1、加氫裂化裝置工藝基礎知識PAGE 1中海油氣（泰州）石化有限公司運行一部加氫裂化裝置工藝基礎知識（2014年6月第1版）2014年6月審批頁編制部門部門日期編制校對審核會簽部門部門日期生產(chǎn)指揮中心技術質量中心運行保障中心信息中心HSE中心領導批準分管領導總經(jīng)理加氫裂化裝置工藝基礎知識PAGE PAGE 232加氫裂化裝置工藝基礎知識目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc392860106 1 石油煉制基礎知識 PAGEREF _Toc392860106 h 1 HYPERLINK l _Toc392860107 1.1 石油化學基礎 PAGEREF _Toc3

2、92860107 h 1 HYPERLINK l _Toc392860108 1.2 煉油工藝基礎 PAGEREF _Toc392860108 h 6 HYPERLINK l _Toc392860109 1.3 加氫裂化反應基礎 PAGEREF _Toc392860109 h 25 HYPERLINK l _Toc392860110 2 原料與產(chǎn)品 PAGEREF _Toc392860110 h 41 HYPERLINK l _Toc392860111 2.1 原料 PAGEREF _Toc392860111 h 41 HYPERLINK l _Toc392860112 2.2 產(chǎn)品 PAGE

3、REF _Toc392860112 h 46 HYPERLINK l _Toc392860113 3 催化劑 PAGEREF _Toc392860113 h 53 HYPERLINK l _Toc392860114 3.1 催化劑的組成及性質 PAGEREF _Toc392860114 h 53 HYPERLINK l _Toc392860115 3.2 催化劑的裝填 PAGEREF _Toc392860115 h 63 HYPERLINK l _Toc392860116 3.3 催化劑的失活與再生 PAGEREF _Toc392860116 h 66 HYPERLINK l _Toc3928

4、60117 3.4 催化劑的預硫化、鈍化 PAGEREF _Toc392860117 h 73 HYPERLINK l _Toc392860118 4 加氫裂化工藝過程 PAGEREF _Toc392860118 h 78 HYPERLINK l _Toc392860119 5 加氫裂化操作 PAGEREF _Toc392860119 h 90 HYPERLINK l _Toc392860120 5.1 反應系統(tǒng)操作 PAGEREF _Toc392860120 h 90 HYPERLINK l _Toc392860121 5.2 分餾系統(tǒng)操作 PAGEREF _Toc392860121 h 1

5、05 HYPERLINK l _Toc392860122 5.3 低分氣脫硫操作 PAGEREF _Toc392860122 h 124 HYPERLINK l _Toc392860123 6 加氫裂化設備 PAGEREF _Toc392860123 h 128 HYPERLINK l _Toc392860124 6.1 閥 PAGEREF _Toc392860124 h 128 HYPERLINK l _Toc392860125 6.2 泵 PAGEREF _Toc392860125 h 130 HYPERLINK l _Toc392860126 6.3 壓縮機 PAGEREF _Toc39

6、2860126 h 139 HYPERLINK l _Toc392860127 6.4 塔、容器和冷換設備 PAGEREF _Toc392860127 h 152 HYPERLINK l _Toc392860128 6.5 加熱爐 PAGEREF _Toc392860128 h 169 HYPERLINK l _Toc392860129 7 公用工程及注劑 PAGEREF _Toc392860129 h 178 HYPERLINK l _Toc392860130 8 加氫裂化開停工 PAGEREF _Toc392860130 h 187 HYPERLINK l _Toc392860131 9

7、常見事故處理 PAGEREF _Toc392860131 h 216中海油氣（泰州）石化有限公司運行一部加氫裂化裝置工藝基礎知識（2014年6月第1版）1石油煉制基礎知識1.1石油化學基礎1.1.1什么是石油？石油是有機物質在古地質年代沉積而成的，以碳氫化合物為主要成分，主要由碳、氫、硫、氮、氧等元素組成，常以液態(tài)、氣態(tài)或液氣混合形態(tài)存在。大多數(shù)油藏處于地下1507600米深的天然巖石中，故又稱巖石油。石油的原始形態(tài)稱為原油，或稱天然石油，為復雜的烴類化合物，一般不宜直接使用。 1.1.2我國原油的主要特點是什么？（1）大多數(shù)原油的相對密度（d204）0.86，屬較重原油； （2）凝點(CP)

8、高，含蠟量高，庚烷瀝青質含量低； （3）含硫量較低，含氮量偏高，大部分原油N0.3%；（4）Ni含量大大高于V含量，Ni/V100。1.1.3石油的計量單位是什么？桶和噸是常見的兩個原油數(shù)量單位。歐佩克組織和英美等西方國家原油數(shù)量單位通常用桶來表示，中國及俄羅斯等國則常用噸作為原油數(shù)量單位。噸和桶之間的換算關系是：1噸約等于7桶，如果油質較輕（?。﹦t1噸約等于7.2桶或7.3桶。另外美制1加侖=3.785升，英制1加侖=4.546升。1.1.4原油的元素組成是什么？石油的性質因產(chǎn)地而異，密度為0.81.0 g/cm3，粘度范圍很寬，凝固點差別很大（3060），沸點范圍為常溫到500以上，可容于

9、多種有機溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。 組成石油的化學元素主要是碳 （83%87%）、氫（11%14%），其余為硫（0.06%0.8%）、氮（0.02%1.7%）、氧（0.08%1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵等）。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分，約占95%99%，氫碳原子比為1.651.95。1.1.5原油的烴類組成是什么？從化學組成來看，石油中主要含有烴類和非烴類這兩大類，其中烴類主要是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。 烴類和非烴類存在于石油的各個餾分中，但因石油的產(chǎn)地及種類不同，烴類和非烴類的相對含量差別很大。輕質石油的烴類含量高達90%以上，但是重質石油的烴類含量相對較

