制氫技術(shù)問答匯編

1、制氫技術(shù)問答匯編原料部分14適用于蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的烴類原料有哪些？15. 蒸汽轉(zhuǎn)化制氫原料選擇原則有哪些？16. 為什么不能輕易選用煉廠二次加工油做轉(zhuǎn)化原料？17. 是否有可用做制氫原料的二次加工油？18. 輕油的族組成對轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生哪些影響？19. 天然氣用做制氫原料對轉(zhuǎn)化催化劑有什么要求？20. 不含烯烴的各種煉廠氣對轉(zhuǎn)化催化劑有什么要求？21. 用煉廠干氣做制氫原料時如何進(jìn)行預(yù)處理？22. 各種輕油對轉(zhuǎn)化催化劑有什么要求？原料部分14 適用于蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的烴類原料有哪些？ 答：適用于蒸汽轉(zhuǎn)化的烴類原料大體分為氣態(tài)烴和液態(tài)烴。（1）氣態(tài)烴包括天然氣、液化石油氣和各種煉廠氣 天然氣一般包括油田

2、伴生氣和氣田氣。 天然氣的主要成份是 甲烷，以及少量乙烷、丙烷等低級烴類，含有一定量的氮、二氧 化碳等惰性氣體和有害雜質(zhì)硫化氫。 其中氣田天然氣是以甲烷為 主，含微量雜質(zhì)的氣體。液化石油氣是由丙烷、 丁烷為主要成份組成的烴類， 來源有 兩種， 一種是油田和天然氣田伴生出來的天然液化氣， 另一種是 煉油廠和石油化工廠產(chǎn)生的液化石油氣。煉廠氣是指原油加工過程中副產(chǎn)的各種尾氣， 包括催化裂化 氣、焦化干氣、催化重整氣、熱裂解氣、高壓加氫裂解尾氣等。 各種煉廠氣的組成變化較大， 其中含有烯烴的煉廠氣， 不宜直接 用作蒸汽轉(zhuǎn)化制氫。 但經(jīng)過徹底的烯烴脫除或加氫飽和處理， 可 以和不含烯烴的加氫干氣一樣，

3、是很好的蒸汽轉(zhuǎn)化制氫原料。 （ 2）液態(tài)烴包括直餾石腦油、抽余油、撥頭油以及二次加工油直餾石腦油是原油常壓蒸餾所得210 C以下的餾份。比重一般為0.630.77，含硫量小于0.05%,石蠟烴含量較高， 芳烴含 量小于 13%，烯烴含量小于 1%。用作制氫原料的抽余油一般是重整抽余油， 即重整抽提芳烴 之后剩下的部分。抽余油干點(diǎn)一般在130150 C,芳烴含量很少。撥頭油一般也是重整撥頭油，一般都是C5以下的烴類。二次加工油指經(jīng)裂化、 焦化、 減粘等一系列二次加工處理重 油得到的輕油。 這一類輕油一般不能直接用做制氫原料。 但經(jīng)加 氫處理后不含烯烴，干點(diǎn)小于100C，比重較小的油，可以摻入直餾

4、輕油做制氫原料或單獨(dú)作為制氫原料， 但一般需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn) 評價才能確定。15. 蒸汽轉(zhuǎn)化制氫原料選擇原則有哪些？ 答：（ 1）首先選用不含烯烴、芳烴和環(huán)烷烴含量低的原料。因?yàn)橥紨?shù)烴類積炭傾向?yàn)椋合N芳烴環(huán)烷烴烷烴；同碳數(shù)烴類的 C/H 值也基本是這個規(guī)律。 為減少積炭傾向， 提高原料 的單位產(chǎn)氫量而遵循這項(xiàng)原則。一般要求原料中烯烴含量小于 1%，芳烴含量小于 13%，環(huán)烷烴含量小于 36%。（2）優(yōu)先選用較輕的原料。因?yàn)橥鍩N類積炭傾向隨分子 量增大而增大， C/H 也隨分子量增大而增大，為此，選用氣態(tài)烴 優(yōu)于液態(tài)烴，輕組分液態(tài)烴優(yōu)于重組分液態(tài)烴。（ 3）優(yōu)先選用低毒原料。就脫硫而言，一般硫含

5、量小于150ppm時，采用鉆鉬加氫ZnO脫硫就能達(dá)到硫含量小于0.5ppm;硫含量大于 150ppm，就要先進(jìn)行預(yù)脫硫后再進(jìn)行鉆鉬 加氫一一ZnO脫硫，但這相應(yīng)增加能耗、成本和投資。所以，應(yīng) 優(yōu)先選用低硫原料。 氯、砷對催化劑毒害較大，一般不宜選用含 氯、砷原料。如果選用，則應(yīng)設(shè)置脫氯、脫砷裝置。（4）就煉廠氣制氫而言，往往可供選擇的原料有幾種，但 數(shù)量都不多。這種情況下應(yīng)根據(jù)上述原則優(yōu)先選用平均分子量 小，含硫低的飽和烴類。不足時補(bǔ)以分子量稍大的原料。例如寬 餾分重整裝置穩(wěn)定塔頂?shù)囊簯B(tài)烴數(shù)量很少， 但卻是很好的制氫原 料。又如煉油廠加氫干氣也是很好的制氫原料。 如果將上述兩種 原料做燃料燒掉

