第七章 加氢精制装置
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如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系 如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系 统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统 生成油换热、冷却、分离系统和 三部分。
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3.脱氧，生成H2O，如： 3.脱氧，生成H
4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少 4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少 发生反应，而烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃。 5.加氢脱金属： 几乎所有的金属有机化合物在加氢 5.加氢脱金属： 精制条件下都被加氢和分解，生成的金属沉积在 催化剂表面上，会造成催化剂的活性下降，并导 致床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性 地进行更换。
为什么？
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二、生成油换热、冷却、分离系统
反应产物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后， 进入高压分离器。 在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应 在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应 生成的氨和部分硫化氢。 生成的氨和部分硫化氢。
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（一）反应操作温度
加氢反应是放热反应，需通过限制最高反应温度以限 加氢反应是放热反应，需通过限制最高反应温度以限 制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。 制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。 在正常情况下为： 处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340～370℃； 处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340～370℃； 处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理润滑油为300～350℃。 处理润滑油为300～350℃。
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第三节 设备制造时用材的注意事 项（自学）
在湿H 在湿H2S环境下，为防止产生应力腐蚀 开裂，设备制造时应满足下列要求： （1）设备制造完毕后，应进行焊后热处理， 控制焊缝和热影响区的硬度HB≤200。 控制焊缝和热影响区的硬度HB≤200。 （2）当采用埋弧自动焊时，不得用陶瓷型 焊剂，必须用熔融型焊剂。
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三、循环氢系统
从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分( 从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分(约 30％)直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在 30％ 装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中 装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中 积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富 积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富 液(吸收液)再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫 吸收液) 磺，净化后的氢气循环使用。
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西南石油大学 反应产物在高压分离器中进行油气分离，分出的气体是循 环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃( 环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃(不凝 气)和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油， 其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢； 生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等 组分，产品去分馏系统分离成合格产品。
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第二节 加氢精制工艺流程
加氢精制的工艺过程多种多样，按加工原料的轻 重和目的产品的不同，可分为汽油、煤油、柴油 和润滑油等馏分油的加氢精制，其中包括直馏馏 分和二次加工产物，此外，还有渣油的加氢脱硫。 加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不 同而有所区别，但其化学反应的基本原理是相同 的。因此，各种石油馏分加氢精制的原理、工艺 流程原则上没有明显的区别。
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从低压分离器来的加氢生成油与汽提过的加氢生成油换热， 并进入加热炉加热，然后进入汽提塔，其作用是把残留在 并进入加热炉加热，然后进入汽提塔，其作用是把残留在 油中的气体及轻馏分汽提掉。汽提塔底出来的生成油经过 油中的气体及轻馏分汽提掉。汽提塔底出来的生成油经过 换热和水冷却后，为加氢精制产品。
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目前我国加氢精制技术主要用于： 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善焦 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善焦 化柴油的颜色和安定性；提高渣油催化裂化柴 油的安定性和十六烷值；从焦化汽油制取乙烯 原料或催化重整原料。 某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理， 某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理， 如直馏喷气燃料通过加氢精制提高烟点；减压 渣油经加氢预处理，脱除大部分的沥青质和金 属，可直接作为催化裂化原料。
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一、加氢精制的主要化学反应
通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和， 通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和，并 脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其 脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其 主要反应包括： 1.脱硫生成硫化氢，如： 1.脱硫生成硫化氢，如： RSR+2H2—2RH+H2S 2.脱氮，生成氨(NH3)，如： 2.脱氮，生成氨(NH
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循环氢脱硫部分
原料气自吸收塔底部进入，和来自吸收塔上部下来的贫液 溶剂(乙醇胺液)相遇将H 吸收。吸收塔底部的富液( 溶剂(乙醇胺液)相遇将H2S吸收。吸收塔底部的富液(乙醇 氨液)进入溶剂再生塔再生，酸气(H S)由再生塔顶部出来， 氨液)进入溶剂再生塔再生，酸气(H2S)由再生塔顶部出来， 经冷却去制硫装置，底部乙醇氨溶液循环使用。
