第七章加氢精制装置PPT讲稿.ppt

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1、第七章加氢精制装置第1页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221 1石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加氢裂化加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加氢裂化三个概念三个概念;l l加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工,使之达到规定的性能指标;通过加氢工艺进行再加工,使之达到规定的性能指标;l l加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加氢技术是指对于那些劣质的重油或渣油利用加氢技术进行预处理,主要为了得到易于进行其他二次加工过程的进行

2、预处理,主要为了得到易于进行其他二次加工过程的原料,同时获得部分较高质量的轻质油品原料,同时获得部分较高质量的轻质油品(这一过程也可这一过程也可叫作加氢精制叫作加氢精制);第2页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222 2石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手段,它是以重油或渣油为原料,在一定的温度、压力和有氢气存在的条件下进行加氢裂化反应,获得最大数量(转化率可达90以上)和较高质量的轻质油品;l日常习惯的说法并不很严格,有时将三种工艺过程统称为催化加氢,甚至简称为“加氢”。第3页,共25页,编辑于2022年,星期一2

3、022/9/222022/9/223 3石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论第八章第八章 加氢精制装置加氢精制装置 Hydrogen Refining Unit第4页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/224 4石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下,氢气存在的条件下,使油品中的各类非烃化合物使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应,进而从油品中脱除,以达到精制油品的,以

4、达到精制油品的目的。目的。l l加氢精制主要用于油品的精制,其主要目的是加氢精制主要用于油品的精制,其主要目的是通过精制通过精制来改善油品的使用性能来改善油品的使用性能。第一节第一节 概概 述述第5页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/225 5石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论加氢精制的优点是:(1)原料的范围广,产品灵活性大原料的范围广,产品灵活性大。可处理一次。可处理一次加工或二次加工得到的汽油、喷气燃料、柴油等,也可加工或二次加工得到的汽油、喷气燃料、柴油等,也可处理催化裂化原料、重油或渣油等。处理催化裂化原料、重油或渣油等。(2 2)液体产品收率

5、高,质量好(安定性好、无腐蚀性)。因此,加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程,也正在取代其他类型的油品精制方法。此外,由于催化重整工艺的发展,可提供大量的副产此外,由于催化重整工艺的发展,可提供大量的副产氢气,为发展加氢精制工艺创造了有利条件。氢气,为发展加氢精制工艺创造了有利条件。第6页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/226 6石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论 目前我国加氢精制技术主要用于:l l二次加工汽油和柴油的精制二次加工汽油和柴油的精制,例如用于改善焦化柴,例如用于改善焦化柴油的颜色和安定性;提高渣油催化裂化柴油的安定油的颜色和安定性;

6、提高渣油催化裂化柴油的安定性和十六烷值;从焦化汽油制取乙烯原料或催化重性和十六烷值;从焦化汽油制取乙烯原料或催化重整原料。整原料。l l某些原油直馏产品的改质和劣质渣油的预处理,如直馏喷气燃料通过加氢精制提高烟点;减压渣油如直馏喷气燃料通过加氢精制提高烟点;减压渣油经加氢预处理,脱除大部分的沥青质和金属,可直经加氢预处理,脱除大部分的沥青质和金属,可直接作为催化裂化原料。接作为催化裂化原料。第7页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/227 7石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论一、加氢精制的主要化学反应通过加氢精制可通过加氢精制可使原料油品中烯烃饱和使原料油

7、品中烯烃饱和,并脱除并脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分。其主要反应。其主要反应包括:包括:1.1.脱硫生成硫化氢脱硫生成硫化氢,如:,如:RSR+2HRSR+2H2 22RH+H2RH+H2 2S S2.脱氮,生成氨脱氮,生成氨(NH(NH3),如:,如:第8页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/228 8石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论3.3.脱氧,生成HH2 2OO,如:,如:4.4.烯烃加氢饱和:在各类烃中,烷烃和环烷烃很少发生反:在各类烃中,烷烃和环烷烃很少发生反应,而烯烃、二烯烃加氢后生成烷烃。应,而烯烃

8、、二烯烃加氢后生成烷烃。5.加氢脱金属加氢脱金属:几乎所有的金属有机化合物在加氢精制条几乎所有的金属有机化合物在加氢精制条件下都被加氢和分解,生成的金属沉积在催化剂表面上,件下都被加氢和分解,生成的金属沉积在催化剂表面上,会造成催化剂的活性下降,并导致床层压降升高。所以加会造成催化剂的活性下降,并导致床层压降升高。所以加氢精制催化剂要周期性地进行更换。氢精制催化剂要周期性地进行更换。第9页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/229 9石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论(一)反应操作温度加氢反应是放热反应,需通过加氢反应是放热反应,需通过限制最高反应温度以限