10、低，有的甚至低于50%。 在同一原油中，隨著餾分沸程的升高，烴類含量在逐漸降低，而非烴類含量在漸漸增加。在輕油餾分中，烴類占絕大部分，非烴類的含量很少；相反，在高沸點的石油餾分中，尤其是在減壓渣油中，非烴類的含量明顯增多。1.1.6烷烴對石油產(chǎn)品性質的影響有哪些？烷烴的密度最小，粘溫性最好，是燃料與潤滑油的良好組分。異構烷烴較碳原子數(shù)相同的正構烷烴沸點要低，且異構化愈甚則沸點降低愈顯著。另外，異構烷烴比正構烷烴粘度大，粘溫性差。正構烷烴因其碳原子呈直鏈排列，易產(chǎn)生氧化反應，即發(fā)火性能好，它是壓燃式內(nèi)燃機燃料的良好組分。但正構烷烴的含量也不能過多，否則凝點高，低溫流動性差。異構烷由于結構較緊湊，

11、性質安定，雖然發(fā)火性能差，但燃燒時不易產(chǎn)生過氧化物，即不易引起混合氣爆燃，它是點燃式內(nèi)燃機的良好組分。1.1.7環(huán)烷烴對石油產(chǎn)品性質的影響有哪些？環(huán)烷烴具有良好的化學安定性，與烷烴近似但不如芳香烴。其密度較大，自燃點較高，辛烷值居中。它的燃燒性較好、凝點低、潤滑性好，故也是汽油、潤滑油的良好組分。環(huán)烷烴有單環(huán)烷烴與多環(huán)烷烴之分。潤滑油中含單環(huán)烷烴多則粘溫性能好，含多環(huán)烷烴多則粘溫性能差。1.1.8芳香烴對石油產(chǎn)品性質的影響有哪些？芳香烴化學安定性良好，與烷烴、環(huán)烷烴相比其密度最大，自燃點最高，辛烷值也最高，故其為汽油的良好組分。但由于其發(fā)火性差，十六烷值低，故對于柴油而言則是不良組分。潤滑油中

12、若含有多環(huán)芳香烴則會使其粘溫性顯著變壞，故應盡量去除。此外，芳香烴對有機物具有良好的溶解力，故某些溶劑油中需有適當含量但因其毒性較大，含量應予控制。1.1.9不飽和烴對石油產(chǎn)品性質的影響有哪些？不飽和烴在原油中含量極少，主要是在二次加工過程中產(chǎn)生的。熱裂化產(chǎn)品中含有較多的不飽和烴，主要是烯烴，也有少量二烯烴，但沒有炔烴。烯烴的化學安定性差，易氧化生成膠質，但辛烷值較高，凝點較低。故有時也將熱裂化餾分（含有烯烴、二烯烴）摻入汽油中以提高其辛烷值；摻入柴油中以降低其凝點。但因烯烴安定性差，這類摻合產(chǎn)品均不宜長期儲存，摻有熱裂化餾分的汽油還應加入抗氧防膠劑。1.1.10原油中的非烴化合物有哪些？ 石

13、油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物和膠狀瀝青狀物質。（1）含硫化合物 活性硫化物：元素硫、硫化氫以及硫醇等，對金屬設備具有較強腐蝕作用； 非活性硫化物：硫醚、二硫化物和噻吩等，對金屬設備無腐蝕作用，但一些非活性硫化物受熱分解后會變成活性硫化物。（2）含氮化合物 石油中的氮含量一般比硫含量低，通常在0.050.5%之間，僅有少部分原油的氮含量超過0.6%。石油中的氮分布也是隨著餾分沸點的升高，其氮含量迅速增加，約有80%的氮集中在400以上的重油中。我國原油的氮含量偏高，且大多數(shù)原油的減壓渣油中濃集了約90%的氮（3）含氧化合物 石油中的氧含量一般為千分之幾，個別石油可高達23%。在

14、石油中，氧元素都是以有機含氧化合物的形式存在的，主要分為酸性含氧化合物和中性含氧化合物兩大類。酸性含氧化合物主要包括環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚類等；中性含氧化合物主要包括醇、酯、醛及苯并呋喃等；石油中的含氧化合物主要以酸性含氧化合物為主，其中主要是環(huán)烷酸，占石油酸性含氧化合物的90%左右。 經(jīng)受環(huán)烷酸腐蝕的一般光滑無垢，低流速部位僅留下尖銳的孔洞，高流速部位則順著流向出現(xiàn)溝槽。處于環(huán)烷酸腐蝕條件下，碳鋼腐蝕率可為79毫米年，高環(huán)烷酸含量及某些特殊部位達到20毫米年。石油中酸性含氧化合物的含量一般用酸值（酸度）來表示，酸性含氧化合物的含量越高，則其酸值就越大。原油的酸值一般不是隨著其沸點的升高而

15、逐漸增大，而是呈現(xiàn)出若干個峰值，原油不同，其峰值也不同，但是大多數(shù)原油在300450餾分左右存在一個酸值最高峰。 （4）膠質膠質是紅褐色到暗褐色并具有延性的粘稠液體或半固態(tài)物質。其密度約為1.01.1g/cm3，平均相對分子質量為6001000。餾分油中的膠質主要以雙環(huán)為主，減壓渣油中的膠質以高度稠化的稠環(huán)為主。 油品中的膠質在燃燒時易形成炭渣，引起機器磨損和堵塞。膠質受熱或在常溫下氧化，可以轉化為瀝青質，高溫下甚至生成不溶于油的焦炭狀物質油焦質。但膠質是商品瀝青的重要組成部分。（5）瀝青質瀝青質是暗褐色或深黑色脆性的非晶形固體粉末，密度稍大于膠質，是石油中相對分子質量最大、結構最復雜的組分。

