催化加氫（石油加工生產(chǎn)技術(shù)課件）

石油和化學(xué)工程系項目六：催化加氫任務(wù)一：催化加氫概述1催化加氫的定義、分類及目的2催化加氫在煉油工業(yè)中的地位和作用3加氫技術(shù)發(fā)展的趨勢知識點01定義、分類及目的催化加氫是在氫氣存在下對石油餾分進(jìn)行催化加工過程的通稱。知識點1

定義、分類及目的定義01知識點1

定義、分類及目的分類02加氫處理

加氫裂化

脫除油品中的硫、氮、氧及金屬等雜質(zhì)，同時還使烯烴、二烯烴、芳烴和稠環(huán)芳烴選擇加氫飽和，從而改善原料的品質(zhì)和產(chǎn)品的使用性能。特點：原料油的范圍寬，產(chǎn)品靈活性大，液體產(chǎn)品收率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，對環(huán)境友好，勞動強(qiáng)度小等優(yōu)點，因此廣泛用于原料預(yù)處理和產(chǎn)品精制。將大分子裂化為小分子以提高輕質(zhì)油收率，同時還除去一些雜質(zhì)。其特點是輕質(zhì)油收率高，產(chǎn)品飽和度高，雜質(zhì)含量少。將大分子裂化為小分子以提高輕質(zhì)油收率，同時還除去一些雜質(zhì)。特點：輕質(zhì)油收率高，產(chǎn)品飽和度高，雜質(zhì)含量少。知識點1

定義、分類及目的目的03加氫處理

加氫裂化

02催化加氫在煉油工業(yè)中的地位和作用知識點2催化加氫在煉油工業(yè)中的地位和作用

在現(xiàn)代煉油工業(yè)中，催化加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用較晚，

但其工業(yè)應(yīng)用的速度和規(guī)模都很快超過熱加工、催化裂化、鉑重整等工藝。石油加工過程實際上就是碳和氫的重新分配過程，早期的煉油技術(shù)主要通過脫碳過程提高產(chǎn)品氫含量，如催化裂化、焦化過程。隨著產(chǎn)品收率和質(zhì)量要求提高，需要通過加氫技術(shù)來提高產(chǎn)品氫含量，并同時脫去對大氣有污染的硫、氮和芳烴等雜質(zhì)。3環(huán)境保護(hù)的要求

2對輕質(zhì)油品的需求持續(xù)增長，特別是中間餾分油如噴氣燃料和柴油。1原油變重、品質(zhì)變差，原油中硫、氮、氧、釩、鎳、鐵等雜質(zhì)含量呈上升趨勢，煉廠加工含硫原油和重質(zhì)原油的比例逐年增大。知識點2催化加氫在煉油工業(yè)中的地位和作用加氫技術(shù)快速增長的主要原因03

加氫技術(shù)發(fā)展的趨勢知識點3

加氫技術(shù)發(fā)展的趨勢

01加氫處理技術(shù)02芳烴深度加氫技術(shù)033加氫裂化技術(shù)石油和化學(xué)工程系項目六：催化加氫任務(wù)二：催化加氫反應(yīng)一是除去氧、硫、氮及金屬等少量雜質(zhì)的加氫處理過程反應(yīng)二是涉及烴類加氫反應(yīng)。這兩類反應(yīng)在加氫處理和加氫裂化過程中都存在，只是側(cè)重點不同。前言1加氫處理反應(yīng)2烴類加氫反應(yīng)知識點01

加氫處理反應(yīng)知識點1

加氫處理反應(yīng)加氫脫硫反應(yīng)（HDS）石油餾分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及雜環(huán)硫化物，在加氫條件下發(fā)生氫解反應(yīng)。加氫脫氧反應(yīng)（HDO）知識點1

加氫處理反應(yīng)石油餾分中的含氧化合物主要是環(huán)烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮。加氫脫氮反應(yīng)（HDS）知識點1

加氫處理反應(yīng)石油餾分中的氮化物主要是雜環(huán)氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺。

