石油加工工程催化加氢教学课件.ppt

石油加工工程 催化加氢 Hydroprocessing Technology 各种有机含硫化合物在加氢脱硫反应中的反应活性，因分子结构和分子大小不同而异，按以下顺序递减： RSH RSSR‘ RSR‘ 噻吩 硫醇、硫醚、二硫化物的加氢脱硫在较缓和的条件下就能进行，脱除率几乎可以达到100%，环状化合物加氢脱硫比较困难，需要苛刻的加氢条件 噻吩类型化合物的反应活性，在工业加氢脱硫条件下，因分子大小不同而按以下顺序递减： 噻吩 苯并噻吩 ≥ 二苯并噻吩 烷基取代的二苯并噻吩 当石油馏分中有噻吩和氢化噻吩组分存在时，要想达到深度脱硫效果，反应压力应不低于3MPa，反应温度不应超过700K 各种类型硫化物的氢解反应都是放热反应 ，硫化物的氢解反应属于表面反应 。 第二节 加氢裂化( Hydro-cracking ) 两段加氢裂化有两种操作方案： (1) 第一段精制，第二段加氢裂化 (2) 第一段除进行精制外，还进行部分裂化；第二段进行加氢裂化。这种方案的特点是第一段反应生成油和第二段生成油一起进入稳定分馏系统，分出的尾油作为第二段的进料。 与一段加氢裂化相比较，串联流程的优点在于：只要通过改变操作条件，就可以最大限度地生产汽油或航空煤油和柴油。例如，欲多生产航空煤油或柴油时只要降低第二反应器的温度即可；欲多生产汽油，则只要提高第二反应器的温度即可。 用同一种原料分别用三种方案进行加氢裂化的试验结果表明：从生产航空煤油角度来看，一段流程航空煤油收率最高，但汽油的收率较低。从流程结构和投资来看，一段流程也优于其它流程。串联流程有生产汽油的灵活性，但航煤收率偏低。三种流程方案中两段流程灵活性最大，航空煤油收率高，并且能生产汽油。和串联流程一样，两段流程对原料油的质量要求不高，可处理高比重、高干点、高硫、高残炭及高含氮的原料油。而一段流程对原料油的质量要求要严格得多。 第三节 加氢过程的影响因素 加氢裂化原料一般是较重的馏分油，其中含有较多的多环芳烃，因此，在给定催化剂和反应温度下，选用的反应压力应当能保证环数最多的稠环芳烃有足够的平衡转化率。 工业上加氢裂化采用的反应压力，根据原料组成不同，大体如下：直馏瓦斯油约7.0MPa，减压馏分油和催化裂化循环油约10.0～15.0MPa，而渣油则要用15.0～20.0MPa。 在工业加氢过程中，反应压力不仅是一个操作因素，而且也关系到工业装置的设备投资和能量消耗，在达到预期效果和保证催化剂足够长的操作周期的前题下，应尽可能使用较低的反应压力。 2．加氢催化剂的再生 ① 由于原料要部分地发生裂解和缩合反应，催化剂表面逐渐被积炭覆盖，使它的活性降低 积炭引起的失活速度与催化剂性质、所处理原料的馏分组成及操作条件有关 ② 中毒引起的失活 ③ 机械沉积物 催化剂失活的各种原因带来的后果是不同的：由于结焦而失活的催化剂可以用烧焦的方法再生；而被金属中毒的催化剂不能再生；对于催化剂顶部的沉积物，须将催化剂卸出并将部分或全部催化剂过筛 催化剂的再生就是把沉积在催化剂表面上的积炭用空气烧掉，再生后的催化剂活性可以恢复到原来的水平 再生可以在反应器内进行，也可以采用器外再生的方法 采用在惰性气体中加入适量空气逐步烧焦的办法。常用的惰性气体有水蒸气和氮气，它们同时可以充当热载体作用 水蒸气做热载体的再生过程简单易行，但长时间用水蒸气处理催化剂会使担体氧化铝的结晶状态发生变化 用氮气作稀释剂的再生过程，在经济上要贵一些，但对催化剂的保护作用效果较好，而且污染也较少 再生时要严格控制进入反应器的气体中的氧的体积分数，以控制再生温度 1．加氢裂化的原料和产品 加氢裂化所用的原料包括从粗汽油、粗柴油、重瓦斯油一直到重油及脱沥青油 我国加氢裂化的原料以减压蜡油为主，有的掺入部分焦化蜡油 加氢裂化的目的产物主要是重整原料油、航煤、优质柴油和乙烯裂解原料 四、加氢裂化工艺流程和操作条件 2．操作条件 加氢裂化操作条件因原料、催化剂性能、产品方案及收率不同可能有很大差别 大多数加氢裂化装置设计操作压力在 10.5～19.5MPa之间 ，原料含氮越多、馏分越重、密度越大，压力越高 一般加氢裂化反应温度在 260～450℃ 之间。原料油含氮量越高，催化剂活性越低，因此达到同样转化率，要求反应温度相应提高 空速：0.5 ～5.0hr-1; H2/Oil =1000 ～2000:1 3.2 2.2 2.0 － 13.1 － 82.0 2.5 3.2 3.1 3.0 1.63 － 76.4 － 3.0 3.2 3.3 11.3 － － 83.2 － － 4.0 H2S+NH3 C1