16、瀝青質沒有揮發(fā)性，石油中的瀝青質全部集中在渣油中。 瀝青質也是商品瀝青的重要組成部分。瀝青質的化學性質比較活潑，很容易起氧化、鹵化和硝化反應，但較難進行加氫反應。1.1.11什么是原油的評價？原油評價是就是在實驗室條件下，通過各種實驗、分析，對原油進行一系列的分析、蒸餾等試驗，以了解原油的性質、組成及類別，并估計直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率及品質，取得對原油性質的全面認識，為選擇合理的石油煉制過程、確定煉油廠的生產(chǎn)方案提供基礎數(shù)據(jù)。原油評價也是制定原油加工方案的依據(jù)。1.1.12原油是怎樣評價的？原油一般性質的測定：首先測定水分、含鹽量。如水分大于0.5，需進行脫水。然后再測定密度、粘度、凝點、蠟含量、殘?zhí)?/p>

17、、硫含量、氮含量、膠質含量、微量金屬(鐵、鎳、釩、銅)含量等項目。用未經(jīng)處理的原油，以氣相色譜法測定C1C8的輕烴含量。實沸點蒸餾：用實沸點精餾裝置(具有15個理論板)蒸餾出400450C前的窄餾分或寬餾分，再用另外的減壓蒸餾裝置蒸出高沸點餾分。測定窄餾分及重質油的性質，繪制實沸點曲線及性質曲線。由寬餾分配制直餾產(chǎn)品，測定汽油、噴氣燃料、燈用煤油、柴油、裂化原料油的性質。以氣相色譜法或質譜法分析餾分油的單體烴組成或烴族組成，以折射率、密度、分子量計算的方法測定結構族組成（烷烴、環(huán)烷烴、芳烴的碳數(shù)百分比和環(huán)烷烴、芳烴的平均環(huán)數(shù)）。以溶劑脫蠟，吸附分離方法測定潤滑油的潛含量（最大含量）及性質。測定

18、重質油的飽和烴、芳烴、膠質、瀝青質含量。1.1.13原油的分類方法？（1）特性因數(shù)分類法特性因數(shù)K值與油品的化學組成有關，是油品的平均沸點和相對密度的函數(shù)。當沸點相近時，烷烴的K值最大，環(huán)烷烴的次之，芳香烴的最小。 特性因數(shù)K為 12.1 石蠟基原油 特性因數(shù)K為 11.512.1 中間基原油 特性因數(shù)K為 10.511.5 環(huán)烷基原油（2）關鍵餾分特性分類法第一關鍵餾分：常壓蒸餾250275 的餾分；第二關鍵餾分：殘油在40mmHg下減壓蒸餾，切取275300 餾分（常壓下395425 ）。測定關鍵餾分的密度，對照分類表，確定關鍵餾分的屬性和原油類型。關鍵餾分石蠟基中間基環(huán)烷基第一關鍵餾分密

19、度40(K11.9)密度=0.82100.8562比重指數(shù)=3340(K=11.511.9)密度0.8562比重指數(shù)33(K11.5)第二關鍵餾分密度30（K12.2)密度=0.87230.9305比重指數(shù)=2030(K=11.512.2)密度0.9305比重指數(shù)20(K390.830中質原油39250.8300.904重質原油25150.9040.966特稠原油0.966 按硫含量的原油分類方法 原油的硫含量 0.5 低硫原油；0.5 原油的硫含量 2.0 含硫原油；原油的硫含量 2.0 高硫原油；按蠟含量的原油分類方法 原油的蠟含量 2.5 低蠟原油；2.5 原油的蠟含量 10.0 含蠟原

20、油；原油的蠟含量 10.0 高蠟原油；1.2煉油工藝基礎1.2.1什么叫餾分？餾分是指用分餾方法把原油分成的不同沸點范圍的組分 ，石油是一個多組分的復雜混合物，每個組分有其各自不同的沸點 ，其沸點范圍很寬。用分餾的方法可以把石油分成不同溫度段的餾分，如 二硫化物硫醚噻吩類。(2)類型相同，則：分子量大結構復雜的硫化物分子量小結構簡單的硫化物。噻吩四氫噻吩硫醚二硫化物苯并噻吩二苯并噻吩；(3)噻吩類衍生物：多取代基少取代基與硫原子位置近（空間位阻）。加氫脫硫熱力學特點加氫脫硫是放熱反應，在工業(yè)操作條件下（不大于427），反應基本不可逆，不存在熱力學限制，但隨著溫度的升高，某些硫化物的反應受熱力學

21、影響，平衡常數(shù)變小，對反應不利，故較低的溫度和較高的操作壓力有利于加氫脫硫反應。其它雜原子對加氫脫硫影響：其它雜原子與溶劑一樣對加氫脫硫有阻滯效應，主要通過與硫化物對活性位競爭吸附，阻滯加氫脫硫反應，尤其是堿性氮化物。深度脫硫的主要問題是噻吩類物質，平衡常數(shù)小，反應溫度高（4，6-二甲基二苯并噻吩在420溫度下脫硫率不足60%）。噻吩類硫化物的反應活性最低，而且隨著其中環(huán)烷環(huán)數(shù)目和芳香環(huán)數(shù)目的增加，其加氫反應活性下降，到二苯并噻吩時最難。脫硫反應隨溫度上升速度加快，脫硫轉化率提高（化學平衡常數(shù)在627以前均大于0）。對于噻吩脫硫反應，壓力越低，溫度的影響越明顯；溫度越高時，壓力的影響也越顯著。

22、對于噻吩而言，若想達到深度脫硫的目的，反應壓力應不低于4Mpa，反應溫度應不高于700K（約427）。噻吩硫化物脫硫有兩條途徑：加氫飽和環(huán)上的雙鍵，然后開環(huán)脫硫；先開環(huán)脫硫生成二烯烴，然后二烯烴再加氫飽和。一般認為這兩種反應均發(fā)生。噻吩的加氫脫硫反應是通過加氫和氫解兩條平行途徑進行的，由于硫化氫對C-S鍵氫解有強抑制作用，而對加氫影響不大，因此認為，加氫和氫解是在催化劑的不同活性中心上進行的。1.3.5脫氮反應特點是什么？加氫脫氮的作用是：一、將原料中的氮脫到符合工藝要求的程度，以便充分發(fā)揮加氫裂化催化劑的功能；二、生產(chǎn)符合規(guī)格要求的產(chǎn)品（油品安定性等使用性能與氮含量有關）。堿性氮化物脫氮反應