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加氢精制的优点是：
（1）原料的范围广，产品灵活性大。可处理 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。 （2）液体产品收率高，质量好（安定性好、 无腐蚀性）。 无腐蚀性）。 因此，加氢精制已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。 此外，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。
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（二）反应操作压力
根据原料油性质，催化剂性能和对生成油的要求 不同，压力可在很大范围内变动。 目前氢分压多数情况约为6 37MPa，折换成装 目前氢分压多数情况约为6．37MPa，折换成装 置操作压力(指反应器内)约为7 85MPa。 置操作压力(指反应器内)约为7．85MPa。
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加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手 加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手 段，它是以重油或渣油为原料，在一定的 温度、压力和有氢气存在的条件下进行加 氢裂化反应，获得最大数量(转化率可达90 氢裂化反应，获得最大数量(转化率可达90 ％以上)和较高质量的轻质油品; ％以上)和较高质量的轻质油品; 日常习惯的说法并不很严格，有时将三种 工艺过程统称为催化加氢，甚至简称为 “加氢”。
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本章重点
1.加氢精制的优点有哪些？ 1.加氢精制的优点有哪些？ 2.加氢精制的作用是什么？ 2.加氢精制的作用是什么？ 3.加氢精制的反应包括哪些？ 3.加氢精制的反应包括哪些？ 4.加氢精制的H2来源主要有哪几种？ 4.加氢精制的H 5.为什么要限制加氢反应最高反应温度？ 5.为什么要限制加氢反应最高反应温度？ 6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统？ 6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统？ 7.为什么要设置循环氢脱硫？ 7.为什么要设置循环氢脱硫？ 8.加氢精制 hydrogen refining 8.加氢精制
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一、反应系统
原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后， 以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢）， 以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢）， 加热至反应温度进入反应器。
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反应器进料可以是气相(精制汽油时) 反应器进料可以是气相(精制汽油时)，也可以是气液 混相(精制柴油或比柴油更重的油品时) 混相(精制柴油或比柴油更重的油品时)。反应器内的 催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温 催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温 度。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加 氢反应。
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氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可 减少催化剂上的积炭，延长催化剂的使用期限。 因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％ 因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％(体)， 新氢的纯度不小于70％。 新氢的纯度不小于70％。 氢气中常含有少量的杂质气体，如氧、氯、 一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等，它们对加氢精 制反应和催化剂是不利的，必须限制其含量。
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1.换热、炉后混氢进入反应器。 1.换热、炉后混氢进入反应器。 2. 在反应器催化剂床层反应，硫、氧、氮和金属化合物等即变 为易于除掉的物质(通过加氢变为硫化氢、水及氨等) 为易于除掉的物质(通过加氢变为硫化氢、水及氨等)，烯烃同 时被饱和。 时被饱和。 3.加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压，低压分离器。 3.加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压，低压分离器。
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第八章 加氢精制装置
Hydrogen Refining Unit
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第一节 概
述
加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改 加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有 催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非 催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非 烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以 烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以 达到精制油品的目的。 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通 过精制来改善油品的使用性能。 过精制来改善油品的使用性能。
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二、氢气的来源与质量要求
加氢精制装置需要供给氢气。氢气来源一 般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢 般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢 气，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制 ，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制 工艺耗氢量要比同样规模的加氢裂化少。 在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环 使用，叫做循环氢。
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加 氢 技 术
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加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加 氢裂化三个概念; 氢裂化三个概念; 加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石 加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石 油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定 的性能指标； 加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加 加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加 氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他 二次加工过程的原料，同时获得部分较高质量的 轻质油品(这一过程也可叫作加氢精制) 轻质油品(这一过程也可叫作加氢精制)；
