汽柴油加氢技术

R
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二、惠炼汽柴油加氢装置（HTU） 技术简介
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惠炼HTU

概述
汽柴油加氢精制装置 英文Hydrogen Treating Unit 或Gasoline and Diesel Hydrogen Unit

缩写为HTU；
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惠炼HTU

概述
装置规模： 装置设计规模200万吨/年。年开工时 间为8400小时，操作弹性为设计原料进料量的60～ 110％。 b) 装置组成：装置由反应、分馏和公用工程三部 分组成。
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加氢精制工艺技术
一、加氢精制工艺技术
1、加氢精制技术的发展历程
发展历程
国外加氢精制技术的发展概述 加氢技术最 早起源于德国，20世纪的30~40年代，德国首次成 功地实现了“煤的三段加氢”工业化，目的是将固 体燃料转化为液体马达燃料，由于该项技术复杂， 投资大，生产成本高，故发展缓慢，没有竞争力。 “煤加氢制取液体燃料”的成功意义，在于它证明 了“将低氢碳比的固体燃料在高压下添加氢，使其 转化为高氢碳比的液体燃料是可行的”。
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加氢精制工艺技术
发展历程
国内加氢精制技术的发展概述 我国加氢精制技术在石油炼制过程中的应用 始于1965年,首先在催化重整原料预加氢上应用。 20世纪70年代，我国石油加氢精制技术研究日趋 活跃。从80年代开始，尤其是在90年代，是我国 加氢精制技术快速发展时期。 抚顺石化研究院（FRIPP）先后开发出了FH5、FH-5A、FH-98、FH-DS、FH-UDS等加氢精制催 化剂。石油化工科学研究院（RIPP）开发了RN系 列等加氢精制催化剂，均成功实现了工业应用。
燃料气
LPG 轻石脑油
重石脑油
烷 基 化
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烷基化油 LPG
干气 丙稀 丙烷 C4 C5 甲醇
气分（28）
压 装
航煤 柴油
燃料气
70.96
汽柴油加氢装置 技术简介
2007年3月
M炼油厂200万吨/年柴油加氢装置
2
M炼油厂200万吨/年柴油加氢装置
3
M炼油厂200万吨/年渣油加氢装置
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目
一、加氢精制工艺技术
录
1、加氢精制技术的发展历程 2、加氢精制技术的地位和作用 3、加氢精制技术的化学原理
二、惠炼汽柴油加氢装置（HTU）技术简介
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加氢精制工艺技术
发展历程
回顾我国加氢精制技术40余年的发展历程，特别 是近十几年的迅速发展，可以概括为以下六点： ① 我国已全面掌握了加氢精制主要领域的各项技术； ② 采用加氢精制法，可以适应国内外不同种类原料 油的加工，以生产满足市场需求的多种石油产品 和石油化工原料； ③ 解决和掌握了加氢精制领域诸多重大关键技术， 逐步形成具有中国品牌的高新技术，例如：催化 裂化汽油选择性加氢脱硫技术，柴油加氢异构降 凝技术和渣油加氢处理成套技术等；
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加氢精制工艺技术
地位作用
我国主要炼油装置结构变化
占 原 油 加 工 能 力 ，
40 35 30 25 20 15 10 5 0 1998 1999 2000 2001 2002 催化裂化 延迟焦化 催化重整 加氢
%
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加氢精制工艺技术
地位作用
由图可见，我国加氢技术快速发展的态势以 及在石油加工过程中的地位和作用，数据表明， 我国加氢精制技术已越来越受到关注和青睐，目 前我国加氢能力的绝对量，列在美、俄、日和德 国等发达国家之后，居世界排名第五位。
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加氢精制工艺技术
地位作用
2、加氢精制技术的的地位和作用
加氢精制是现代石油炼制工业的重要加工过程 之一，是提升石油产品质量和生产优质石油产品及 化工原料的主要手段。随着我国炼油和石油化工事 业的迅速发展和加氢装置加工能力的迅速增加，意 味着我国炼油技术的整体素质和水平在不断的提高 。下图列出了我国近几年的主要炼油装置结构的变 化。
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世界燃料规范/欧盟及我国的汽油标准主要指标
世界燃料规范
项目
欧盟
中国车用无铅汽油 （GB17930-1999）
欧Ⅰ 欧II 欧Ⅲ 欧Ⅳ 2003. 2005.0 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 EN228- EN228- EN2282000 2005 01.01 7.01 93 98 99
硫含量≯ 1000 200 30 5～10 1000 ug.g-1 苯含量≯ 5.0 2.5 1.0 %（v/v） 芳烃含量 ≯ 50 %（v/v） 烯烃≯ %（v/v） 40 35 1 5
R
CH3 + H2S
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加氢精制工艺技术
HDN：加氢脱氮反应
化学原理
含氮化合物主要有杂环化和物（吡啶、奎琳等） 和 非杂环化合物（脂族胺、腈类） CH3 + NH3
R NH
+ 6H2
R
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加氢精制工艺技术
化学原理
HDM:加氢脱金属 油品中的金属含量很低，但危害比较大，主 要集中在重质馏分油中。
M-Porphyrin