23、的速率常數(shù)差別不大（在一個數(shù)量級），其中以喹啉脫氮速率最高，隨著芳環(huán)的增加，速率有所降低。不同氮化物受空間位阻的影響大致相同。在脫氮反應時氮化物不是通過氮原子的端點吸附到催化劑表面的，而是通過芳環(huán)的鍵吸附到催化劑上，在C-N鍵氫解前，先進行雜環(huán)的加氫飽和。因此，脫氮反應應該是先進行加氫飽和芳環(huán)，再進一步開環(huán)脫氮。所以加氫脫氮比加氫脫硫氫耗更高。含氮化合物的加氫活性特點是：單環(huán)氮化物加氫活性：吡啶吡咯苯胺苯環(huán)；多環(huán)氮化物：多環(huán)雙環(huán)單環(huán)；雜環(huán)芳環(huán)。含氮化合物加氫反應在熱力學上特征是：加氫過程常用溫度范圍內(nèi)，加氫反應平衡常數(shù)小，且雜環(huán)加氫反應是放熱反應，溫度升高對雜環(huán)的加氫飽和不利；但對雜環(huán)氮化物的

24、氫解和脫氮反應在這一溫度范圍則屬于熱力學有利的?？傊谳^低反應溫度下操作，平衡有利于環(huán)加氫反應，但此時氫解反應速率較低，總的加氫脫氮速率較低；隨著反應溫度上升，一方面氮解速率提高，有利于脫氮速率提高，另一方面則是加氫反應平衡常數(shù)下降雜環(huán)加氫產(chǎn)物濃度減小，從而導致總的脫氮速率下降。因此，溫度升高，總的加氫脫氮速率會出現(xiàn)一個最大值，在此之前，反應受動力學控制，之后受熱力學控制。在某些情況下雜環(huán)氮化物與其加氫產(chǎn)物的熱力學平衡能夠限制和影響總的加氫脫氮速率。以吡啶為例，隨著反應溫度的升高，吡啶加氫飽和后的中間產(chǎn)物哌啶氫解的反應速率常數(shù)增加，但是達到一定高的溫度后，由于哌啶的平衡濃度下降造成的影響大于

25、哌啶氫解反應速率常數(shù)增加的影響，因而總的加氫脫氮反應速率下降。達到最高轉化率的溫度與操作壓力有關，壓力越高達到最高轉化率的溫度也越高，這個特點與多環(huán)芳烴加氫的特點非常相似。只有在相當高的壓力下，吡啶與哌啶之間的平衡限制才可以忽略。低溫高壓有利于雜環(huán)氮化物的脫氮反應。其它雜原子的存在對加氫脫氮影響是由于氮化物在活性位的吸附平衡常數(shù)比其它雜原子大得多，其它雜原子對加氫脫氮反應的阻滯效應很小，相反，噻吩、硫化氫的存在，在高溫條件下還會促進C-N鍵的氫解反應。以噻吩對吡啶脫氮的影響為例：在低溫下由于競爭吸附使吡啶的加氫反應受到中等程度的抑制；在高溫下因HDS反應生成硫化氫促進了C-N鍵斷裂速度，從而使

26、總的HDN反應速度增加。但是氮化物之間的自阻滯和彼此阻滯效應要明顯得多。1.3.6根據(jù)油品分子結構分析堿性氮化物和苯并硫化物脫除速度慢的原因？堿性氮化物和苯并硫化物脫除速度慢得主要原因在于分子結構空間位阻大，反應困難。其中苯并硫化物主要問題是噻吩類物質，平衡常數(shù)小，反應溫度高，如4，6-二甲基二苯并噻吩（4，6-DMBT）在420溫度下脫硫率不足60%。在氫分壓較低的情況下，反應受熱力學平衡的限制，再提高反應溫度對深度脫硫無幫助，反而會降低脫硫深度。SCHCH 堿性氮化物和苯并硫化物的脫除一般采用“加氫飽和雜環(huán)氫解脫氮（硫）”的反應途徑?？纱蟠筇岣呙摮俣龋室瞬捎眉託浠钚愿叩腘i-W或Ni-

27、Mo系催化劑。脫除過程首先是芳烴環(huán)進行飽和加氫，然后進行環(huán)的氫解反應，最后進行脫氮（硫）反應。堿性氮化物和苯并硫化物脫除首先選用高加氫活性的催化劑；采用高的氫分壓和氫油比對芳烴飽和有利；芳烴加氫反應是摩爾數(shù)減少（耗氫）的放熱反應，隨著反應溫度的提高，芳烴加氫轉化率會出現(xiàn)一個最高點，此最高點對應的溫度是最優(yōu)加氫溫度，低于這一溫度為動力學控制區(qū)，高于這一溫度為熱力學控制區(qū)；在一定的壓力下對芳烴飽和反應有一最佳的反應溫度。1.3.7根據(jù)催化劑床層中油品擴散速度公式，分析加氫裂化動力學特征？多相催化反應分外擴散、內(nèi)擴散、吸附和反應四個階段（反應速率由最慢的階段控制），七個步驟：(1)反應物通過催化劑顆

28、粒外表面的膜擴散到催化劑外表面；(2)反應物自催化劑外表面向內(nèi)表面擴散；(3)反應物自催化劑表面上吸附；(4)反應物在催化劑內(nèi)表面上反應生成產(chǎn)物(5)產(chǎn)物在催化劑內(nèi)表面上脫附；(6)產(chǎn)物自催化劑內(nèi)表面擴散到催化劑外表面；(7)產(chǎn)物自催化劑外表面通過膜擴散到外部。加氫裂化反應通常遵守一級反應動力學。盡管原料中不同組分的反應速度可以綜合在一起得到一個總體的反應速度，但是各個不同組分的反應速度是各不相同的。通常情況下，不同組分的相對反應速度取決于組分吸附到催化劑表面的難易程度，因此可以根據(jù)各組分的吸附難易，從易到難列出其反應速度大小的排序。 雜環(huán)芳烴 最容易多環(huán)芳烴單芳烴多環(huán)環(huán)烷烴單環(huán)環(huán)烷烴鏈烷烴

