加氫裂化課件

第一頁，共五十頁，2022年，8月28日項目4加氫汽、煤、柴油的生產

任務1認識加氫裂化裝置

第二頁，共五十頁，2022年，8月28日本次課學習任務任務1認識加氫裂化裝置入門任務：認識裝置基本任務：識讀流程拓展任務：摸查流程第三頁，共五十頁，2022年，8月28日本次課目標

能力目標

知識目標1.能認識裝置的設備2.能畫出裝置的原則流程圖3.能說明工藝流程4.能摸清反應系統(tǒng)、分離系統(tǒng)流程。1.了解加氫裂化裝置組成2.了解加氫裂化的原料、產品及產品的特點3.熟悉工藝流程4.初步了解加氫的反應和催化劑第四頁，共五十頁，2022年，8月28日本次課任務單1.加氫裂化生產裝置涉及哪些單元操作2.加氫裂化生產裝置包括幾部分？各部分的任務？3.加氫裂化的原料來源和性質4.加氫裂化的產品及特點5.畫加氫裂化反應部分原則流程并簡述其工藝過程6.畫加氫裂化分餾部分原則流程并簡述其工藝過程7.加氫裂化工藝特點第五頁，共五十頁，2022年，8月28日1.加氫裂化的目的2.加氫裂化的地位和作用3.原料與產品4.加氫裂化裝置的組成