9、制催限制最高反应温度以限制催化剂上的结焦量和防止产生裂化反应化剂上的结焦量和防止产生裂化反应。在正常情况下为:在正常情况下为:处理直馏汽油馏分和中间馏分油为处理直馏汽油馏分和中间馏分油为340340370370;处理裂化原料油和重馏油为处理裂化原料油和重馏油为380380420420;处理润滑油为处理润滑油为300300350350。第10页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221010石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论(二)反应操作压力l l根据原料油性质,催化剂性能和对生成油的要求不同,压根据原料油性质,催化剂性能和对生成油的要求不同,压力可在很大范

10、围内变动。力可在很大范围内变动。l l目前氢分压多数情况约为目前氢分压多数情况约为6 637MPa37MPa,折换成装置操,折换成装置操作压力作压力(指反应器内指反应器内)约为785MPa85MPa。第11页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221111石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论二、氢气的来源与质量要求加氢精制装置需要供给氢气。氢气来源一般有两加氢精制装置需要供给氢气。氢气来源一般有两种:一是利用种:一是利用催化重整的副产物催化重整的副产物氢气氢气,二是采用制氢装置生产的氢气制氢装置生产的氢气。加氢精制工艺耗氢量要比同。加氢精制工艺耗氢量要比同样

11、规模的加氢裂化少。样规模的加氢裂化少。在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环使用,在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环使用,叫做循环氢。叫做循环氢。第12页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221212石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论氢的纯度越高,对加氢反应越有利;同时可减少氢的纯度越高,对加氢反应越有利;同时可减少催化剂上的积炭,延长催化剂的使用期限。因此,一催化剂上的积炭,延长催化剂的使用期限。因此,一般要求循环氢的纯度不小于般要求循环氢的纯度不小于6565(体体),新氢的纯度不,新氢的纯度不小于小于70。氢气中常含有少量的杂质气体,如氧、氯、一氧氢

12、气中常含有少量的杂质气体,如氧、氯、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等,它们对加氢精制反应和化碳、二氧化碳以及甲烷等,它们对加氢精制反应和催化剂是不利的,必须限制其含量。催化剂是不利的,必须限制其含量。第13页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221313石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论第二节第二节 加氢精制工艺流程加氢精制工艺流程l l加氢精制的工艺过程多种多样,按加工原料的轻重和目的产品的不同,可分为汽油、煤油、柴油和润滑油等馏分油的加氢精制,其中包括直馏馏分和二次加工产物,此外,还有渣油的加氢脱硫。l l 加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不同而

13、加氢精制的工艺流程虽因原料不同和加工目的不同而有所区别,但其化学反应的基本原理是相同的。因此,有所区别,但其化学反应的基本原理是相同的。因此,各种石油馏分加氢精制的原理、工艺流程原则上没有明各种石油馏分加氢精制的原理、工艺流程原则上没有明显的区别。显的区别。第14页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221414石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l如图所示,加氢精制的工艺流程一般包括如图所示,加氢精制的工艺流程一般包括反应系统反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和和循环氢系统循环氢系统三部分。第15页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/2

14、22022/9/221515石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论一、反应系统l l原料油与新氢、循环氢混合,并与反应产物换热后,以原料油与新氢、循环氢混合,并与反应产物换热后,以气液混相状态进入加热炉(这种方式称气液混相状态进入加热炉(这种方式称炉前混氢炉前混氢),加),加热至反应温度进入反应器。热至反应温度进入反应器。第16页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221616石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l反应器进料可以是气相反应器进料可以是气相(精制汽油时精制汽油时),也可以是气液混相,也可以是气液混相(精制柴油或比柴油更重的油品时精制柴油或

15、比柴油更重的油品时)。反应器内的催化剂一般。反应器内的催化剂一般是分层填装,以利于是分层填装,以利于注冷氢来控制反应温度注冷氢来控制反应温度。循环氢与。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。为什么?第17页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221717石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论二、生成油换热、冷却、分离系统反应产物从反应器的底部出来,经过换热、冷却后,进入反应产物从反应器的底部出来,经过换热、冷却后,进入高压分离器。高压分离器。在冷却器前要向产物中注入在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水高压洗涤