29、最困難芳烴加氫有何動力學特征：苯同第物加氫反應速率常數(shù)：二個取代基（側鏈）一個取代基無取代基；有縮聚環(huán)芳烴第一環(huán)加氫活性：蒽萘菲苯。盡管芳烴較鏈烷烴和環(huán)烷烴易于發(fā)生裂化反應，但是芳烴的完全飽和則是不可能的。因為在高溫下，芳烴的飽和受到熱力學過程的限制。此外，對于同一類型的反應物來說，分子結構較大的組分較分子結構小的組分反應速度大。這是因為：(1)較重組分在催化劑上的吸附強于輕組分，就使得重組分加氫裂化速度比輕組分表現(xiàn)的快；(2)重組分與輕組分中的C-C鍵鍵能不同，越輕所需要活化能越大。這就是為什么將裂化裝置的產(chǎn)品重新投入裂化反應器中，那么這些產(chǎn)品將基本上不會發(fā)生轉化作用。1.3.8加氫裂化反應

30、器內(nèi)主要有哪些反應？主要包括：加氫反應，裂化反應，異構化反應，氫解反應和縮合反應等。（1）脫硫、脫氮、脫氧的氫解反應。（2）烷烴加氫裂化：生成分子量更小的烷烴，其通式為：CnH2n+2 + H2 CmH2m+2 + Cn-mH2(n-m)+2正構烷烴裂化特點是隨著正構烷烴的沸點的提高，裂化反應速度明顯提高，這是因為較重組份在催化劑上的吸附強于輕組份，就使得重組份加氫裂化速度比輕組份表現(xiàn)的快；重組份與輕組份中的C-C鍵鍵能不同，越輕所需要活化能越大。（3）烷烴的加氫裂化反應：烴類分解成分子量較小的烷烴和烯烴，生成烯烴又加氫飽和；烯烴還可以環(huán)化。（4）烯烴和芳烴的加氫飽和反應。（5）烷烴和烯烴異構

31、化反應：使加氫產(chǎn)物中異構烴與正構烴的比值較高。兩環(huán)以上的環(huán)烷烴，發(fā)生開環(huán)裂解、異構，最終生成單環(huán)環(huán)烷烴及較小分子的烷烴。（6）環(huán)烷烴開環(huán)反應：脫烷基、六圓環(huán)異構和開環(huán)反應。（7）多環(huán)芳烴加氫裂化：逐環(huán)加氫、開環(huán)（包括異構）和脫烷基等一系列平行、順序反應，多環(huán)芳烴很快加氫生成多環(huán)環(huán)芳烴（苯環(huán)本身加氫較慢），環(huán)烷環(huán)發(fā)生開環(huán)，繼而發(fā)生異構化、斷側鏈（脫烷基）反應，生成苯類和小分子烷烴混合物。（8）加氫裂化副反應：發(fā)生分解產(chǎn)物的縮合反應，以及稠環(huán)芳烴的進一步縮合反應，這些反應將導致焦炭在催化劑上的沉積。不過在較高的氫分壓下，這類反應將受到一定程度的抑制。1.3.9加氫裂化的反應機理是什么？加氫裂化反應

32、遵循“正碳離子”反應機理。1.3.10影響加氫反應的主要參數(shù)有哪些？（1）反應溫度反應器進口溫度是最主要的控制參數(shù)。（2）反應壓力在加氫過程中，有主要意義的不是總壓力，而是其中氫氣的壓力，即氫分壓：氫分壓（Mpa）總壓力（Mpa）氫純度（v%）反應器入口氫分壓反應器入口壓力反應器入口循環(huán)氫氫純度（4）氫油比在工業(yè)裝置上通用體積氫油比，指工作氫標況體積流率與原料油體積流率之比。氫氣量為循環(huán)氣流量與循環(huán)氣中氫濃度的乘積。（5）空速反應器中催化劑的裝填數(shù)量的多少取決于設計原料的數(shù)量和質量以及所要求達到的轉化率。通常將催化劑數(shù)量和應處理原料數(shù)量進行關聯(lián)的參數(shù)是液體時空速度，即空速?？账偈侵竼挝粫r間內(nèi)，

33、單位體積(或重量)催化劑所通過原料油的體積(或重量)數(shù)。液體體積時空速度（LHSV）可以定義如下：1.3.11提高加氫反應深度的措施有哪些？以哪個為主？（1）提高反應溫度。（2）提高反應壓力。（3）提高循環(huán)氫純度。（4）降低空速。（5）提高氫油比。（6）更換高活性催化劑。其中以提高反應溫度為主要手段。1.3.12對于加氫裂化裝置，影響轉化率的因素有哪些？如何調(diào)整？（1）影響因素：原料油相對密度和干點上升，反應轉化率下降。原料油含氮量上升，反應轉化率下降。原料含硫量過低或過高，反應轉化率下降。反應WABT溫度上升，反應轉化率增加。反應壓力增加，反應轉化率增加。反應器空速增加，反應轉化率下降。新氫

34、及循環(huán)氫純度下降，反應轉化率下降。隨著裝置運行時間增加，催化劑活性下降，轉化率下降。（2）調(diào)節(jié)方法；通過反應加熱爐控制精制反應器入口溫度，用急冷氫控制精制反應器各床層溫度和裂化反應器各床層溫度，來實現(xiàn)控制反應轉化率。監(jiān)測原料及新氫的各項指標，若不能滿足要求，應聯(lián)系調(diào)度，改善原料及新氫量，以滿足生產(chǎn)要求。監(jiān)測精制油氮含量，保證精制油脫氮合格，若不合格提高精制反應溫度；保證循環(huán)氫中的硫化氫含量在0.5%左右，防止硫化氫含量太低影響催化劑的活性，轉化率低。1.3.13反應溫度對加氫裂化反應有何影響？反應溫度是加氫過程的主要工藝參數(shù)之一。加氫裂化裝置在操作壓力、體積空速和氫油體積比確定之后，反應溫度則

