1、加氫工藝培訓教材近年來山于國家對汽柴油等石化產品的質量要求越來越高，而原料的性質越來越 差，傳統的油品加工工藝越來越難以滿足要求。美國DuPont公司IsoTherming加氫新 工藝，使用新型加氫反應系統，投資成本和操作費用較低。該工藝通過先用氫氣使混 合進料和先前已被加氫處理的液體循環物流處于氫飽和狀態，混合進料和循環物流和 反應所需的全部氫氣一起進入催化劑床層。當氫氣呈液相以溶解氫形式進入反應器 時，整個反應只受內在反應速率（催化劑的有效因素和實際反應速率）的控制。加氫 時，發生的絕大多數反應為高放熱反應。被處理過的流體循環物流不僅可向反應提供 大量溶解氫，還可以作為熱載體，有助于吸收反

2、應熱量，使反應器在更為等溫的模式 中運行，同時該技術還可大大減少催化劑的結焦現象。1加氫技術簡介1加氫的作用：1）脫除原料油中的S、N、重金屬等組分，為后續裝置做好準備；2）降低原料油中膠質，殘炭值，提高后續裝置加工量、產品收率；3）對催化柴油，焦化柴油，直鐳柴油等產品進行精制以提高質量；4）使油品中的芳燒飽和，降低油品密度；1.2加氫的種類：1、石腦油加氫通過加氫使得S含量0. 5ppm、X含量0. 5ppm石腦油加氫的約束條件:1）反應床層溫度不得高于350C；2）硅含量需嚴格控制，以防催化劑中毒；3）控制U申的含量；4）辛烷值損失要盡量少；5）注意控制壓力降，不能過大。2、煤油加氫通過加

3、氫改善煤油煙點；降硫醇含量；降酸度、環烷炷含量。煤油加氫的約束條件：1）溫度控制合適，溫度過高會使煤油顏色加深，煙點上升；2）采用鉆鈕催化劑。3、柴油加氫通過加氫使產品質量得以改進，生產產品低硫柴油和超低硫柴油；同時使柴油中 的芳桂飽和，改善柴油色澤，穩定性；脫蠟，改善柴油凝固點。柴油加氫的約束條件：1）溫度限制，隨著催化劑活性的降低，為保證產品質量需提高進料油品的溫度，但進料溫度過高催化劑乂易結焦；2）反應床層溫度過高會影響柴油色度；3）壓力降不能過大。4、催化原料預處理通過加氫對催化原料脫S,脫匚降原料油密度，降殘炭，使芳炷飽和。約束條件：1）反應床層溫度，影響反應速率；2）重金屬含量過高

4、，會使催化劑中毒；3）壓力降過高會影響操作。2加氫技術的發展加氫技術可分為三個階段：第一階段為1940 1970年，以提高產率為主，渣油轉化技術；第二階段為1980 2010年，對產品質量要求逐漸提高，以清潔環保為主。第三階段為2020以后，針對能源緊缺，需將更多重油轉化為產品。為能源 充分 利用階段。3 DuPont IsoTherming 力 口氫1 IsoTherming 加氫工藝IsoTherming油品加氫改質工藝分原料預處理部分，加氫反應部分，熱、冷低分部分，分憎部分，新氫壓縮機部分等。原料預處理部分：混合原料（包括焦化蠟油、焦化柴油、直憾柴油、催化柴油） 先進入進料過濾器過濾，然

5、后與低硫柴油換熱后進入原料緩沖罐，原料進入緩沖罐前 腰控制好溫度在150C以下，以防結焦，然后曲進料泵將原料抽出送往后續工段。加氫反應部分：保護床控制總體原則要確保進入床層的液體處于氫飽和狀態，可 采取以下措施：（1）每個床層上都要保證一定液位，淹沒催化劑；（2）釋放氣的流 量控制至最小且為固定值，確保有連續的氣相不斷從反應器床層往外排，確保有氫氣 逸出，從而保證油品處于氫飽和狀態。反應器床層的液位通過注氫量來控制，液位高 時，加大氫氣量，可將液位壓下去。熱、冷低分部分：主要為熱低壓分離罐、冷低壓分離罐。由于反應過程中有錢鹽 生成，會對設備造成腐蝕，因此在油品進冷低壓分離器前注水，以洗去鍍鹽。

6、分鐳部分：山熱低壓分離器底抽出的油進入分憎進料加熱爐，然后進入分憎 塔底 部（28層）然后通過分憾工藝分離出各組分。新氫壓縮機部分：由進出口分液罐、中間冷卻器、往復壓縮機組成。制氫裝置來 的氫氣進入壓縮機入口分液罐后，由壓縮機升壓后送入反應系統。2關鍵設備介紹（1）、反應器1）反應器關鍵參數為反應溫度、壓力及催化劑體積；2）反應器床層數量與氫耗、氫氣的溶解度、反應器床層壓降有關，同時受加氫 循環泵的相關參數（揚程、流量等）限制。（2）、反應器循環泵反應器循環泵LI的：1）是將溶解有氫氣的反應產物循環帶入反應器中；2）吸收反應熱，使反應器床層溫度比傳統模式低，生焦量下降。因此泵的可靠性要求高、無

