催化加氫總結(jié)

催化加氫學(xué)習(xí)知識總結(jié)一、概述催化加氫是石油餾分在氫氣的存在下催化加工過程的通稱?？跓捰蛷S的加氫過程主要有兩大類：?加氫處理（加氫精制）?加氫裂化口加氫精制/加氫處理?產(chǎn)品精制?原料預(yù)處理?潤滑油加氫?臨氫降凝口加氫裂化?餾分油加氫裂化?重（渣）油加氫裂化口根據(jù)其主要目的或精制深度的不同有:?加氫脫硫（HDS）?加氫脫氮（HDN）?加氫脫金屬（HDM）加氫精制原理流程圖1—加熱爐；2—反應(yīng)器；3一分離器;4—穩(wěn)定塔；5—循環(huán)壓縮機(jī)?加氫裂化：在較高的反應(yīng)壓力下，較重的原料在氫壓及催化劑存在下進(jìn)行裂解和加氫反應(yīng)，使之成為較輕的燃料或制取乙烯的原料?？煞譃椋?餾分油加氫裂化?渣油加氫裂化加氫精制與加氫裂化的不同點(diǎn)：在于其反應(yīng)條件比較緩和，因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架結(jié)構(gòu)變化很小。二、催化加氫的意義1、具有綠色化的化學(xué)反應(yīng)，原子經(jīng)濟(jì)性。催化加氫一般生成產(chǎn)物和水，不會生成其它副產(chǎn)物（副反應(yīng)除外），具有很好的原子經(jīng)濟(jì)性。綠色化學(xué)是當(dāng)今科研和生產(chǎn)的世界潮流，我國已在重大科研項目研究的立項上向這個方向傾斜。2、產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好普通的加氫反應(yīng)副反應(yīng)很少，因此產(chǎn)品的質(zhì)量很高。3、反應(yīng)條件溫和；4、設(shè)備通用性三、國內(nèi)外幾家主要公司的餾分油加氫裂化催化劑催化劑牌號原料油產(chǎn)品酸性載體金屬組分ChevronICR-106VGO、AGO柴油、航煤、石腦油SiO2-Al2O3W-Ni-Ti-PChevronICR-117VGO石腦油、柴油、航煤----W-NiUOPDHC-100VGO、DAO航煤含沸石----UOPHC-14VGOLPG、汽油、石腦油USYMo-NiShellS424------------Mo-Ni-P中石化3825VGO石腦油、航煤、柴油USY-Al2O3Mo-Ni-P中石化3903VGO航煤、柴油----W-Ni四、加氫過程的主要影響因素1反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力的影響往往是通過氫分壓來體現(xiàn)的，系統(tǒng)的氫分壓取決于操作壓力、氫油比、循環(huán)氫純度和原料的汽化率等汽油加氫精制■氫分壓在2.5MPa?3.5PMa后，汽油加氫精制反應(yīng)的深度不受熱力學(xué)控制，而是取決于反應(yīng)速度和反應(yīng)時間?！鲈跉庀鄺l件下進(jìn)行，提高反應(yīng)壓力使汽油的反應(yīng)時間延長，壓力對它的反應(yīng)速度影響很小，因此加氫精制深度提高?！鋈绻麎毫Σ蛔?，通過氫油比來提高氫分壓，則精制深度下降。柴油加氫精制■在精制條件下，可以是氣相也可是氣液混相?！鎏幱跉庀鄷r，提高反應(yīng)壓力使汽油的反應(yīng)時間延長，因此加氫精制深度提高?！龅谟幸合啻嬖跁r，提高壓力將會使精制效果變差。氫通過液膜向催化劑表面擴(kuò)散的速度往往是影響反應(yīng)速度的控制因素，提高反應(yīng)壓力會使催化劑表面的液層加厚，從而降低了反應(yīng)速度。如果總壓不變，提高氫分壓，可以得到最佳的精制效果。一般在壓力4.5?5.0MPa時，采用氫油比150?600Nm3/m3可以得到最適宜的氫分壓。重餾分油加氫精制和加氫裂化■大于350r的重餡分油在加氫精制條件下經(jīng)常是處于氣液混相，因此提高氫分壓能顯著提高反應(yīng)速度而提高精制效果?！龇紵N加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)壓力升高而顯著提高，同時也加快了反應(yīng)速度。在壓力低時，即使反應(yīng)速度很快，也不可能有高壓下的高轉(zhuǎn)化率?！黾託淞鸦弦话愣际禽^重的餡分油，其中含有較多的多環(huán)芳烴。多環(huán)芳烴的裂解是通過芳香環(huán)的加氫來進(jìn)行的，因此，在給定的催化劑和反應(yīng)溫度條件下，選用的壓力要能保證環(huán)數(shù)最多的芳烴有足夠的平衡轉(zhuǎn)化率。2、反應(yīng)溫度口提高反應(yīng)溫度會使加氫精制和加氫裂化的反應(yīng)速度加快。在常用的壓力范圍內(nèi)，加氫精制的反應(yīng)溫度一般在250?420°C，超過420°C時會發(fā)生較多的裂解和脫氫反應(yīng)?！