加氢精制装置工艺

加氢精制工艺流程
• 注水
• 原料中的氮、硫反应生成的NH₃和H₂S，结合
生成NH₄HS晶体堵塞管线和冷却器，造成反 应器压降增大，在空冷器前有注水罐（D2012)通过注水泵（P-2008/AB）注入软化 水。
加氢精制工艺流程
• 氢气 • 氢气包括新氢和循环氢，新氢经新氢入口
分液罐（D-2006）进入新氢压缩机（K2001/AB)，压缩后和循环氢一起作为混氢， 一路作为急冷氢去反应器控制反应床层温 升，另一路进入反应系统。
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2.加氢精制装置特点
• 加氢精制装置具有高温、高压、临氢、物
料危险性高的特点。 • 加氢精制物料介质中含有较高浓度的硫化 氢等有毒有害物质，易腐蚀容器及管线。 • 装置内装有高温高压法兰、分馏塔、塔底 热油泵、高温高压循环油泵、产品泵、压 缩机管线都易着火。
3.加氢精制过程的主要危险
• 火灾 • 爆炸 • 毒物伤害
加氢精制工艺流程
• 分馏单元
• 分馏单元多为双塔汽提流程，即脱硫化氢塔和分馏塔。 • 低分油和低分油和精制柴油换热器wk.baidu.comE-2003/A~D）、反应
产物低分油换热器（E-2001/A）换热至275℃，进入脱硫 化氢塔（C-2001），塔顶油气经塔顶空冷器（A-2002/A~F） 冷凝，脱硫化氢塔顶后冷器（E-2004/AB）冷却后，进入 脱硫化氢塔顶回流罐（D-2004）油、气、水三相分离：含 硫化氢气体去干气脱硫；含硫污水去污水汽提；油相经脱 硫化氢塔顶回流泵（P-2004/AB）升压后作为塔顶回流； 塔底油进入产品分馏塔（C-2002）。
精柴油 精制柴油出装置 换热
加氢精制设备一览表
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F-2001 反应进料加热炉 F-2002 重沸炉 R-2001 反应器 C-2001 脱硫化氢塔 C-2002 分馏塔 D-2001 原料油缓冲罐 D-2002 高压分离器 D-2003 低压分离器 D-2004 脱硫化氢顶回流罐 D-2005 分馏塔顶回流罐 D-2006 新氢入口分液罐 D-2007 循环氢入口分液罐 D-2008/AB 硫化剂罐
9.5.1 硫含量
• 原料油中硫化物的含量和结构对加氢反应
过程有很大影响，原油中硫一般随馏分变 重，含量增多。原油中硫含量的高低将影 响到产品硫含量。 • 易使贵金属催化剂发生硫中毒，使催化剂 活性下降。
9.5.2
氮含量
• 原料油含氮量增大，意味着原料变重、变
劣，稠环化合物、芳烃含量相应增加，其 他杂质增多，是催化剂失活速度加快，需 要提高温度对催化剂进行补偿。秏氢量增 大。
9.1加氢精制原理
• 加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比
和空速的条件下，原料油、氢气通过反应 器床层在加氢催化剂的作用下，将油品中 的硫、氮、氧等化合物转化为相应的烃类 及易除去的H₂S、NH₃和H₂O
9.2加氢精制的主要化学反应
• 脱硫反应 • 脱氮反应 • 脱氧反应 • 脱金属反应 • 不饱和烃的加氢反应
加氢精制装置工艺
山东天弘化学有限
石油炼制过程
• 常减压蒸馏：炼油厂的龙头 • 催化裂化：中国炼油界的立足之本 • 加氢精制：中国炼油界的未来 • 加氢裂化：中国炼油界的未来 • 催化裂解：炼油与化工的桥梁 • 延迟焦化：劣质原料加工的有效途径 • 溶剂脱沥青：劣质原料预处理和沥青产品
1.加氢精制技术概述
9.5.3 烯烃
• 直馏原料一般含烯烃较少，二次加工油含
烯烃较多。烯烃的存在容易发生聚合反应， 引起床层上部催化剂表面结焦，使反应器 催化剂床层压降迅速增加。缩短装置的运 转周期。 • 烯烃的加氢饱和是强放热反应，会引起催 化剂床层的温升增大，耗氢增加。
9.5.4 芳烃
• 二次加工馏分油的芳烃、硫、氮含量较高，
加氢精制工艺流程
• 注缓蚀剂
• 为了控制硫化氢对脱硫化氢塔顶管道和冷
换设备的腐蚀，缓蚀剂罐（D-2010)经缓蚀 剂泵（P-2009/AB）在塔顶管道注入缓蚀剂。
加氢精制工艺流程
• 分馏部分
• 分馏塔顶油气经产品分馏塔顶空冷器（A-2003/A~F）冷凝，
分馏塔顶冷却器（E-2005）冷却后，进入产品分馏塔顶回 流罐（D-2005）。粗汽油经产品分馏塔顶回流泵（P2005/AB)升压后一部分作为塔顶回流，一部分作为产品出 装置；含硫污水进入含硫污水总管。分馏塔底油一部分经 分馏塔底重沸炉泵（P-2002/AB)，进入分馏塔底重沸炉 （F-2002）加热后，返回分馏塔；另一部分作为产品由柴 油泵（P-2003/AB)升压后，经低分油精制柴油换热器（E2003/A~D），空冷器（A-2004/A~D），精制柴油后冷器 （E-2006）冷却至50℃出装置。
4.加氢装置的主要设备
• 反应器、塔、压缩机、加热炉、容器、换
热器、泵