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如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系 如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系 统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统 生成油换热、冷却、分离系统和 三部分。
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3.脱氧，生成H2O，如： 3.脱氧，生成H
4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少 4.烯烃加氢饱和：在各类烃中，烷烃和环烷烃很少 发生反应，而烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃。 5.加氢脱金属： 几乎所有的金属有机化合物在加氢 5.加氢脱金属： 精制条件下都被加氢和分解，生成的金属沉积在 催化剂表面上，会造成催化剂的活性下降，并导 致床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性 地进行更换。
为什么？
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二、生成油换热、冷却、分离系统
反应产物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后， 进入高压分离器。 在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应 在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应 生成的氨和部分硫化氢。 生成的氨和部分硫化氢。
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（一）反应操作温度
加氢反应是放热反应，需通过限制最高反应温度以限 加氢反应是放热反应，需通过限制最高反应温度以限 制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。 制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。 在正常情况下为： 处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340～370℃； 处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340～370℃； 处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理润滑油为300～350℃。 处理润滑油为300～350℃。
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第三节 设备制造时用材的注意事 项（自学）
在湿H 在湿H2S环境下，为防止产生应力腐蚀 开裂，设备制造时应满足下列要求： （1）设备制造完毕后，应进行焊后热处理， 控制焊缝和热影响区的硬度HB≤200。 控制焊缝和热影响区的硬度HB≤200。 （2）当采用埋弧自动焊时，不得用陶瓷型 焊剂，必须用熔融型焊剂。
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三、循环氢系统
从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分( 从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分(约 30％)直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在 30％ 装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中 装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中 积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富 积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富 液(吸收液)再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫 吸收液) 磺，净化后的氢气循环使用。
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西南石油大学 反应产物在高压分离器中进行油气分离，分出的气体是循 环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃( 环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃(不凝 气)和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油， 其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢； 生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等 组分，产品去分馏系统分离成合格产品。
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第二节 加氢精制工艺流程
加氢精制的工艺过程多种多样，按加工原料的轻 重和目的产品的不同，可分为汽油、煤油、柴油 和润滑油等馏分油的加氢精制，其中包括直馏馏 分和二次加工产物，此外，还有渣油的加氢脱硫。 加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不 同而有所区别，但其化学反应的基本原理是相同 的。因此，各种石油馏分加氢精制的原理、工艺 流程原则上没有明显的区别。
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从低压分离器来的加氢生成油与汽提过的加氢生成油换热， 并进入加热炉加热，然后进入汽提塔，其作用是把残留在 并进入加热炉加热，然后进入汽提塔，其作用是把残留在 油中的气体及轻馏分汽提掉。汽提塔底出来的生成油经过 油中的气体及轻馏分汽提掉。汽提塔底出来的生成油经过 换热和水冷却后，为加氢精制产品。
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目前我国加氢精制技术主要用于： 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善焦 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善焦 化柴油的颜色和安定性；提高渣油催化裂化柴 油的安定性和十六烷值；从焦化汽油制取乙烯 原料或催化重整原料。 某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理， 某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理， 如直馏喷气燃料通过加氢精制提高烟点；减压 渣油经加氢预处理，脱除大部分的沥青质和金 属，可直接作为催化裂化原料。
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一、加氢精制的主要化学反应
通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和， 通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和，并 脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其 脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其 主要反应包括： 1.脱硫生成硫化氢，如： 1.脱硫生成硫化氢，如： RSR+2H2—2RH+H2S 2.脱氮，生成氨(NH3)，如： 2.脱氮，生成氨(NH
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循环氢脱硫部分
原料气自吸收塔底部进入，和来自吸收塔上部下来的贫液 溶剂(乙醇胺液)相遇将H 吸收。吸收塔底部的富液( 溶剂(乙醇胺液)相遇将H2S吸收。吸收塔底部的富液(乙醇 氨液)进入溶剂再生塔再生，酸气(H S)由再生塔顶部出来， 氨液)进入溶剂再生塔再生，酸气(H2S)由再生塔顶部出来， 经冷却去制硫装置，底部乙醇氨溶液循环使用。