7、泄漏，一般采用高溫屏蔽泵以提高整個裝置的安全 性。3與傳統加氫工藝的比較該套工藝稱為等溫加氫，因反應熱被循環的液體吸收，溫升較低，接近等溫而得 名。傳統工藝靠循環氫壓縮機和新氫壓縮機提供氫源，在反應器中有氣液兩相存在， 有H2從氣相到液相的傳質過程，同時反應產物H2S從液相傳質到氣相中。而該套工 藝不同于傳統技術，采用液相循環。整個反應器為全液相，氫氣溶解于油中，少了氣 液相的傳質過程，沒有傳質阻力。因此反應器體積相對較小，同時省去了很多高壓設 備。熱高分、）令高分分別由熱低分、）令低分代替，用循環油泵代替了循環氫壓縮機， 取消了部分高壓換熱器，大大降低了投資成本。4化學反應原理1加氫反應原理

8、利用H2把不飽和鍵飽和、將C-S、C-N鍵斷開變成H2S、NH3及將C-C鍵斷 開，把大分子變成小分子。2反應分類（1）希望發生的反應（正反應）1）脫硫反應；2）脫氮反應；3）脫氧反應；4）脫鹵素反應；5）脫金屬反應；6）加氫飽和反應（芳桂飽和可提高十六烷值，芳桂開環及支鍵斷開可降低油品密 度）；7）深度有限的裂化反應。（2）不希望發生的反應（副反應）1）過度裂化（如石腦油變瓦斯）。過度裂化床層溫度不好控制；2）結焦反應。減少催化劑使用壽命，床層壓降上升。3原料的性質原料的性質主要表現在以下兒個方面：1）憎程；2）硫含量；3）氮含量；4）密 度；5）芳桂；6）重金屬；7）辛烷值。（1）鐳程原料

9、干點高，分子量大，API下降，密度增大，硫化物含量多，重金屬含量高（特別是蠟油），催化劑更易中毒，同時加工過程中產品的顏色加深，易產生焦炭，主 要是其中不飽和物高，在有氧條件下很快氧化成膠質，使顏色加深。原料干點增加達一定程度后，干點僅上升一點，其中的硫化物的復雜程度卻增加 很多，加工難度也相應增大兒倍。（2）硫含量原料中硫的種類的關系如下表:序號類別沸點C相對反應速度1硫醇169 3361202硫&迷92 198603吩84 18334苯并吩221 43015二苯并吩332 6301注：相對反應速度是以4為基準。越復雜的硫化物因難于接觸到活性中心，需要更多的催化劑及反應空速來脫除， 加工難度

10、大。原料中芳炷含量大，十六烷值低，硫化物脫除也相對困難。汽油、煤油、柴油中硫化物的脫除難易程度為汽油v煤油v柴油。硫化物含量高 并非都難脫除，主要取決于其中難于脫除的硫化物的多少，即脫硫轉化率與硫的結構有 很大關系。（3）氮含量催化劑為酸性活性中心，氮更易于吸附并占據活性中心。在此惜況下，硫化物脫 除較困難。一般需將氮脫除到一定程度以利于硫的脫除。原料中的氮含量增加，若要得到相同質量的產品，則反應溫度需上調。一般氮含 量小于400ppm時，溫度上調幅度較大；大于400ppm時則溫度上調較緩慢。（4）殘炭殘炭越高，加氫難度越大。（5）重金屬重金屬會造成催化劑永久失活，裝置設置預加氫反應器主要是吸

11、附重金屬，對主 催化劑進行保護。一般情況下，主催化劑中金屬含量超過總量的2 3%便不可再生。（6）芳炷原料原料中芳燒含量分布悄況如下表所示：芳桂含量山上表可知，催化柴油加氫精制氫消耗的氫氣最大，且雙環與三環芳炷加氫飽和 易于單環芳桂。通常情況下，芳桂飽和過程中其含量與反應溫度呈拋物線形，存在一個 飽和的最低溫度，當反應溫度低于該溫度時，原料中芳桂含量隨溫度的上升逐漸下降， 反之則上升。總之，原料性質的相對性對操作的影響可歸納為干點增加、芳炷含量增加、不飽 和桂含量增加、氮含量增加，操作難度均會增大。但是硫含量增加，操作難度是否增大 取決于其中難于脫除的硫化物的含量是否增加。5催化劑1新老催化劑

12、比較老式催化劑掛硫低、活性低、有效成份二硫化鈕分散高；新型催化劑掛硫高，活 性高，有效成份分散低。2催化劑活化催化劑一般都是氧化態的，需進行硫化，即活化，才能起到作用。硫化過程不好， 活性可能就不高，不過完全硫化也是相對的。將催化劑活化可采用硫化氫、含硫原料或活化劑頃DMDS、TNPS、DMS）。也 有已硫化好的催化劑，方便簡單。但一般不采用此種催化劑，若存放不當，易自然，比 較危險。3催化劑裝填為確保床層壓降不至于太大，催化劑裝填為分級裝填，包括稀相裝填和密相裝填。 稀相裝填為瓷球的裝填。瓷球主要起保護催化劑并過濾固體顆粒的作用，裝填方式為不 同粒徑瓷球分層平鋪，相對松散。密相裝填為催化劑的裝填。催化劑入裝填器漏斗，底 部山旋轉器帶動分布管旋轉進入反應器內，旋轉速度與催化劑粒徑大小，反應器直徑大 小有關，旋轉速度過大或過小都會造成催化劑裝填不均勻，影響反應過程，使反應器內 各部分催化劑失效不同步。密相裝填并非一次性裝填到位，裝填一部分后需測量是否均 勻，再繼續裝填。4催化劑的選擇1、催化劑的選擇取決于原料性質及產品的質量要求。2、評價催化劑的好壞可從以下兒方面進行：1）活性。衡量反應速率；2）選擇性。 正