加氫脫金屬（HDM）石油餾分中的金屬主要有鎳、釩、鐵、鈣等，主要存在于重質(zhì)餾分，尤其是渣油中。知識點1

加氫處理反應(yīng)02烴類加氫反應(yīng)一是有氫氣直接參與的化學(xué)反應(yīng)，如加氫裂化和不飽和鍵的加氫飽和反應(yīng)，此過程表現(xiàn)為耗氫二是在臨氫條件下的化學(xué)反應(yīng)，如異構(gòu)化反應(yīng)。此過程表現(xiàn)為，雖然有氫氣存在，但過程不消耗氫氣，實際過程中的臨氫降凝是其應(yīng)用之一。知識點2

烴類加氫反應(yīng)知識點2

烴類加氫反應(yīng)1.烷烴加氫反應(yīng)

R1－R2+H2→R1H+R2HnCnH2n+2→iCnH2n+2

2.環(huán)烷烴加氫反應(yīng)

3.芳香烴加氫反應(yīng)

苯在加氫條件下反應(yīng)首先生成六元環(huán)烷，然后發(fā)生前述相同反應(yīng)。烷基苯加氫裂化反應(yīng)主要有脫烷基、烷基轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、環(huán)化等。4.烯烴加氫反應(yīng)

知識點2

烴類加氫反應(yīng)

R－CH=CH2

＋H2→R－CH2－CH3R－CH=CH－CH=CH2

＋2H2→R－CH2－CH2－CH2－CH3nCnH2N→iCNH2N

iCNH2N

＋H2→iCNH2N＋2烯烴在加氫條件下主要發(fā)生加氫飽和及異構(gòu)化反應(yīng)。如下：5.烴類加氫反應(yīng)的熱力學(xué)特點

知識點2

烴類加氫反應(yīng)

烴類裂解和烯烴加氫飽和等反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)值較大，不受熱力學(xué)平衡常數(shù)的限制。加氫裂化反應(yīng)中加氫反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，而裂解反應(yīng)則是吸熱反應(yīng)。但裂解反應(yīng)的吸熱效應(yīng)遠(yuǎn)低于加氫反應(yīng)的放熱效應(yīng)，總的結(jié)果表現(xiàn)為放熱效應(yīng)。石油和化學(xué)工程系項目六：催化加氫任務(wù)三：加氫處理工藝流程1餾分油加氫處理

2渣油加氫處理知識點01

餾分油加氫處理

主要有二次加工汽油、柴油的精制和含硫、芳烴高的直餾煤油餾分精制。知識點1

餾分油加氫處理餾分油加氫處理

知識點1

餾分油加氫處理汽油餾分加氫

煤油餾分加氫柴油餾分加氫焦化汽油與熱裂化汽油中硫、氮及烯烴含量較高，安定性差，辛烷值低，需要通過加氫處理，才能作為汽油調(diào)合組分、重整原料，或乙烯裂解原料。直餾煤油加氫處理，主要是對含硫、氮和芳烴高的煤油餾分進(jìn)行加氫脫硫、脫氮及部分芳烴飽和，以改善其燃燒性能，生產(chǎn)合格的噴氣燃料或燈用煤油。柴油加氫精制主要是焦化柴油與催化裂化柴油的加氫精制。加氫脫氮是柴油加氫處理改質(zhì)的首要目的。餾分油加氫處理典型工藝流程圖

知識點1

餾分油加氫處理02

渣油加氫處理藝流程

主要脫除渣油中硫、氮和金屬雜質(zhì)，降低殘?zhí)恐?、脫除瀝青質(zhì)等，為下游RFCC或焦化提供優(yōu)質(zhì)原料；也可以進(jìn)行渣油加氫裂化生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油。知識點2

渣油加氫處理渣油加氫處理

渣油加氫主要有固定床、移動床、沸騰床及懸浮床等不同類型的反應(yīng)器。

知識點2

渣油加氫處理渣油加氫處理

渣油加氫過程中，發(fā)生的主要反應(yīng)有加氫脫硫、脫氮、脫氧、脫金屬等反應(yīng)，以及殘?zhí)壳吧砦镛D(zhuǎn)化和加氫裂化反應(yīng)。