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加氢精制的优点是：
（1）原料的范围广，产品灵活性大。可处理 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。 （2）液体产品收率高，质量好（安定性好、 无腐蚀性）。 无腐蚀性）。 因此，加氢精制已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。 此外，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。
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（二）反应操作压力
根据原料油性质，催化剂性能和对生成油的要求 不同，压力可在很大范围内变动。 目前氢分压多数情况约为6 37MPa，折换成装 目前氢分压多数情况约为6．37MPa，折换成装 置操作压力(指反应器内)约为7 85MPa。 置操作压力(指反应器内)约为7．85MPa。
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加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手 加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手 段，它是以重油或渣油为原料，在一定的 温度、压力和有氢气存在的条件下进行加 氢裂化反应，获得最大数量(转化率可达90 氢裂化反应，获得最大数量(转化率可达90 ％以上)和较高质量的轻质油品; ％以上)和较高质量的轻质油品; 日常习惯的说法并不很严格，有时将三种 工艺过程统称为催化加氢，甚至简称为 “加氢”。
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1.加氢精制的优点有哪些？ 1.加氢精制的优点有哪些？ 2.加氢精制的作用是什么？ 2.加氢精制的作用是什么？ 3.加氢精制的反应包括哪些？ 3.加氢精制的反应包括哪些？ 4.加氢精制的H2来源主要有哪几种？ 4.加氢精制的H 5.为什么要限制加氢反应最高反应温度？ 5.为什么要限制加氢反应最高反应温度？ 6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统？ 6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统？ 7.为什么要设置循环氢脱硫？ 7.为什么要设置循环氢脱硫？ 8.加氢精制 hydrogen refining 8.加氢精制
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一、反应系统
原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后， 以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢）， 以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢）， 加热至反应温度进入反应器。
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反应器进料可以是气相(精制汽油时) 反应器进料可以是气相(精制汽油时)，也可以是气液 混相(精制柴油或比柴油更重的油品时) 混相(精制柴油或比柴油更重的油品时)。反应器内的 催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温 催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温 度。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加 氢反应。
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氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可 减少催化剂上的积炭，延长催化剂的使用期限。 因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％ 因此，一般要求循环氢的纯度不小于65％(体)， 新氢的纯度不小于70％。 新氢的纯度不小于70％。 氢气中常含有少量的杂质气体，如氧、氯、 一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等，它们对加氢精 制反应和催化剂是不利的，必须限制其含量。
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1.换热、炉后混氢进入反应器。 1.换热、炉后混氢进入反应器。 2. 在反应器催化剂床层反应，硫、氧、氮和金属化合物等即变 为易于除掉的物质(通过加氢变为硫化氢、水及氨等) 为易于除掉的物质(通过加氢变为硫化氢、水及氨等)，烯烃同 时被饱和。 时被饱和。 3.加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压，低压分离器。 3.加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压，低压分离器。
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第八章 加氢精制装置
Hydrogen Refining Unit
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第一节 概
述
加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改 加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有 催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非 催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非 烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以 烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以 达到精制油品的目的。 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通 过精制来改善油品的使用性能。 过精制来改善油品的使用性能。
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二、氢气的来源与质量要求
加氢精制装置需要供给氢气。氢气来源一 般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢 般有两种：一是利用催化重整的副产物——氢 气，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制 ，二是采用制氢装置生产的氢气。加氢精制 工艺耗氢量要比同样规模的加氢裂化少。 在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环 使用，叫做循环氢。
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加 氢 技 术
2010-102010-10-28
石油化工过程系统概论
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加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加 氢裂化三个概念; 氢裂化三个概念; 加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石 加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石 油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定 的性能指标； 加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加 加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加 氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他 二次加工过程的原料，同时获得部分较高质量的 轻质油品(这一过程也可叫作加氢精制) 轻质油品(这一过程也可叫作加氢精制)；