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。
加氢精制催化剂及工艺技术精选全文
可编辑修改精选全文完整版加氢精制催化剂及工艺技术▪加氢精制技术应用概况▪加氢精制主要反应及模型化合物加氢反应历程主要反应模型化合物加氢反应历程典型工艺流程▪加氢精制工艺技术重整原料预加氢催化剂及工艺二次加工汽油加氢精制催化剂及工艺煤油加氢精制催化剂及工艺劣质二次加工柴油加氢精制催化剂及工艺进口高硫柴油加氢精制催化剂及工艺焦化全馏分油加氢精制催化剂及工艺石蜡加氢精制催化剂及技术▪加氢精制催化剂加氢精制技术应用概况抚顺石油化工研究院(FRIPP)是国内最早从事石油产品临氢催化技术开发的科研机构。
几十年来，FRIPP在轻质馏分油加氢精制、重质馏分油加氢处理、石油蜡类加氢精制、渣油加氢处理和临氢降凝等领域已开发成功5大类共30个品牌的商业催化剂，先后在国内45个厂家共115套加氢精制/加氢处理工业装置上应用，累计加工能力超过4000万吨/年。
FRIPP加氢精制技术开发的经历：•1950s 页岩油加氢技术•1960s 重整原料预精制技术•1970s 汽、煤、柴油加氢精制技术•1980s 石油蜡类加氢精制技术•1990s 重质馏分油加氢精制技术、渣油加氢处理技术FRIPP加氢精制系列催化剂:•轻质馏分油 481、481-3、FH-5、FH-5A、FDS-4、FDS-4A、FH-98•重质馏分油 3926、3936、CH-20、3996•柴油临氢降凝 FDW-1•石油蜡类 481-2、481-2B、FV-1•渣油 FZC-10系列、FZC-20系列、FZC-30系列、FZC-40系列、FZC-100系列、 FZC-200系列、FZC-300系列FRIPP加氢精制催化剂工业应用统计(1999年):加氢精制主要反应及模型化合物加氢反应历程加氢精制主要反应加氢精制主要反应为加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、烯烃与芳烃的饱和加氢，以及加氢脱金属。
其典型反应如下：1、加氢脱硫2、加氢脱氮3、加氢脱氧4、烯烃加氢饱和5、芳烃加氢饱和6、加氢脱金属(1)沥青胶束的金属桥的断裂（详见图3）式中 R,R'--芳烃；M--金属钒。
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。
加氢精制工艺流程
加氢精制工艺流程
《加氢精制工艺流程》
加氢精制是一种重要的炼油工艺，用于将原油中的硫、氮等杂质以及不饱和化合物去除，从而提高燃料的品质。
下面我们来了解一下加氢精制工艺的流程。
首先，原油经过加热，使其成为易于处理的状态。
然后，原油进入加氢反应器，与氢气在高温高压的环境下发生化学反应。
在反应器内，硫化物和氮化物会与氢气发生反应，生成硫化氢和氨气，这使得原油中的硫和氮杂质被去除。
接下来，通过分离装置将产生的硫化氢和氨气与反应后的油品分离开来，以便进行后续处理。
分离后的油品含有较高含硫量的硫化物，这时需要通过一系列的洗涤和吸附过程来进一步去除硫化物和其他杂质，以提高油品的纯度。
最后，经过连续的处理和分离，得到的产品就是高质量的燃料油品，能够满足汽车等机械设备的使用需求。
总的来说，加氢精制工艺是通过氢气的加氢反应，去除原油中的硫、氮等杂质，并通过一系列的化学和物理处理，得到高品质的燃料产品。
这一工艺在提高石油产品品质、保护环境等方面发挥着重要作用。
加氢的精制工艺流程
加氢的精制工艺流程加氢是一种常用的精制工艺，在石油和石化行业中起着很重要的作用。
加氢工艺可以将高硫、高氮和高金属含量的原油转化为低硫、低氮、低金属含量的产品，提高产品的质量和降低环境污染。
下面将介绍关于加氢的精制工艺流程。
加氢的精制工艺主要包括加氢裂化、加氢脱硫和加氢裂化等环节。
加氢裂化是一种将重油在高温和高压下裂解为较轻质的燃料油和裂解气体的过程。
首先，将重油和催化剂一起送入加氢裂化炉，炉内压力一般为30-40MPa，温度为450-500℃。
在高温和高压的条件下，重油中的长链分子会被分解成较小的分子。
同时，催化剂中的金属成分和硫化物会催化分子裂解反应的进行。
裂解产物中主要含有轻质燃料油和裂解气体。
然后，通过冷凝和分离装置，将燃料油和裂解气体分离出来。
最后，燃料油可以作为燃料使用，而裂解气体可以进一步处理和利用。
加氢脱硫是一种将原油中的硫化物转化为氢硫化气体，降低硫含量的过程。
首先，将含有硫化物的原油和催化剂一起送入加氢脱硫反应器，炉内压力一般为10-20MPa，温度为300-400℃。
在催化剂的作用下，硫化物会和氢气反应生成氢硫化气体。
然后，通过冷凝和分离装置，将氢硫化气体和油水分离出来。
最后，氢硫化气体可以进一步处理，而脱硫后的原油可以用于提炼高品质的燃料油和润滑油。
加氢裂化是一种将重油中的长链烷烃分子裂解为较轻质的烃类和裂解气体的过程。
首先，将重油和催化剂一起送入加氢裂化反应器，压力一般为10-30MPa，温度为350-450℃。
在反应器中，大分子烴类和催化剂会发生裂解反应，生成较小的烃类分子。
同时，催化剂中的金属成分和硫化物会催化裂解反应的进行。
然后，通过冷凝和分离装置，将轻质烃类和裂解气体分离出来。
最后，轻质烃类可以进一步提炼和利用，而裂解气体可以用于加热和提供燃料。
通过以上加氢的精制工艺流程，可以将高硫、高氮和高金属含量的原油转化为低硫、低氮、低金属含量的产品，提高产品的质量和降低环境污染。
《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。
加氢精制和加氢裂化介绍
加氢精制和加氢裂化介绍加氢精制和加氢裂化介绍一、加氢精制加氢精制主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品的使用性能。