6、， 而選用直餾輕油或抽余油做制氫原料則是極不 合理的。氫碳比與理論產(chǎn)氣量的關(guān)系（m3/kg ）H/C22.2.2.2.3.3.3.3.3.4.2468024680理論產(chǎn)4.4.4.5.5.5.5.5.5.5.5.氫量88998061523313846536016. 為什么不能輕易選用煉廠二次加工油做轉(zhuǎn)化原料？答：二次加工油是重油或渣油經(jīng)過裂化、焦化、減粘等過程 產(chǎn)生的輕油。經(jīng)過加氫處理后，比重、餾程、烯烴含量等性能指 標(biāo)與直餾輕油相近，可用作燃料油或石油化工的原料油，然而， 要用做制氫原料則必須慎重。許多廠家因使用二次油而造成轉(zhuǎn)化 催化劑毀壞。原因在于：（1）二次油中側(cè)鏈烷烴所占比重較大。（2

7、）環(huán)烷烴較多。（3）芳烴尤其是重芳烴較多。（4）含有較多的膠質(zhì)和重金屬等雜質(zhì)。（5）加氫裝置的加氫深度不夠，硫、氮和烯烴等脫除不徹 底。以上這些因素易造成催化劑中毒和積炭，使催化劑失去活 性，所以不能輕易選用于次加工油作為轉(zhuǎn)化制氫原料。17. 是否有可用做制氫原料的二次加工油？答：二次加工油不能輕易用于制氫原料，但是經(jīng)過深度加氫 脫硫的輕質(zhì)油是可以考慮選用的。 例如經(jīng)過 16.0MPa 左右高壓加 氫裂化的輕質(zhì)油品，反應(yīng)溫度和氫油比均高于普通加氫精制工 藝，雖然仍屬于二次加工油， 但是加氫反應(yīng)較徹底， 油品中的硫、 氯、氮化合物以及膠質(zhì)脫除比較干凈。 芳烴和環(huán)烷烴也較少， 其 物化性能和直餾輕

8、石腦油差不多。一般情況下，選用干點(diǎn)小于70 C高壓加氫二次油做制氫原料是沒有問題的。 到目前為止，多 家制氫都有成功使用加氫裂化輕石腦油作為制氫原料的先例。 如 果輕油的干點(diǎn)和比重較高， 則必須通過油品評價試驗(yàn)， 選擇相應(yīng) 的工藝條件來確定能否用作制氫原料。選用二次加工油一定要采取謹(jǐn)慎的態(tài)度。 目前國內(nèi)有幾個廠 選用二次加工油作制氫原料， 一般都經(jīng)過中石化齊魯分公司研究 院的嚴(yán)格測試和評價后才采用的。 由于各廠的二次加工工藝和基 礎(chǔ)原料油性能各不相同， 其輕質(zhì)油物化性質(zhì)差別也很大， 所以具 體選用哪種油品作原料要經(jīng)過有針對性的測試評價來確定。 一般 情況下， 即使采用二次加工油也不宜單獨(dú)使用，

9、 而是和直餾輕油 按一定比例混用， 以保證制氫原料中的單體烴品種有一個合理的 分布，防止同種烴類的過度集中導(dǎo)致轉(zhuǎn)化反應(yīng)負(fù)荷在催化劑床層 內(nèi)的不均勻分布。18. 輕油的族組成對轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生哪些影響？ 答：輕油的族組成越復(fù)雜， 轉(zhuǎn)化催化劑上的反應(yīng)就復(fù)雜。對 甲烷轉(zhuǎn)化來講， 轉(zhuǎn)化催化劑主要是促進(jìn)蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行。 然 而對于輕油轉(zhuǎn)化來講，由于族組成很復(fù)雜，在蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的同 時包括高級烴的熱裂解、催化裂解、脫氫加氫、結(jié)炭、消炭等一 系列的反應(yīng)，要求催化劑必須具有適應(yīng)這種復(fù)雜反應(yīng)體系的綜合 性能。最突出的表現(xiàn)是積炭的趨勢較大，為此，輕油轉(zhuǎn)化催化劑 必須具備較強(qiáng)的抗積炭性能。不同的烴類在使用條件下結(jié)炭的速度是不同的，下表是幾種烴類的相對結(jié)炭速度。原料丁烷正己烷環(huán)己烷正庚烷苯乙烯結(jié)炭速度2956413553217500誘導(dǎo)期/10721921344<1上表可見，碳鏈越長， 結(jié)炭速度越大。苯的結(jié)炭速度高于直 鏈烷烴，烯烴的結(jié)炭速度是烷烴的上百倍。另外，由于環(huán)烷烴和芳烴難于轉(zhuǎn)化，當(dāng)輕油中的環(huán)烷輕和芳烴增加時，轉(zhuǎn)化反應(yīng)往往向高溫區(qū)移動，導(dǎo)致床層下部催化劑結(jié)炭和出口尾氣中殘留芳烴 增加。19. 天然氣用做制氫原料