35、是最靈活、最有效的調(diào)控手段。通過調(diào)節(jié)反應溫度對轉化深度進行控制。反應溫度與轉化深度兩者之間具有良好的線性關系：增加10%的轉化率，反應溫度提高約4。同時隨轉化率的提高目的產(chǎn)品的分布發(fā)生變化，石腦油及噴氣燃料的收率持續(xù)增加。而重柴油收率開始為緩慢增加，在轉化率60%時達最大值。這時石腦油的產(chǎn)率快速增加，這充分說明了在高的反應溫度和轉化率下烴類分子的二次裂解增加，減少了中間餾份油的產(chǎn)率，柴油產(chǎn)率開始下降。1.3.14為什么要盡可能控制反應器各床層入口溫度相等？（1）使床層的催化劑負荷相近，失活速率也相近，可以最大限度地發(fā)揮所有催化劑的效能。（2）催化劑床層入口溫度相等對產(chǎn)品分布有一定好處。（3）可

36、以降低床層的最高點溫度，大大減少二次反應的發(fā)生，降低氣體產(chǎn)品和液化氣組份，提高裝置液收。1.3.15反應器（催化劑）床層溫升的計算方法？1.3.16加權平均反應溫度的定義是什么？為了監(jiān)測加氫反應器催化劑床層內(nèi)的溫度，在各床層內(nèi)設置了多組熱偶，每一組檢測的溫度值不同，為了得到反應的平均溫度，通常用反應器加權平均床層溫度（Weighted Average Bed Temperature WABT）來表示整個反應器內(nèi)催化劑床層的平均溫度：加權平均床層溫度（WABT）=（測溫點權重因子測溫點顯示溫度）當同一層測溫點有多支熱偶時，以所有熱偶顯示溫度的算術平均值作為該測溫點顯示溫度。權重因子的定義：假定床

37、層溫升按直線分布，各測溫點所能代表的催化劑質量作為各測溫點的權重因子。具體描述如下：（1）從催化劑床層進口到第一層測溫點的催化劑重量由第一層測溫點代表；（2）相鄰兩層測溫點之間的催化劑重量，一半由上層測溫點代表，另一半由下層測溫點代表；（3）從催化劑床層最低一層測溫點到催化劑床層出口的催化劑重量由最低一層測溫點代表；（4）每層測溫點存在多支熱偶時，以該層所有熱偶測溫值的算術平均值作為本層測溫點代表。1.3.17影響床層平均溫度的因素及調(diào)節(jié)方法？（1）影響因素：反應器入口溫度高，反應床層溫度上升冷氫增大，床層溫度下降。原料變化：原料硫含量變高，床層溫度上升；原料氮含量升高，床層溫度上升；循環(huán)氫純

38、度提高，床層溫度上升。新鮮進料量增大，床層溫度下降；原料含水量增加，床層溫度下降。循環(huán)氫流量增大，床層溫度下降。催化劑活性提高，床層溫度上升。蠟油加氫進料中焦化蠟油比例大，床層溫度上升。（2）調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)反應器入口溫度。調(diào)節(jié)床層冷氫注入量。按照操作指導曲線圖進行調(diào)節(jié)?？刂坪醚h(huán)氫流量。聯(lián)系調(diào)度及罐區(qū)，控制好原料油性質和混合比例。1.3.18催化劑床層溫升代表的實際意義是什么？催化劑床層總溫升決定于原料油的性質、原料加工量、循環(huán)氫量及加氫深度等。原料油中含有加氫反應放熱量大的組份如硫化物、氮化物、烯烴和芳烴等越多，反應溫升越大；原料油流率增加，總的放熱量增加，催化劑床層總溫升增加；表征加氫深度

39、的脫硫率、脫氮率、芳烴飽和率、加氫裂化轉化率等也在一定程度上影響催化劑床層總溫升。由于不同的原料性質和不同的反應深度有不同的化學氫耗，因此化學氫耗量與催化劑床層總溫升有較好的相關性。1.3.19反應溫升過大的影響？反應溫升主要通過調(diào)節(jié)加熱爐出口溫度和催化劑床層間冷氫量進行控制的。加氫過程是強放熱反應，隨著反應的深入，釋放的熱量越來越大。因此在工業(yè)加氫裝置上，沿反應器軸向存在催化劑床層溫升。當反應溫升過高而控制不當時，可能導致如下結果：（1）反應器內(nèi)形成高溫反應區(qū)。反應物流在高溫區(qū)內(nèi)激烈反應，大分子持續(xù)斷裂，放出更多的熱量，使溫度更高，如此惡性循環(huán)導致飛溫事故。（2）隨著運轉時間的延長，催化劑逐

40、漸失活，當提高反應溫度加以彌補時，高溫區(qū)催化劑過早達到最高設計溫度，而被迫停工。而此時反應器頂部低溫區(qū)催化劑盡管仍有較高活性，但卻沒有得到充分利用，使裝置效益降低。（3）對產(chǎn)品質量和選擇性不利。在加氫處理反應中，加氫脫氮和芳烴飽和反應受熱力學平衡制約，當反應溫度提高到一定數(shù)值后，平衡轉化率下降，使脫氮、芳烴飽和率下降，產(chǎn)品質量下降。在加氫裂化反應中，高的反應溫度會加速二次反應，導致中餾份油選擇性下降，氣體產(chǎn)率增加。1.3.20在正常生產(chǎn)中，床層熱點有上升的勢頭，如何正確處理？（1）增大該床層冷氫量，降低床層溫度；（2）提高循環(huán)機轉速；（3）如果床層熱點繼續(xù)上升，考慮反應降溫、泄壓的必要。1.3

