低芳烃含量，改善其颜 色、气味和光、热安定性，使之达到工业、药用及食品 卫生要求。
加氢精制装置工艺原理与操作
微晶蜡加氢精制原理
含硫、氮等杂原子化合物是影响白油颜色和气味的组 分。芳烃具有一定的毒性，多环芳烃的存在还会影响 白油的颜色，同时多环芳烃具有致癌的可能性。白油 加氢过程的主要目的就是，脱除原料油中的硫、氮等 杂质并使芳烃深度饱和，使之满足易碳化物、紫外吸 收等指标要求。因此，白油加氢中发生的主要反应有： 杂原子化合物氢解反应、芳烃饱和反应。另外也可能 发生少量加氢裂化反应，由于该反应导致轻馏分生成， 因此应尽量避免其发生。
第三部分 影响加氢精制反应的主要因素
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三、影响加氢精制反应的主要因素
影响加氢精制反应的主要因素有： 温度、压力、空速、氢油比、催化剂的使用性能以及 原料油性质等。
3.微晶蜡加氢
1.反应温度
℃
2.反应压力
MPa
3.氢分压 不小于
MPa
4.体积空速
h-1
5.氢油比（体积）不小于
6.反应器压差 不大于 MPa
7.汽提塔顶温度
℃
8.干燥塔真空度
MPa
9.原料脱气塔真空塔 MPa
10.低分压力
MPa
240～330 6.2～7.5
6.0 0.3～0.6
300：1 1.0
1.石蜡加氢
1.反应温度
℃
2.反应压力
MPa
3.氢分压 不小于 MPa
4.体积空速
h-1
5.氢油比（体积）不小于
6.反应器压差 不大于 MPa
7.汽提塔顶温度
℃
8.干燥塔真空度
MPa
9.原料脱气塔真空塔 MPa
10.低分压力
MPa
240～330 6.0～7.0
5.5 0.6～1.0
200：1 1.0 110～190 －0.05～－0.07 －0.02～－0.04 0.40～0.60
加氢精制装置工艺原理与操作
石蜡加氢装置原则流程图
炉-101
反-101
容-101
容-102
氢气自容-404来 工业氢进装置
换-101/1,2
原料石蜡进装置 原料预处理泵
高压原料泵
塔-101 冷-102
8
容-103
5 塔-102
1
滤-101
塔-103
冷-101
换-102
至冷-402去 成品石蜡出装置
滤-102