知識點2

渣油加氫處理渣油加氫處理工藝流程與一般餾分油加氫處理流程的不同3由于一般渣油含硫量較高，故循環(huán)氫需要脫除H2S，防止或減輕高壓反應(yīng)系統(tǒng)腐蝕。2加氫生成油經(jīng)過熱高壓分離器與冷高壓分離器，提高氣液分離效果，防止重油帶出；1原料油首先經(jīng)過微孔過濾器，以除去夾帶的固體微粒，防止反應(yīng)器床層壓降過快；渣油加氫處理工藝原則流程圖

知識點2

渣油加氫處理石油和化學(xué)工程系項目六：催化加氫任務(wù)四：加氫裂化工藝流程1一段加氫裂化工藝流程2二段加氫裂化工藝流程知識點01

一段加氫裂化工藝流程知識點1

一段加氫裂化一段一次通過流程01

一段一次通過流程的加氫裂化裝置主要是以直餾減壓餾分油為原料生產(chǎn)噴氣燃料、低凝柴為主，裂化尾油作高黏度指數(shù)、低凝點潤滑油料。

知識點1

一段加氫裂化產(chǎn)品收率表

產(chǎn)品收率

27.333.2520.1413.4l17.0616.191.7l2.661.06

27.22-3號噴氣燃料22.13N7①組分油11.6212.3223.811.802.701.21

石腦油染料溶劑油—35號柴油0號柴油冷榨脫蠟料尾油液化石油氣燃料氣損失柴油噴氣燃料產(chǎn)品方案流程圖高壓一次通過加氫裂化工藝原則流程知識點1

一段加氫裂化知識點1

一段加氫裂化一段串聯(lián)循環(huán)流程02

一段串聯(lián)循環(huán)流程是將尾油全部返回裂解段裂解成產(chǎn)品。根據(jù)目的產(chǎn)品不同，可分為中餾分油型(噴氣燃料一柴油)和輕油型(重石腦油)。性質(zhì)及收率表

主要產(chǎn)品性質(zhì)及收率

0.8064249～327－73－6－－－<1<121.6

0.7842159～273①－－－－54.7362.25<1－43.1

0.7418102～143－－－－－41.7<1<113.1

0.674244～10076.2－－－－1<1<116.4

密度（15℃），g/cm3餾程，℃辛烷值（RON）十六烷值（計算）傾點，℃結(jié)晶點，℃煙點，mm芳烴，v%總硫，μg/g總氮，μg/g產(chǎn)率②，占進(jìn)料，m%

輕柴油3號噴氣燃料重石腦油輕石腦油產(chǎn)品知識點1

一段加氫裂化流程圖

一段串聯(lián)全循環(huán)加氫裂化反應(yīng)系統(tǒng)流程圖

知識點1

一段加氫裂化02

二段加氫裂化工藝流程

知識點2

二段加氫裂化適合處理高硫、高氮減壓蠟油，催化裂化循環(huán)油，焦化蠟油，或這些油的混合油。知識點2

二段加氫裂化

缺點

優(yōu)點與一段工藝相比，氣體產(chǎn)率低、干氣少、目的產(chǎn)品收率高、液體總收率高；產(chǎn)品質(zhì)量好，特別是產(chǎn)品中芳烴含量非常低；氫耗較低；產(chǎn)品方案靈活大；原料適應(yīng)性強(qiáng)，可加工更重質(zhì)、更劣質(zhì)原料等。工藝流程復(fù)雜，裝置投資和操作費用高。二段加氫裂化工藝原理流程知識點2

二段加氫裂化石油和化學(xué)工程系項目六：催化加氫任務(wù)五：催化加氫過程中的操作條件分析1原料的組成和性質(zhì)2催化劑性能3工藝操作條件

知識點01

原料的組成和性質(zhì)

知識點1

原料的組成和性質(zhì)知識點1

原料的組成和性質(zhì)

餾分油來源、切割位置和范圍不同，其組分含量也不同。原油越重、餾分油切割終餾點越高，則餾分中雜質(zhì)元素含量和重質(zhì)芳烴含量越高，且其構(gòu)成的化合物結(jié)構(gòu)