41、.21加氫裂化反應器最后一床層溫度變化對產(chǎn)品質量有何影響？在加氫裂化產(chǎn)物離開裂化床層后，其所存在的極少量烯烴還會與H2S反應生成硫醇使產(chǎn)品腐蝕增加，因此必須通過后精制段進行脫除。裂化反應后部溫度過低，造成脫硫醇效果差，直接影響輕石腦油，重石腦油等產(chǎn)品腐蝕不合格。1.3.22如何控制反應溫度？通過反應加熱爐控制精制反應器入口溫度，從而控制反應器第一床層的反應溫度，用急冷氫控制精制反應器其他床層及裂化反應器各床層溫升在合理的范圍內(nèi)。在操作過程中，必須嚴格遵守“先提量后提溫和先降溫后降量”的操作原則。加氫裂化是強放熱反應，由于某些原因導致反應物流從催化劑床層攜帶出的熱量少于加氫裂化的反應熱時，就可能

42、會發(fā)生溫度升高-急劇放熱-溫度飛升的鏈鎖反應，為滿足類似這種特殊緊急情況的要求，加氫裂化裝置的反應系統(tǒng)常設有0.7MPpa/min和1.4Mpa/min的緊急泄壓系統(tǒng)，若啟動0.7Mpa/min，溫度仍然無法控制，裝置必須立即按1.4Mpa/min的速度降壓放空。最終通過快速放空，帶走大量熱量并終止反應達到溫度降低的目的。1.3.23什么叫甲烷化反應，對反應操作有何危害？CO 和 CO2在氫氣的存在下、在催化劑表面的活性位置可以轉化為甲烷和水，這就叫甲烷化反應。CO 和 CO2的這個甲烷化反應與普通烴類反應物的反應造成對催化劑競爭。因此如果放任CO 和 CO2的積累，那么催化劑的溫度就需要提高

43、。在極端的情況下，若極短時間內(nèi)有大量的CO 和 CO2進入加氫裂化裝置，因為甲烷化反應是高放熱反應，因此在理論上來說就有可能發(fā)生飛溫。在實際操作中要求，如果CO + CO2的含量超過最大設計允許值，催化劑的溫度不允許提高以補償由此造成的轉化率的降低。催化劑的溫度應給予維持或者降低，直至造成CO + CO2含量升高的問題得到解決為止。只有這樣，催化劑的活性才不至于由于溫度的升高而而受到損害，同時也可避免由于甲烷化反應可能造成的飛溫事故。1.3.24系統(tǒng)中的一氧化碳、二氧化碳來源有哪些？加氫裝置循環(huán)氫中的一氧化碳和二氧化碳主要下面幾個來源：(1)制氫氫氣攜帶進入反應系統(tǒng)；(2)原料中的水和催化劑表

44、面的積炭反應生成一氧化碳和二氧化碳（當原料水含量很小時基本不發(fā)生該反應）；(3)原料罐保護氣含有的一氧化碳和二氧化碳，溶解在油中進入反應系統(tǒng)；(4)原料油中摻煉焦化蠟油，焦化過程產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳溶解在焦化蠟油中，隨焦化蠟油一起進入反應系統(tǒng)。1.3.25反應壓力對加氫裂化反應有何影響？反應壓力是加氫裂化工藝過程中的重要參數(shù)。反應壓力越高對加氫裂化工藝過程化學反應越有利。在加氫過程中，有主要意義的不是總壓力，而是氫分壓。提高反應壓力，在循環(huán)氫濃度不變情況下，即提高了氫分壓。(1)對受平衡限制的芳烴加氫反應，壓力的影響尤為明顯。(2)對于加氫脫硫和烯烴的加氫飽和反應，在壓力不太高時就可以達到

45、較高的轉化深度。(3)而對于餾份油的加氫脫氮，由于比加氫脫硫困難，因此需要提高壓力。脫氮反應需要先進行氮雜環(huán)的加氫飽和，而提高壓力可顯著地提高芳烴的加氫飽和反應速度。(4)對于氣液相加氫裂化反應來說，反應壓力高，氫分壓也高，使加氫裂化反應速度提高，總的轉化率提高。(5)在轉化深度接近的條件下，無論是重石腦油、煤油還是柴油產(chǎn)品其芳烴含量隨反應壓力提高芳烴含量下降，煤油煙點提高。（6）一般來說，原料越重，所需反應壓力越高。此外，提高壓力還有利于減少縮合和疊合反應的發(fā)生，抑制焦炭生成而減緩催化劑失活，延長裝置運轉周期。1.3.26影響反應系統(tǒng)壓力的因素有哪些？影響因素有：（1）反應溫度升高，導致裂化

46、溫度深度大，耗H2量增加，壓力下降。（2）新氫量波動或新氫機故障，導致壓力波動。（3）原料含水量增加，壓力上升。（4）高低壓換熱器內(nèi)漏，壓力降低。（5）反應系統(tǒng)安全閥起跳，壓力下降。1.3.27為什么要保證足夠的氫分壓？在加氫過程中，有主要意義的不是總壓力，而是氫分壓：(1)對于烯烴，芳烴以及非烴的硫化合物、氮化合物，不管是加氫反應，還是氫解反應，氫分壓的增高都可使加氫的可逆反應朝有利于生成加氫化合物方向移動。(2)含氮稠環(huán)有機化合物的堿性大，對裂化催化劑活性的毒害大，要轉化這些氮化合物，遠比烯烴飽和、脫硫所需的氫分壓高。所以維持足夠的氫分壓，保證精制反應器流出物氮含量達到較低的指標，對維持裂

47、化催化劑的活性十分必要。(3)增加氫分壓不僅能夠移動平衡的位置，而且能增加反應的速度裂化反應中生成氫原子較小的小分子。(4)如果氫分壓低，其周圍介質沒有足夠的氫氣，不能及時加氫，就會使裂化反應生成的不飽和化合物產(chǎn)生縮合反應，在催化劑上結焦、積炭。因此為了保護裂化催化劑活性，抑制催化劑失活，加強原料油脫氮，避免裂化反應產(chǎn)物縮合生焦，要保證足夠的氫分壓。1.3.28如何提高加氫裝置氫分壓？ （1）提高系統(tǒng)總壓力。（2）提高補充氫純度。（3）提高循環(huán)氫排放。（4）降低冷高分溫度。（5）提高循環(huán)氫速率。1.3.29影響氫耗的因素？氫耗包括化學氫耗、溶解氫耗、泄漏損耗和排放廢氫。（1）加氫過程中大部分氫

