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

F101D201

D102

D101

SR101

P101P102E103E101

R101

K101

D106

E104

D103D104

D105

D107

P103

P201

E201A202

P202

A201

K101

E101E102E103A101

产品柴油

循环氢

低分气

C201

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。而重组分中烯烃大多是环烯烃，经过加氢后变为环烷烃，辛烷值几乎不损失，导致重组分加氢辛烷值损失的是C7以上单烯烃

和双烯烃饱和，但以上两种物质所占比例较小，正常情况下重组分加氢后辛烷值损失在1.5以内。RSDS 技术的另一个优点是设立了两个反应器，第一个反应器在低温高空速下操作，目的是将二烯烃饱和成单烯烃，防止在高温反应条件下二烯烃聚合生胶，可以延长装置运转周期。

60万吨汽油选择性加氢

F19201

催化汽油

D19101

C19101

E19104

E19101

P19101P19201

EC19101

EC19201

D19202

D19207

C19201

D19201

K19201

E19204

P19202

E19205

C19202

D19203

P19203

R19201

R19202

E19201

D19102

P19102

E19202

高分气

加氢重馏分

反应循环氢

D19203含硫气体

D19102含硫气体

重汽油

制氢装置

本套装置采用烃类水蒸气制氢方法，我公司采用的原料是炼厂干气和水蒸气在催化剂上进行反应，产生的氢气在经过变压吸附将氢气提浓，外送氢气纯度达到99.9%。主要包括以下几个过程。

1、干气脱硫部分

进入脱硫部分的原料气，首先进入加氢反应器（R4001），发生将有机硫转

化为无机硫，然后再进入氧化锌脱硫反应器（R4002A.B）脱氯段脱除原料中的氯，最后进入氧化锌脱硫段，在此氧化锌与硫化氢发生脱硫反应。

精制后的气体要求硫含量小于0.5ppm，烯烃小于1%（V）、氯小于0.2ppm 进入转化部分。

2、转化部分

精制后的原料气按水碳比不小于3.2与水蒸汽混合，再经转化炉（F4001）对流段预热，进入转化炉辐射段。在催化剂的作用下，发生复杂的水蒸汽转化反应，从而生产出氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水的平衡混合物。主要反应有:

C n H m + nH2O = nCO +（n+m/2）H2①

CO + 3H2 = CH4 + H2O △H o298=-206kJ/mol ②

转化反应是强吸热反应，转化炉内温度高达900度。

3、中变部分

由转化部分来的转化气进入中温变换反应器（R4003），在催化剂的作用下发生变换反应：

CO+H2O=CO2+H2△H o298=-41.4KJ/mol

将变换气中CO含量降至3％左右，同时继续生产氢气。中变气经过汽包给水换热器（E4002A.B、E4003）、低温热水换热器（E4004）进行热交换回收部分余热后，再经中变气水冷却器（E4005）冷却至35℃左右，经分水后进入PSA 部分。

半再生重整

催化重整是石油炼制和石油化工主要过程之一。它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气的过程。

我公司重整的主要目的是生产高辛烷值汽油组分。重整的主要进