由于重整工艺的发展，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，因此加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程，也正在取代其它类型的油品精制方法。
㈠加氢精制的主要反应加氢精制的主要反应有：1、加氢脱硫2、加氢脱氮3、加氢脱氧4、重质油加氢脱金属5、在各类烃中，环烷烃和烷烃很少发生反应，而大部分的烯烃与氢反应生成烷烃。
在加氢精制中，加氢脱硫比加氢脱氮反应容易进行，在几种杂原子化合物中含氮化合物的加氢反应最难进行。
例如，焦化柴油加氢精制时，当脱硫率达到90%的条件下，脱氮率仅为40%。
加氢精制产品的特点：质量好，包括安定性好，无腐蚀性，以及液体收率高等，这些都是由加氢精制反应本身所决定的。
㈡加氢精制工艺装置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3-10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。
1、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，加热至反应温度进入反应器。
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度(加氢精制是放热反应)。
循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。
加氢反应器可以是一个，也可以是两个。
前者叫一段加氢法，后者叫两段加氢法。
两段加氢法适用于某些直馏煤油的精制，以生成高密度喷气燃料。
此时第一段主要是加氢精制，第二段是芳烃加氢饱和。
2、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，以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。
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(不凝气)和未溶于水的硫化氢。
加氢精制催化剂的活性与选择性评价
加氢精制催化剂的活性与选择性评价加氢精制催化剂在石油化工领域扮演着至关重要的角色，因为它能够降低炼油产品中的含硫、含氮和含氧物质的含量，提高产品质量。
本文将从活性和选择性两个方面对加氢精制催化剂进行评价，并提出相应的研究方法和技术。
一、活性评价加氢精制催化剂的活性指的是其在催化反应中促使化学反应发生的能力。
为了评估加氢精制催化剂的活性，可以采用以下方法：1.1 催化剂活性测试催化剂活性可通过实验室条件下的加氢反应测试来评价。
常见的研究方法包括批量反应和流动反应。
在批量反应中，将一定量的催化剂与待加工原料置于密封容器中，在一定条件下进行反应，通过监测产物的生成和催化剂的消耗情况，来评估催化剂的活性。
在流动反应中，将催化剂放置在固定床反应器中，原料则以一定流速通过催化剂，同样通过监测产物和催化剂的变化来评估催化剂的活性。
1.2 反应动力学分析除了活性测试，反应动力学分析也是评价加氢精制催化剂活性的重要手段。
通过控制反应温度、压力等参数，在不同条件下进行反应，并测定反应速率，获得反应速率常数和活化能。
这些参数能够揭示催化剂在不同反应条件下的活性变化规律，对催化剂性能的优化具有重要的指导作用。
二、选择性评价加氢精制催化剂的选择性指的是在催化反应中产物的选择性或产物分布的选择性。
针对加氢精制催化剂的选择性评价，可以采用以下方法：2.1 产物分析通过对催化反应产物的成分分析，可以了解不同催化剂对不同化合物的选择性。
例如，在石油加氢过程中，通过对油品中硫、氮、氧化合物的含量分析，评估催化剂对这些杂质的去除效果。
常用的分析方法包括气相色谱、液相色谱等。
2.2 催化剂表征通过对催化剂进行表征，如X射线衍射、扫描电子显微镜等，可以了解催化剂的晶体结构、孔隙结构以及金属物种的分布情况。
这些表征可以从一定程度上解释催化剂的选择性差异，为优化催化剂性能提供依据。
三、评价技术和研究方法为了准确评价加氢精制催化剂的活性和选择性，需要借助一些先进的评价技术和研究方法。
加氢精制(上课)
一 次加工能力的33%，加氢产品产 量达33%。
加氢精制的原理
加氢脱硫 加氢脱氧 RSR+2H2—2RH+H2S
加氢脱氮 加氢脱重金属：金属有机化合物加氢和分解，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。所以加 氢精制催化剂要周期性地进行更换。 烯烃饱和 烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃
移动床渣油加氢处理
• 移动床反应器是在固定床反应器基础上开发应用成功的。 催化剂为固体小球。随着固定床下游催化剂的中毒或失活 ，可连续地将下游失活的催化剂排出反应器，并由床层上
部补充进去新鲜催化剂，从而维持反应器内催化剂的活性
。催化剂和混氢原料油并流向下移动，并按程序及时将失 活催化剂排出反应系统。典型的移动床反应器为Shell公 司Hycon工艺用的料仓式反应器
加氢精制催化剂的预硫化
催化剂出厂时，过渡金属Co、Mo、Ni、W 等以氧化态分散 在载体上
氧化态催化剂活性低，稳定性差，几周寿命
硫化态催化剂活性高，稳定性好，选择性及抗毒性好，几年 寿命。 金属的硫化物易于氧化不便运输，目前加氢精制催化剂都是 似其氧化态装入反应器，然后再在反应器内将其转化为硫化 态，这是所谓预硫化过程。
加氢精制
加氢精制的背景
我国目前面临的形势
原油重质化、劣质化
对中东原油的依赖