入門任務：認識流程第六頁，共五十頁，2022年，8月28日建設中的加氫裂化裝置第七頁，共五十頁，2022年，8月28日催化加氫簡介：近代加氫技術經過40年的發(fā)展，以其提高原油加工深度、改善產品質量、提高液體油收率、合理利用石油資源以及減少大氣污染等優(yōu)點，近20年來煉油大國加氫裝置能力的增長率都遠高于催化裂化、熱裂化和催化重整二次加工裝置的增長率，加氫工藝將取代催化裂化成為煉油工業(yè)的核心工藝。催化加氫廣義上講是在cat和H2存在下對餾分油、重油（渣油）加工。根據(jù)原料裂解程度分為加氫處理、裂化。催化加氫分類：加氫精制、加氫裂化、臨氫降凝、潤滑油加氫等。它們屬于同類裝置。第八頁，共五十頁，2022年，8月28日加氫精制：主要用于油品精制，除掉油品中的硫、氮、氧、雜原子及金屬雜質，改善油品的使用性能。加氫裂化：實質上是催化加氫和催化裂化這兩種反應的有機結合。臨氫降凝或稱催化脫蠟：利用具有選擇性能的分子篩催化劑使高凝點的重質含蠟油轉化為低凝點的輕柴油。潤滑油加氫：使?jié)櫥偷慕M分發(fā)生加氫精制和加氫裂化等反應，脫除雜原子和改善潤滑油的使用性能。第九頁，共五十頁，2022年，8月28日1目的1）加氫裂化概念加氫裂化就是在催化劑作用下，烴類和非烴類化合物加氫轉化，烷烴、烯烴進行裂化、異構化和少量環(huán)化反應；多環(huán)化物最終轉化為單環(huán)化物。加氫裂化采用具有裂化和加氫兩種作用的雙功能催化劑，因此，加氫裂化實質上是在氫壓下進行的催化裂化。2）目的：利用不同原料，采用不同工藝流程和操作條件，根據(jù)市場要求靈活的生產重整原料（重石腦油）、航煤、柴油、乙烯原料（輕石腦油和尾油）及液化石油氣。加氫裂化第十頁，共五十頁，2022年，8月28日3）分類按加氫裂化過程所用的原料油沸程的不同，分為輕油加氫裂化、餾分油加氫裂化、和渣油加氫裂化三種。按催化劑在反應過程的工作狀態(tài)的差異，可分為固定床、懸浮床、沸騰床和移動床加氫裂化。第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日按工藝流程的不同排列形式，可分為一段法、兩段法兩種。每一種流程都可以有三種不同的操作方式，即單程通過（一次通過）、全循環(huán)和未轉化油（尾油）和中餾分油部分循環(huán)。按操作條件的苛刻度區(qū)分：可分為高壓加氫裂化、緩和及中壓加氫裂化。一般在10.0MPa以下的加氫裂化工藝稱作緩和加氫裂化；在10.0MPa以上的加氫裂化工藝稱作高壓加氫裂化。第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日2作用1）作用a提高產品質量b提高輕質油收率c改善原料來源結構和性能2）優(yōu)點a對原料適用范圍廣泛，能廣泛采用劣質原料生產優(yōu)質產品，可以從粗汽油生產液化氣，從重餾分油生產優(yōu)質汽油、航空煤油、柴油及生產催化重整原料油、催化裂化原料油，從重油餾分油和脫瀝青渣油生產高級潤滑油，也可以進行常壓渣油直接脫硫生產低硫燃料油。工業(yè)生產實踐表明：渣油加氫是最理想的加氫方式；可脫出SNO等；生產高質量清潔燃料第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日b產品方案靈活性大，分布可以控制，質量優(yōu)良，可以通過選擇不同類型的催化劑、合適的工藝流程和操作條件，改變操作方式，以實現(xiàn)從不同原料制取不同目的產品的要求。由于加氫裂化原料中的稠環(huán)芳烴可最后轉化為單環(huán)環(huán)烷烴而進入裂解產物中，可選擇適合于深度裂解的催化劑、全循環(huán)操作方式把高于目的產品干點的尾油全部循環(huán)，最大限度的生產優(yōu)質重整原料，這種工藝最能充分利用原料中的稠環(huán)烴，是其它工藝不能代替的。選擇合適的催化劑采取全循環(huán)操作，能最大限度的生產優(yōu)第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日質的中間餾分（航空煤油和低凝柴油）。還有一種緩和加氫裂化，具有30—40%較低的單程裂解率，可以從劣質的直餾原料中取得優(yōu)質加氫裂化尾油作為乙烯原料。c加氫裂化工藝單程裂解率一般都在60%以上，可采取單程通過、尾油部分循環(huán)或全部循環(huán)操作方式。其加工過程損失小，輕質油收率高，液體體積收率高達100%以上，重量收率亦可以達到95%以上，比其它加工方法的產率高。第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日3加氫裂化原料與產品1）加氫裂化原料來源及性質組成作為加氫裂化原料主要有：常壓餾分油（AGO）、減壓餾分油（VGO）、焦蠟（CGO）、催化裂化輕循環(huán)油（LCO）及重循環(huán)油（HLCO）、脫瀝青油（DAO）、常壓重油（AR）、減壓渣油（VR）等。