16、水,以,以溶解反应生成的溶解反应生成的氨和部分硫化氢氨和部分硫化氢。第18页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221818石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l反应产物在高压分离器中进行油气分离,分出的气体是循环氢,反应产物在高压分离器中进行油气分离,分出的气体是循环氢,其中除了主要成分氢外,还有少量的气态烃其中除了主要成分氢外,还有少量的气态烃(不凝气不凝气)和未溶于水和未溶于水的硫化氢;分出的液体产物是加氢生成油,其中也溶解有少的硫化氢;分出的液体产物是加氢生成油,其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢;量的气态烃和硫化氢;l l生成油经过减压再进入低压

17、分离器进一步分离出气态烃等组分,生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等组分,产品去分馏系统分离成合格产品。产品去分馏系统分离成合格产品。第19页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/221919石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论三、循环氢系统l l从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后,小部分从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后,小部分(约约3030)直接进入反应器作冷氢,其余大部分送去与原料油混合,在装置中循直接进入反应器作冷氢,其余大部分送去与原料油混合,在装置中循环使用。环使用。为了保证循环氢的纯度,避免硫化氢在系统中积累

18、,常用硫为了保证循环氢的纯度,避免硫化氢在系统中积累,常用硫化氢回收系统化氢回收系统。一般用。一般用乙醇胺吸收乙醇胺吸收除去硫化氢,富液除去硫化氢,富液(吸收液吸收液)再生循环再生循环使用,解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺,净化后的氢气循环使用,解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺,净化后的氢气循环使用。使用。第20页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222020石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论1.1.换热、换热、炉后混氢炉后混氢进入反应器。进入反应器。2.2.在反应器催化剂床层反应,硫、氧、氮和金属化合物等即变为易于在反应器催化剂床层反应,硫、氧

19、、氮和金属化合物等即变为易于除掉的物质除掉的物质(通过加氢变为硫化氢、水及氨等通过加氢变为硫化氢、水及氨等),烯烃同时被饱和,烯烃同时被饱和。3.3.加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压,低压分离器。加氢生成油经过换热和水冷后依次进入高压,低压分离器。第21页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222121石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论l l从低压分离器来的加氢生成油与汽提过的加氢生成油换热,从低压分离器来的加氢生成油与汽提过的加氢生成油换热,并进入加热炉加热,然后进入并进入加热炉加热,然后进入汽提塔,其作用是把残留在油中的汽提塔,其作用是把残留在油

20、中的气体及轻馏分汽提掉气体及轻馏分汽提掉。汽提塔底出来的生成油经过换热和水冷却后,。汽提塔底出来的生成油经过换热和水冷却后,为加氢精制产品。为加氢精制产品。第22页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222222石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论循环氢脱硫部分循环氢脱硫部分l l原料气自吸收塔底部进入,和来自吸收塔上部下来的贫液溶剂原料气自吸收塔底部进入,和来自吸收塔上部下来的贫液溶剂(乙醇乙醇胺液胺液)相遇将相遇将HH2 2S S吸收。吸收塔底部的富液吸收。吸收塔底部的富液(乙醇氨液乙醇氨液)进入溶剂进入溶剂再生塔再生,酸气再生塔再生,酸气(H(H2 2

21、S)S)由再生塔顶部出来,经冷却去制硫装置,由再生塔顶部出来,经冷却去制硫装置,底部乙醇氨溶液循环使用。底部乙醇氨溶液循环使用。第23页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222323石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论第三节 设备制造时用材的注意事项(自学)在湿H2S环境下,为防止产生应力腐蚀开裂,设备制造时应满足下列要求:(1)设备制造完毕后,应进行焊后热处理,控制焊缝和热影响区的硬度HB200。(2)当采用埋弧自动焊时,不得用陶瓷型焊剂,必须用熔融型焊剂。第24页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222424石油化工过

22、程系统概论石油化工过程系统概论本章重点1.1.加氢精制的优点有哪些?2.2.加氢精制的作用是什么?加氢精制的作用是什么?3.加氢精制的反应包括哪些?加氢精制的反应包括哪些?4.4.加氢精制的加氢精制的H H2来源主要有哪几种?来源主要有哪几种?5.5.为什么要限制加氢反应最高反应温度?为什么要限制加氢反应最高反应温度?6.6.加氢精制装置工艺流程主要包括哪几个系统?7.7.为什么要设置循环氢脱硫?8.8.加氢精制加氢精制 hydrogen refininghydrogen refining第25页,共25页,编辑于2022年,星期一2022/9/222022/9/222525石油化工过程系统概论石油化工过程系统概论

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