觫僦卣暇疲?00?420C。溫度較高，脫氫的反應(yīng)沒有什么關(guān)系?！觫诤矫杭託渚疲?50?360C。溫度超過370C時，四氫萘脫氫生成萘的平衡轉(zhuǎn)化率急速上升（在5.0MPa條件下）?！觫鄄裼图託洌?00?420C。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時會發(fā)生單環(huán)和雙環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)而使十六烷值降低，同時加氫裂化反應(yīng)加劇使氫耗量增大?！觫芗託淞鸦?60?400C。溫度提高，裂解反應(yīng)速度加快，因而反應(yīng)產(chǎn)物中低沸點(diǎn)組分增多、烷烴含量增加而環(huán)烷烴含量降低、異構(gòu)垸正構(gòu)烷比值下降。根據(jù)催化劑性能、原料性質(zhì)和產(chǎn)品的要求來定，一般不超過400?420C。3、空速■空速反映了裝置的處理能力?！龈鶕?jù)催化劑活性、原料性質(zhì)和要求的反應(yīng)深度不同而定，一般在0.5?10h-1?！鲋氐脑虾投渭庸さ玫降脑霞託鋾r通常采用較低的空速。4、氫油比■提高氫油比可以氫分壓，一般情況下對加氫反應(yīng)有利。加氫精制氫油比可較低，而加氫裂化的要較高。①汽油精制：50?150（體）■②柴油精制：150?600（體）③加氫裂化：600?1200（體）圖1。書柴油加氫精制原理流程圖五、加氫裂化工藝過程■三種固定床加氫裂化工藝流程:■一段加氫裂化工藝■兩段加氫裂化工藝■串聯(lián)加氫裂化工藝軟化水圖7-5一段加氫裂化工藝原理流程圖9航煤柴油nF]111§f￥圖7-7串聯(lián)加氫裂化工藝原理流程圖六、加氫裂化產(chǎn)品特點(diǎn)1、氣體產(chǎn)品■C3、C4多而C1、C2少■異構(gòu)烴含量高2、液體產(chǎn)品1）石腦油■異構(gòu)烴含量高■芳烴含量少，基本無不飽和烴■非烴化合物少2）中間餾分油■優(yōu)質(zhì)的噴氣燃料：烯烴含量低，芳烴含量少，結(jié)晶點(diǎn)（冰點(diǎn)）低，煙點(diǎn)高?！鰞?yōu)質(zhì)的低硫柴油：硫含量低（＜0.01%），芳烴含量低，十六烷值高（＞60），著火性能好，安定性好。3）加氫裂化尾油七、加氫裂化產(chǎn)品與其它二次加工產(chǎn)品的比較■①加氫裂化的液體產(chǎn)率高，C5以上液體產(chǎn)率可達(dá)94%?95%以上，體積產(chǎn)率則超過110%。而催化裂化液體產(chǎn)率只有75%?80%，延遲焦化只有65%?70%?！觫诩託淞鸦臍怏w產(chǎn)率很低，通常C1?C4只有4%?6%，C1?C2更少，僅1%?2%。而催化裂化C1?C4通常達(dá)15%以上，C1?C2達(dá)3%?5%。延遲焦化的產(chǎn)氣量較催化裂化略低一些，C1?C4約6%?10%。■③加氫裂化產(chǎn)品的飽和度高，烯烴極少，非烴含量也很低，故產(chǎn)品的安定性好。柴油的十六烷值高，膠質(zhì)低?！觫苁X油餾分的芳烴潛含量較高，中間餾分有較好的燃燒性能和較高的熱值。而尾油則因環(huán)狀烴的減少，BMCI值降低，適合作為裂解制乙烯的原料?！觫菁託淞鸦^程異構(gòu)能力很強(qiáng)，產(chǎn)品中的異構(gòu)烴較多，氣體C3、C4中的異構(gòu)烴與正構(gòu)烴的比例通常在2?3以上，＜80°C石腦油具有較好的抗爆性，其RON可達(dá)75?80。噴氣燃料冰點(diǎn)低，柴油有較低的凝點(diǎn)，尾油中由于異構(gòu)烷烴含量較高，特別適合于制取高粘度指數(shù)和低揮發(fā)性的潤滑油?！觫尥ㄟ^催化劑和工藝的改變可大幅度調(diào)整加氫裂化產(chǎn)品的產(chǎn)率分布，汽油或石腦油餾分可達(dá)20%?65%，噴氣燃料可達(dá)20%?60%，柴油可達(dá)30%?80%。而催化裂化與延遲焦化產(chǎn)品產(chǎn)率可調(diào)變的范圍很小，一般都小于10%。八、渣油加氫工藝技術(shù)■固定床：應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟、裝置的數(shù)量最多的重油加氫工藝?！鲆苿哟?移動床加氫脫硫是Shell公司為精制金屬含量較高的渣油而開發(fā)的一種重油加氫工藝?！龇序v床■懸浮床九、催化加氫的主要設(shè)備一、固定床反應(yīng)器（一）反應(yīng)器筒體1冷壁反應(yīng)器2熱壁反應(yīng)器?熱壁結(jié)構(gòu)與冷壁結(jié)構(gòu)相比，具