第七章__加氢精制装置全解

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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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 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有
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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 生成的氨和部分硫化氢。
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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)。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。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加 氢反应。
为什么？
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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，并
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： RSR+2H2—2RH+H2S 2.脱氮，生成氨(NH3)，如：
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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
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
过精制来改善油品的使用性能。
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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 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）。 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
置操作压力(指反应器内)约为7．85MPa。
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二、氢气的来源与质量要求
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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; 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 氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他
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
气，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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氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可
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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
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℃；
处理裂化原料油和重馏油为380～420℃； 处理润滑油为300～350℃。
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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 三部分。
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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）， 加热至反应温度进入反应器。
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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
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， 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。
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。
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％(体)，
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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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)；
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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
％以上)和较高质量的轻质油品;
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3.脱氧，生成H2O，如：
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 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。