①焦化蠟油（CGO）焦化蠟油是減壓渣油通過焦化過程得到的重餾分油。與減壓餾分油相比，其硫含量及氮含量（尤其是堿性氮）較高，進行加氫裂化較為困難②減壓餾分油（VGO）俗稱蠟油我國S低N高,進口S高③催化裂化輕循環(huán)油（LCO）和重循環(huán)油（HLCO）第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日催化裂化輕循環(huán)油即催化裂化柴油，既可進行加氫精制生產車用柴油，也可進行加氫裂化生產石腦油；催化裂化重循環(huán)油即催化裂化回煉油，既可在本裝置上進行回煉操作，也可進行催化裂化生產輕質油品。催化裂化循環(huán)油富含芳烴，比較適合加氫裂化原料④脫瀝青油（BAO)脫瀝青油是減壓渣油通過溶劑脫瀝青后得到的抽出油⑤原油渣油原油渣油包括常壓重油和減壓渣油。其組成和性質取決于原油的組成和性質及常減壓裝置的分離效果和拔出率。渣油中含有大量硫、氮和金屬雜質及膠質、瀝青質等非理想組分；渣油密度大、黏度高、平均分子第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日量大及易結焦組分多，這些對其加氫不利。另外，對于特定工藝過程、過程操作條件和催化劑，原料的組成和性質對裝置運行周期及操作成本有較大影響。2）加氫裂化原料評價和要求P349評價a元素組成：C、H含量，金屬含量,S、N、O含量。b化合物組成：用族組成表示,常用有四、六、八組分分類法。c物理性質:密度、黏度、凝點、閃點、平均分子量及餾程等。d其它:主要有殘?zhí)?、灰分、固體物及水等含量。第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日要求:加氫裂化對原料適應性強，在生產不同目的產品時對原料組分或餾分的要求局限性不大，一般通過催化劑選擇、調整工藝條件或流程可以大幅度改變產品的產率和性質，最大限度地獲取目的產品，加氫裂化反應的特點是基本不發(fā)生環(huán)化反應同時異構化能力很強，因此不能制取環(huán)數(shù)較多和正構烴較多的產品，但是利用異構性能強的特性可制取性能優(yōu)異的石腦油、煤油、柴油及潤滑油等產品，即便以正構蠟為原料也可獲得冰點或凝點很低、具有大量異構烷烴的煤油、柴油，若用斷環(huán)選擇性強的催化劑，可生產環(huán)狀烴比例較大的輕質產品。如催化重整原料，煤油、柴油等。為了生產某種產品，在選擇原料時還以采用接近目的產品要求組成為宜。第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日3)加氫裂化產品加氫裂化過程中采用原料、選用催化劑、工藝換熱操作條件及生產的目的產品差別較大，總結果是輕質油收率高，產品質量高典型加氫裂化產品：①氣體產品C1、C2裂解氣，產量極少，主要用作燃料；C3、C4液化氣，飽和度高，其中C4異構程度大于正構；H2S脫硫產物；·NH3脫氮產物。②輕質產品輕石腦油，一般指C5～65℃或C5～82℃餾分，產率在1%～24%，主要用作高辛烷值的調合組分及裂解乙烯料；重石腦油，一般指65～177℃或82～132℃第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日餾分，硫含量低，芳潛含量高，是優(yōu)質催化重整原料；③中間餾分油·噴氣燃料，加氫裂化132～232℃或177～280℃餾分，可作為優(yōu)質噴氣燃料或組分；·柴油，加氫裂化232～350℃、260～350℃或282～350℃餾分，硫、氮及芳烴含量低，十六烷值高，是清潔柴油的理想組分。④尾油加氫裂化在采用單程一次通過或部分循環(huán)時會產生一些相對較重餾分，由于其硫、氮及芳烴含量低，富含鏈烷烴，可以作為優(yōu)質裂解乙烯原料。第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日加氫裂化原料——減壓蠟油第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日4.加氫裂化裝置的組成1）餾分油加氫裂化裝置的組成第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日基本任務：識讀流程加氫裂化裝置，根據(jù)反應壓力的高低可分高壓加氫裂化（≥10MPa）和中壓加氫裂化（<10MPa）；根據(jù)原料來源可分為餾分油加氫裂化和渣油加氫裂化；根據(jù)操作方式的不同，可分為一段加氫和兩段加氫裂化。1.一段加氫裂化根據(jù)加氫裂化產物中的尾油是否循環(huán)回煉，采用三種操作方式:一段一次通過、一段串聯(lián)全循環(huán)操作及部分循環(huán)操作。第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日高壓一段一次通過生產燃料和潤滑油料加氫裂化流程

