石油加工生产技术电子教案05课件.ppt

?第五章 催化加氢　　　　　　 第五章 催化加氢　　 高等教育出版社　　 知识目标　　 能力目标　　 第一节　概述 　　 第二节　催化加氢反应 　　 第三节　催化加氢工艺流程 　　 第四节　催化加氢过程的操作条件分析 　　 ?了解催化加氢生产过程的作用和地位、发展趋势； ?熟悉催化加氢生产原料来源及组成、主要反应原理及特点、催化剂的组成及性质、工艺流程及操作影响因素分析； ?初步掌握催化加氢生产原理和方法。　　 ?能根据原料的来源和组成、催化剂的组成和结构、工艺过程、操作条件对加氢产品的组成和特点进行分析判断； ?能对影响加氢生产过程的因素进行分析和判断，进而能对实际生产过程进行操作和控制。　　 ?催化加氢是在氢气存在下对石油馏分进行催化加工过程的通称。　　 ?加氢处理和加氢裂化 。　　 ?脱除油品中的硫、氮、氧及金属等杂质，同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，从而改善原料的品质和产品的使用性能 。　　 ?原料油的范围宽，产品灵活性大，液体产品收率高，产品质量高，对环境友好，劳动强度小 。　　 定义 　　 分类 　　 目的 　　 特点 　　 一、加氢技术快速增长的主要原因　　 　　原油变重、品质变差，原油中硫、氮、氧、钒、镍、铁等杂质含量呈上升趋势，炼厂加工含硫原油和重质原油的比例逐年增大。 　　 　　对轻质油品的需求持续增长，特别是中间馏分油如喷气燃料和柴油。　　 　　环境保护的要求。　　 二、加氢技术发展的趋势 　　 　　加氢处理技术：开发深度加氢处理催化剂的新金属组分配方，量身定制催化剂载体；重原料油加氢脱金属催化剂；废催化剂金属回收技术；多床层加氢反应器。 　　 　　芳烃深度加氢技术：开发新金属组分配方特别是非贵金属、新催化剂载体和新工艺。 　　 　　加氢裂化技术：开发新的双功能金属一酸性组分的配方。 　　 一、加氢处理反应　　 加氢脱硫反应（HDS） ?石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反应。　　 加氢脱氮反应（HDS） ?石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺。　　 加氢脱氧反应（HDO） ?石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮。　　 加氢脱金属（HDM） ?石油馏分中的金属主要有镍、钒、铁、钙等，主要存在于重质馏分，尤其是渣油中。　　 在加氢条件下，反应生成烃和主要反应如下：　　 含氧化合物在加氢条件下通过氢解生成烃和H2O如：　　 加氢脱金属反应如下： 　　 二、烃类加氢反应 　　 1.烷烃加氢反应　　 R1－R2 + H2 →R1H + R2H nCnH2n+2 →iCnH2n+2　　 2.环烷烃加氢反应　　 3.芳香烃加氢反应　　 　　苯在加氢条件下反应首先生成六元环烷，然后发生前述相同反应。 　　烷基苯加氢裂化反应主要有脱烷基、烷基转移、异构化、环化等。　　 二、烃类加氢反应 　　 4.烯烃加氢反应　　 　　烯烃在加氢条件下主要发生加氢饱和及异构化反应。如下：　　 R－CH=CH2 ＋ H2 → R－CH2－CH3 R－CH=CH－CH=CH2 ＋ 2H2→ R－CH2－CH2－CH2－CH3 nCnH2N →iCNH2N iCNH2N ＋ H2 →iCNH2N＋2 5.烃类加氢反应的热力学特点 　　 　　烃类裂解和烯烃加氢饱和等反应化学平衡常数值较大，不受热力学平衡常数的限制。 　　加氢裂化反应中加氢反应是强放热反应，而裂解反应则是吸热反应。但裂解反应的吸热效应远低于加氢反应的放热效应，总的结果表现为放热效应。 一、加氢处理工艺流程 　　 （一）馏分油加氢处理　　 　　馏分油加氢处理，主要有二次加工汽油、柴油的精制和含硫、芳烃高的直馏煤油馏分精制。　　 汽油馏分加氢：焦化汽油与热裂化汽油中硫、氮及烯烃含量较高，安定性差，辛烷值低，需要通过加氢处理，才能作为汽油调合组分、重整原料，或乙烯裂解原料。　　 煤油馏分加氢：直馏煤油加氢处理，主要是对含硫、氮和芳烃高的煤油馏分进行加氢脱硫、脱氮及部分芳烃饱和，以改善其燃烧性能，生产合格的喷气燃料或灯用煤油。 　　 柴油馏分加氢：柴油加氢精制主要是焦化柴油与催化裂化柴油的加氢精制。加氢脱氮是柴油加氢处理改质的首要目的。　　 馏分油加氢处理典型工艺流程图 　　 一、加氢处理工艺流程 　　 （二）渣油加氢处理　　 　　渣油加氢处理主要脱除渣油中硫、氮和金属杂质，降低残炭值、脱除沥青质等，为下游RFCC或焦化提供优质原料；也可以进行渣油加氢裂化生产轻质燃料油。　　 　　渣油加氢主要有固定床、移动床、沸腾床及悬浮床等不同类型的反应器。　　 　　渣油加氢过程中，发生的主要反应有加氢脱硫、脱氮、脱氧、脱金属等反应，以及残炭