能源危机 环保要求更高
解决途径—加氢精制和加氢裂化
加氢工艺技术
加氢精制：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。
反应系统
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磺，净化后的氢气循环 使用。
加氢精制—加氢技术概述(煤制油技术课件)
03
加氢技术的内容
作用
加工高硫及劣质原油，扩大原油加工适应性；提 高加工深度，增产轻质油品；提高成品油质量，生产 低硫和超低硫清洁燃料；调整产品结构以及油化一体 化生产化工原料。
03
加氢技术的内容
加氢精制 加氢裂化
03
加氢技术的内容
加氢精制
也称加氢处理，是指在一定压力的氢气和催化剂存在下，使油品中的硫、 氧、氮、金属等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨、金属颗粒而除去， 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，但原 料油的分子大小没有变化或有小于或等于10%的分子变小。
03
加氢技术的内容
加氢裂化
加氢裂化原料： 重质油，包括重质柴油、脱沥青油等
主要特点： 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，或用于生产润滑油原料。 产品质量稳定性好（含硫、氧、氮等杂质少） 反应进行的方向和深度：
取决于烃的组成、催化剂性能以及操作条件 主要反应类型：
化剂的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。
03
加氢技术的内容
加氢裂化
加氢裂化是也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。反应完 毕，原料中至少有10%以上的分子变小。
加氢技术概述
目录
01 加氢技术 02 加氢技术的发展概况 03 加氢技术的内容
01
加氢技术
在一定温度和氢压下，通过催化剂的催 化作用，使原料油与氢气进行反应进而提高 油品质量或者得到目标产品的工艺技术，包 括加氢精制和加氢裂化技术。
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。
柴油加氢精制工艺
柴油加氢精制工艺定义：加氢精制是指在一定温度、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。
提高油品品质的过程。
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。
在加氢过程中，一般含硫化合物中的C—S键先行断开而生成相应的烃类和H2S。
但由于苯并噻吩的空间位阻效应，C-S键断键较困难，在反应苛刻度较低的情况下，加氢脱硫率在85%左右，能够满足目前产品柴油硫含量小于2000ppm 的要求。
柴油馏分中有机氮化物脱除较困难，主要是C-N键能较大，正常水平下，在目前的加氢精制技术中脱氮率一般维持在70%左右，提高反应压力对脱氮有利。
烯烃饱和反应在柴油加氢过程中进行的较完全，此反应可以提高柴油的安定性和十六烷值。
当然，在加氢精制过程中还有脱氧、芳烃饱和反应。
加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、芳烃饱和反应都会进行，只是反应转化率纯在差别，这些反应对加氢过程都是有利的反应。
但同时还会发生烷烃加氢裂化反应，此种反应是不希望的反应类型，但在加氢精制的反应条件下，加氢裂化反应有不可避免。
目前为了解决这个问题，主要是调整反应温度和采用选择性更好的催化剂。
下面以我厂100万吨/年汽柴油加氢精制装置为例，简单介绍一下工艺流程：60万吨柴油加氢精制催化汽油选择性加氢脱硫醇技术（RSDS技术）催化汽油加氢脱硫醇装置的主要目的是拖出催化汽油中的硫含量，目前我国大部分地区汽油执行国三标准，硫含量要求小于150ppm，烯烃含量不大于30%，苯含量小于1%。
在汽油加氢脱硫的过程中，烯烃极易饱和，辛烷值损失较大，针对这一问题，石科院开发了RSDS技术。
本技术的关键是将催化汽油轻重组分进行分离，重组分进行加氢脱硫，轻组分碱洗脱硫。
采取轻重组分分离的理论基础是，轻组分中烯烃含量高，可达到50%以上，通过直接碱洗，辛烷值几乎不损失。
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—工艺条件对加氢操作的影响(煤制油技术课件)
03 对催化剂结焦的影响
06 对反应器液体分布的影响
01 概念
氢油比是单位时间内进入反应器的氢气流量与原料油量的比值。
进入反应器的氢由新氢和循环氢构成，循环氢的流量是新氢流量高2倍以 上，因此，在原料油流量一定的情况下，循环氢流量的大小近似地表示了反应 氢油比的大小。
氢油比对加氢过程的影响主要有以下几个方面：
04
对反应物停留时间的影响
氢油比增大，单位时间内流过催化剂床层的气体量增加，流速加快，反 应物在催化剂床层里的停留时间缩短，反应时间减少。
05
对催化剂床层温度的影响
原料流率一定的情况下，氢油比上升意味着循环氢量相对增加，可带走 更多的反应热，可以使催化剂床层的温升减小，催化剂床层的平均温度下降。
➢ 径向平均温度（LAT）： 在一个催化剂床层中的一个水平面上一组热电偶的简单算术平均值。
➢ 床层平均温度（BAT）： 床层入口和出口各水平面平均温度的简单算术平均值
➢ 催化剂平均温度（CAT）： 各床层平均温度的加权平均值
➢ 温度分布： 描述了整个反应器的所有床层的平均温度
床层平均温度、催化剂平均温度和温度分布都被用来监控反应器的性能！
加氢精制温度的影响
目录
01 反应温度的影响 02 温度的控制
加氢精制反应器的参数
➢ 进料流率 ➢ 反应操作压力 ➢ 循环气流率 ➢ 反应温度（催化剂温度）
一般来说，前面三个参数是保持不变的；而是以调 整反应温度来达到所要求的产品转化率。因此，反应温 度是一个很重要的操作参数。
01
反应温度的影响
因此空速的改变对于加氢反应的原料转化率影响较大。
02
空速的影响
此外，进料量增大时，装置的总化学耗氢和溶解氢量也增加。对于新建装 置，较低的空速意味着在相同的处理量下需要的催化剂数量增多，反应器体积 大，装置的建设投资大。
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石油化工过程系统概论
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西南石油大学
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。
为什么？
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石油化工过程系统概论
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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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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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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。
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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石油化工过程系统概论
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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石油化工过程系统概论
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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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石油化工过程系统概论
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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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加 氢 技 术
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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)；
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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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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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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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一、反应系统
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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。
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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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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）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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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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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。