第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日一段一次通過流程的加氫裂化裝置主要是以直餾減壓餾分油為原料生產噴氣燃料、低凝柴為主，裂化尾油作高粘度指數(shù)、低凝點潤滑油料。一段一次通過流程若采用一個反應器。前半段裝加氫精制催化劑，主要對原料進行加氫處理，后半段裝加氫裂化催化劑，主要進行加氫裂化反應；也可以設兩個反應器，前一個反應器進行加氫處理，后一個反應器進行加氫裂化。第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日高壓一段一次通過生產燃料和潤滑油料加氫裂化流程

1)一段串聯(lián)一次通過流程爐前混氫第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日一段串聯(lián)循環(huán)流程爐后混氫16MPa320-360℃420℃原料在380-440℃空速1.0h-1，氫油比約2500條件下反應200℃30-40℃0.5MPa第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日流程說明：以大慶直餾重柴一段爐前混氫為例：原料進裝置前脫氧、脫水、過濾。再經泵升壓到16Mpa后與新氫及循環(huán)氫混合，并與420℃生成油換熱到320-360℃，進入加熱爐，反應器溫度370-450℃。原料在380-440℃空速1.0h-1，氫油比約2500條件下反應，為控制反應溫度，向反應器分層注入冷氫。反應產物經過與原料換熱降溫到200℃左右后再冷卻到30-40℃，進入高壓分離罐。入罐前注水，以溶解其中的NH3H2S等防止水合物析出而堵賽管道。自高壓分離器頂部分出循環(huán)氫經循第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日循環(huán)機升壓后，返回反應系統(tǒng)循環(huán)使用。自高壓分離器底部分出來的生成油經過減壓到0.5Mpa進入低壓分離罐。在此將水脫出，并釋放部分溶解其體，作為富氣送出裝置可作燃料使用。生成油經過加熱送穩(wěn)定塔在1.0-1.2Mpa下蒸出液化氣，塔底液體經過加熱爐加熱到320℃后送分餾塔分離得到輕汽油、航煤、柴油和塔底油（尾油）尾油可以部分回煉火全部回煉，與原料一起混合去反應。第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日爐后混氫與爐前混氫流程優(yōu)缺點1）爐后混氫的特點：加熱爐只走氫氣，避免爐管結焦，工程設計簡單；油、氫氣單獨與反應流出物換熱，傳熱系數(shù)小，換熱流程復雜；爐管只走氫氣，介質出口溫度高，爐管表面溫度也高，相應煙氣溫度高，爐管壁厚增加，投資增大；2）爐前混氫的特點：流程比較簡單；兩相流過程容易出現(xiàn)分配不均狀況；爐管有可能出現(xiàn)結焦狀況?？紤]爐前和爐后混氫的特點，一般設計時按爐前混氫流程第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日2)一段串聯(lián)全循環(huán)流程用得多爐前混氫一段串聯(lián)循環(huán)流程是將尾油全部返回裂解段裂解成產品。

A101-；D102-；D103-高壓空冷高壓分離器低壓分離器裂化反應器處理反應器裂化反應器第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日2)一段串聯(lián)循環(huán)流程爐后混氫

第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日單段串聯(lián)加氫裂化工藝流程單段串聯(lián)（也叫一段串聯(lián)）加氫裂化工藝技術的主要特征是首先用加氫預精制反應器將原料油的氮脫除到裂化催化劑所允許的范圍（一般為<10～20μg/g），然后預精制反應流出物進入裂化反應器進行加氫裂化。根據(jù)用戶對目的產品的需求情況，單段串聯(lián)工藝的操作方式可以是一次通過或未轉化油全（或部分）循環(huán)，當裝置按全（或部分）循環(huán)方式操作時，循環(huán)油一般循環(huán)至裂化反應器入口。我國八十年代初引進的四套大型加氫裂化裝置及后來自行建設的所有加氫裂化裝置都是采用單段串聯(lián)工藝流程。單段串聯(lián)加氫裂化技術的優(yōu)點是對原料油的適應性較強，產品生產方案比較靈活，催化劑的運轉周期長，不足之處是總體積空速較低。第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日1二段加氫裂化在二段加氫裂化的工藝流程中設置兩個(組)反應器，但在單個或一組反應器之間，反應產物要經過氣一液分離或分餾裝置將氣體及輕質產品進行分離，重質的反應產物和未轉化反應物再進入第二個或第二組反應器，這是二段過程的重要特征。它適合處理高硫、高氮減壓蠟油，催化裂化循環(huán)油，焦化蠟油，或這些油的混合油，亦即適合處理單段加氫裂化難處理或不能處理的原料。因流程復雜\投資高\工業(yè)上處理量超過200萬噸/年的裝置可考慮該流程.

基本任務：識讀流程第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日2二段加氫裂化爐后混氫第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日3.二段加氫裂化流程爐前混氫

第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日二段加氫流程中有兩個或兩組反應器，分別裝不同性能的催化劑。第一個反應器中主要進行原料的加氫精制，而加氫裂化主要在第二個反應器內進行，并形成獨立的兩段流程體系。原料油經高壓油泵升壓并與循環(huán)氫及混氫混合后,先與第一段生成油換熱

第一段加熱爐中加熱到反應溫度，第一段加氫