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惠炼HTU
燃料气 65165℃(54.46) 154.61 H2 LPG 重整生成油 乙烯料
在全厂流程中的位置
苯 LNG 干气 PX OX 汽油
制 氢
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CCR（200）
H2
PX（80）
重芳烃
H2
Hale Waihona Puke Baidu
干气
常 MHC(360 ) 减
PL19-3 1200 39.76 165360℃(308.52) H2
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加氢精制工艺技术
化学原理
石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧化合物 以及有机金属化合物（钒、镍、铁、铜和砷）等。 加氢精制的目的是在临氢状态下，在催化剂的作 用下将非烃化合物中的杂原子硫、氮、氧分别转化为 H2S、NH3、H2O，而有机金属化合物转化为金属硫化物 加以脱出，其主体部分生成相应的烃类。
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加氢精制工艺技术
地位作用
加氢精制技术应用广泛
加氢精制技术在石油加工中的应用范围，几乎涵 盖了石油炼制过程中的大部分石油产品，例如，气态 烃类，直馏及二次加工汽油（催化裂化汽油、焦化汽 油、热裂解及蒸汽裂解汽油）、煤油、直馏及二次加 工柴油、各种蜡油（VGO、LGO、CGO、DAO）、石蜡及 特种油品、润滑油常减压渣油等各种油品，均可选择 合适的加氢精制或加氢处理工艺，以制取相应的石油 产品和石油化工原料。
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加氢精制工艺技术
发展历程
加氢技术在石油炼制过程中的工业应用最早始于 美国，1949年美国开发出“催化重整”技术，由于该 技术可提供廉价的副产品氢气，从而极大地刺激并加 快了石油加氢技术的发展，以后陆续实现了汽油、柴 油、煤油等轻质馏分油的加氢精制工业应用。加氢精 制工艺及催化剂日趋成熟并得到迅速发展。
地位作用
近几年，我的汽油和柴油质量标准也在不断升级 ，并逐步向国际标准靠拢，国家从2003年开始已将车用 轻柴油的硫含量限定为不大于500 ug/g，从2005年7月1 日执行车用无铅汽油硫含量不大于500 ug/g的标准，对 照国外清洁燃料质量标准不难看出，我国的石油产品质 量标准差距还很大，未来的发展空间还很广阔，尤其是 我国环保法规的普及实施，无疑将大大加快石油产品质 量升级的步伐，清洁燃料的推广和普及已提上日程，加 氢技术已成为生产清洁燃料的重要手段。
密度（15℃） 860 850 840 840 kg/m-3 硫含量≯ ug.g-1 十六烷值≮ 5000 300 48 53 30 55 10 55 2000 49 370 500 49 370 350 51 360 50 51 360
95%馏出温度 370 688 340 340 ≯℃ 总芳烃含量≤ 无规 25 %（v/v） 定 多环芳烃含量 无规 ≤% 定 5
29.71
37.26 90.43 42.08 60.04 77.27 49.91
95.175
87.425
46.135
55.331
48.47
61.87
8
加氢精制工艺技术
发展历程
从表中可以看出发达国家的加氢装置（包括加氢 裂化、加氢精制和加氢处理）的能力相当大，一般都 在原油加工能力的50%以上，尤其是日本，高达 90.43%，由此可见，发达国家对加氢技术的发展和应 用是非常重视的。我们国家的加氢能力相对较低，只 有29.71%。
发达国家对包括加氢精制和加氢裂化在内的临氢 催化技术寄予了极大的关注，各技术开发商经常不断 的推出新的加氢工艺技术和性能优异的催化剂，下表 列出了主要国家加氢装置加氢加工能力及占原油总加 工能力的比例。
7
加氢精制工艺技术
发展历程
各主要国家原油加工能力及加氢能力统计
国家 原油加工能力∑A/Mt/a 加氢能力∑B/Mt/a （∑B/∑A）/%
H2
(H2S)
MxSy H-Porphyrin +
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加氢精制工艺技术
烯烃加氢饱和：
化学原理