5.加氢精制的主要原料及产品
• （1）原料 • 直馏汽油、柴油，焦化汽油、柴油。 • （2）产品 • 优质的汽油、柴油
7.加氢精制的主要目的
• 目的：改善油品的气味、颜色和安定
性，从而改善产品质量。
8.加氢精制的优点
• 原料油的范围宽 • 产品灵活性大 • 液体产品收率高 • 产品质量好。
9.4.2操作参数对加氢反应的影响
• 反应温度: • 提高温度会使加氢精制反应速度加快，
从而提高脱硫效率。提高温度会使加氢 精制的深度增加，使生成油中的杂质减 少。
9.4.3操作参数对加氢反应的影响
• 空速： • 空速：指单位时间内通过单位催化剂的原料油量。 •
•
反应了装置的处理能力。 体积空速=原料油体积流量（m³/h)/催化剂体积 （m³) 质量空速=原料油质量流量（kg/h)/催化剂体积 （m³) 空速代表着反应物流在催化剂上停留时间的长短， 空速减小则停留时间增长反应程度加深。空速与 温度的作用互补。
• D-200
9.4.1操作参数对加氢反应的影响
• 反应压力
对加氢反应过程起作用的是反应物流中的氢分压 一般以反应器入口的氢分压为基准 氢分压的提高有利于提高加氢分压的深度，如脱氮、 芳烃饱等，并抑制生焦反应有利于延长催化剂寿 命 目前装置提高氢分压的途径：提高补充氢纯度，降 低循环氢中非氢组分的含量，增加循环氢流量提 高氢油比等。
十六烷值较低。硫、氮化合物多数是带有 芳环的杂环类，加氢脱除较困难。 • 由于竞争吸附的作用，芳烃对硫化物和氮 化物的脱硫、脱氮反应有一定的抑制作用。 • 原料油中存在大量芳烃时，会增加催化剂 积炭量，降低其活性影响脱硫、脱氮效果。
加氢精制工艺流程
• 反应单元：
• （1）原料处理 • 原料处理主要是原料的过滤和保护。将原
主要设备流程框图
• 反应系统
原油罐区、 装置
原油过滤器
原料、流出物 换热 氢气
进料加热炉
加氢反应器
新氢 压缩机
制氢 装置
循环氢 压缩机 高压分离器 低压分离器 脱硫化氢 塔
主要设备流程框图
• 分馏系统
塔顶回流罐
不凝气去脱硫
流出物
脱硫化氢塔 分馏塔顶 回流罐
放空气去火炬
汽提蒸汽
分馏塔
汽油出装置
重沸炉
料中的携带大于25um的机械杂质和固体颗 粒过滤。 • 防止原料油与空气接触生成胶质堵塞催化 剂床层，用氮气或燃料气将原料与空气隔 绝。
加氢精制工艺流程
• （2）反应分离 • 原料油经过过滤后进入缓冲罐（D-2001），经反应进料泵 （P-2001/AB）升压后和氢气混合进入反应产物混氢油换热 器（E-2001/BCD）进行换热，经加热炉（F-2001）加热到 一定温度后进入加氢反应器（R-2001）， 为了控制反应器 床层温度，床层间设有冷氢。反应产物经过反应产物低分 油换热器（E-2001/A)和混氢油换热器（E-2001/BCD）、反 应产物空冷器（A-2001/A～F）、反应产物后冷器冷却到 45℃进入高压分离器（D-2002）进行油、气、水三相分离。 高压分离器油相送至低压分离器（D-2003）再次进行油、 气、水三相分离。从高压分离器和低压分离器底部出来的 含硫污水经减压后，送至污水汽提装置处理，低压闪蒸出 的含硫气体从顶部去气体脱硫装置处理。高分顶部的氢气 进入循环氢入口分液罐（D-2007)脱出微液滴后进入循环氢 压缩机（K-2002/AB）。
• 加氢精制是炼厂提高油品质量的重要手段，主要
用于生产满足相应标准规范的石油产品。加氢精 制能使原料油中的含硫、氮、氧等非化合物氢解， 使烯烃、芳烃加氢饱和并能脱除金属和沥青质等 杂质，具有处理原料范围广、液体收率高、产品 质量好等优点。 加氢精制主要用于二次加工装置焦化汽油、焦化 柴油的精制，也用于原油直馏汽油、柴油的精制。
•
9.4.4操作参数对加氢反应的影响
• 氢油比
• 氢油比：指单位时间进入反应器的氢气量与原料油量
之比 氢油比的影响实质上与氢分压相同。但氢油比过高后对 增加系统氢分压已无贡献，反而增加能耗。 • 提高氢油比反应器内氢分压上升，参与反应的氢分子 数增加，能提高反应深度，有助于抑制加氢缩合反应， 催化剂积碳率降低，维持催化剂活性，延长催化剂使 用周期。氢油比过高，循环氢压缩机和气液分离系统 的负荷增大，能耗消耗增大，动力消耗增大，操作费 用增加。根据具体情况适当选择氢油比。
9.5原料性质对加氢过程的影响
• 原料油的的性质影响加氢精制反应的深度
和放出热量的大小，是决定氢油比和反应 温度的主要依据，原料油中烯烃含量和干 点上升，会加快催化剂结焦； • 氮含量上升，要降低空速或提高温度，压 力以保证精制产品质量，烯烃和硫化物加 氢反应热大，温升高，耗氢大，要适当调 高氢油比
9.3加氢精制的主要化学反应
• 加氢精制反应中非烃化合物的反应难易程
度，从易到难为： 脱硫＞脱氧＞脱氮 含氮化合物大致可以分为 碱性杂环化合物：脂肪胺及芳香胺类，吡啶、 喹啉等 非碱性氮化物：吡咯、咔唑等
9.4影响加氢精制的主要因素
• 反应温度 • 反应压力 • 空速 • 氢油比 • 原料性质 • 催化剂