直馏馏分油中烯烃含量较少，二次加工油中 一般含有较多烯烃和二烯烃，如催化汽油、焦化 汽油中。
H3C CH3 CH3 H3C
+ H2
CH3
CH3
29
加氢精制工艺技术
芳烃加氢饱和
化学原理
R
+ 2H2
R
+ 3H2
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加氢精制工艺技术
地位作用
美国于1993年10月开始使用清洁柴油，欧盟1996 年开始使用清洁柴油，1997年开始使用清洁汽油，日 本1996开始使用清洁汽油，1997年开始使用清洁柴油 ，2005年全球硫含量小于50ug/g的清洁汽油占汽油总 用量的65%，硫含量小于50ug/g的清洁柴油占柴油总 用量的59%，可是长期以来催化裂化一直是生产汽柴 油的支柱技术，但即使加工低硫原油，催化汽油硫含 量也不能符合生产清洁汽油的需求（例如我国加工大 庆原油的炼厂，催化汽油硫含量都在150ug.g-1左右， 催化柴油硫含量高、芳烃含量、十六烷值、安定性都 与清洁柴油的要求相去甚远，为此，多种石油产品加 氢技术应运而生，并在炼厂迅速得到应用。
15
2
15
2
无规定
无规定
无规定
无规定
无规定 无规定
11 11
20
我国车用柴油标准
类别 -10 10号 5号 0号 -20号 -35号 -50号 号 820～860 800～840
密度（15℃） kg/m-3 硫含量≯ ug.g-1
500
十六烷值≮
95%馏出温 度 ≯℃
49
46
365
45
21
加氢精制工艺技术
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加氢精制工艺技术
地位作用
石油产品质量升级的保证
随着知识经济时代的到来，环境保护已越来越受 到全球人类的关注，发展环境友好技术和向全社会提 供环境友好产品，已是石化行业责无旁贷的义务。 加氢精制技术可以有效地提高各种石油产品的质 量，因为它是在分子水平上通过临氢催化反应对石油 馏分进行精制，故加氢后的石油产品质量好，也是目 前其他方法（如酸碱精制、白土吸附等）所无法比拟 的。
22
加氢精制工艺技术
3、加氢精制技术的化学原理
化学原理
石油各种烃类物质和含有杂质原子的非烃类杂质 组成的极其复杂的混合物，而这些非烃化合物通常有 以下危害，必须加以脱除。
1）对炼油设备和管线有腐蚀作用； 2）导致催化剂失活；
3）降低油品质量；
4）作为燃料时排放出SOx和NOx，造成环境污染， 危害人类健康。
500
5
150
1
50 2000 800
1 2.5 2.5
500
2.5
35
无规定 无规定
42
35
40
40
40
20
10
无规定 无规定
18
18
35
35
35
19
世界燃料油规格及欧盟柴油标准
世界燃料规范
类别
欧盟
欧Ⅳ 2005
欧 欧Ⅲ 欧Ⅰ Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 EN228- EN228EN228-93 98 99
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加氢精制工艺技术
加氢精制主要反应如下：
化学原理
1）加氢脱硫（HDS）
2）加氢脱氮（HDN）
3）加氢脱氧（HDO）
4）加氢脱金属（HDM） 5）烯烃和芳烃的加氢饱和反应
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加氢精制工艺技术

化学原理
HDS：加氢脱硫反应
油品中的含硫化合物主要有硫醇、硫醚、二硫 化物和噻吩类硫化物。
R S
+ 6H2
1、美国 2、中国 3、俄罗斯 4、日本 5、韩国 6、意大利 7、德国 8、加拿大 9、法国 10、英国
831.165
602.380
72.47
289.510
271.174 238.347 128.005 115.040 113.355 99.173
86.027
101.274 215.531 53.861 69.073 87.590 49.403
11
加氢精制工艺技术
④
发展历程
⑤
⑥
掌握了技术更复杂、装置规模日趋大型化的加氢 精制技术，例如：单套汽柴油加氢加工能力已从 早期的每年十几万吨规模发展成为最大加工能力 可达3.0Mt/a二次加工柴油加氢装置，及 3.1Mt/a渣油加氢脱硫装置； 我国的加氢装置加工能力已初具规模，已跻身于 世界先进行列； 拥有自主知识产权的加氢催化剂，门类齐全、产 品不断更新。