48、氣消耗在化學反應上，即消耗在脫硫、氮、氧以及烯烴和芳烴飽和反應、加氫裂化和開環(huán)反應中。不同的反應過程、不同的進料化學組成和對產(chǎn)品質量的不同要求而導致的不同苛刻度，是影響化學氫耗量的主要因素。（2）溶解氫是指在高壓下溶于加氫生成油中的氫氣，在加氫生成油從高壓分離器減壓流入低壓分離器時隨油排出而造成的損失。這部分的損失與高壓分離器的操作壓力、溫度和生成油的性質及氣體（含氫氣）的溶解度有關。高壓分離器操作壓力越高或操作溫度越高時，氫氣的溶解損失越大；生成油越輕時，氫在油中的溶解度越大。（3）泄漏氫氣損耗是指管道或高壓設備的法蘭連接處及壓縮機密封點等部位的泄漏損失，該泄漏量大小與設備制造和安裝質量有關

49、。主要的漏損出自新氫壓縮機的運動部位，一般在開車前均經(jīng)過試漏檢查，因此泄漏量很小，一般設備漏損量取值為總循環(huán)氫量體積的1%1.5%。（4）加氫裂化只在氫氣純度低于85%時會排放廢氫，這與新氫純度、是否熱高分流程、冷高分溫度以及轉化深度等有關，一般近似取值為510Nm3/m3(油)。 總的來說，改進催化劑性能、減少反應生成輕烴特別是甲烷，有利于提高氫純度，而提高補充氫純度則是降低加氫反應器的操作壓力、減少排放廢氫損失及降低補充氫耗量的關鍵。為了減少氫耗，一般盡量不考慮排放廢氫。1.3.30反應器壓降是如何形成的？反應器壓降由反應器內(nèi)構件壓降和催化劑床層壓降形成。其中內(nèi)構件包括反應器入口預分配器、

50、積垢籃、每個床層上部的分配盤、催化劑床層支撐盤、冷氫箱、反應器出口收集器等。內(nèi)構件的壓力降隨其結構和數(shù)量的不同而有差異，一般在0.020.03Mpa。反應器壓降的最主要構成是催化劑床層壓降。在工業(yè)實踐中，床層壓降有兩部分組成，一是開工初期的床層壓降，可稱作為床層凈壓力降。二是隨運轉周期產(chǎn)生的壓力降增量，它表示為時間的函數(shù)。因此整個床層壓降隨運轉周期延長而逐漸提高。1.3.31為什么要監(jiān)測反應器壓差？有什么意義？雖嚴格地控制原料的過濾及反應溫度，但隨著生產(chǎn)周期的延長，催化劑床層也會出現(xiàn)結焦、結垢、催化劑顆粒粉碎及雜質堵塞現(xiàn)象。為了隨時了解催化劑床層的結焦、結垢、催化劑粉碎及雜質堵塞現(xiàn)象的程度，需

51、要監(jiān)測反應器出口及上下床層的壓差，這樣便于合理地分析原因，采取措施及掌握裝置的開工周期。1.3.32影響催化劑床層壓力降增加的因素有哪些？影響床層壓降的因素較多，可歸結為反應器頂部結垢、催化劑結焦、床層局部塌陷三類，其中反應器頂部結垢導致壓降上升是最常見的一種。（1）系統(tǒng)管線的腐蝕產(chǎn)物鐵銹等及原料油中帶進來的焦粉沉積于床層表面，堵塞瓷球間的間隙和催化劑顆粒間的間隙，引起催化劑床層壓力降升高；（2）原料油組份偏重或催化劑床層局部溫度過高引起原料油結焦，催化劑積炭嚴重，甚至結塊，引起催化劑床層壓力降升高；（3）催化劑裝填質量差，開工進油后，催化劑床層位移、塌陷，或者催化劑干燥時升溫過快，或是原料帶

52、水等原因引起催化劑顆粒破碎，粉末堵塞顆粒間隙，引起催化劑床層壓力降升高；（4）操作方法不當，原料油量或氣體量突然增大，也能使催化劑床層發(fā)生異常位移，也引起催化劑床層壓力降升高。1.3.33氫油比對加氫裂化有何影響？就加氫過程而言，控制合理的氫油比非常關鍵，提高氫油比等同于提高氫分壓，氫油比越大，對加氫反應越有利，如果氫油比降低，催化劑結焦的可能性增大，縮短了催化劑的壽命，氫氣的作用是保證烯烴和芳烴的飽和，以及保證裂解烴類的飽和。還要確保防止過多的縮聚反應，以避免結焦。由于這個原因，裝置長時間處于低于設計氫油比的狀態(tài)下運行將加快催化劑的失活并縮短催化劑的再生周期。如果氫油比降低，意味著系統(tǒng)壓力的

53、降低或循環(huán)氣的純度降低，會劇烈地影響產(chǎn)品的芳烴含量。對于煤油產(chǎn)品的芳烴含量的影響更是如此，這將影響煤油產(chǎn)品的煙點。氫油比的提高受到動力消耗大，運行成本以及設備能力的限制。1.3.34空速對加氫裂化有何影響？對于一定量的催化劑，加大新鮮原料的進料速度將增大空速，與此同時，為確保恒定的轉化率，就需要提高催化劑的溫度。提高催化劑的溫度將導致結焦速度的加快，因此，會縮短催化劑的運行周期。如果空速超出設計值很多，那么催化劑的失活速度將很快，變得不可接受?？账傩。推吠Ａ魰r間長，在溫度和壓力不變的情況下，則裂解反應加劇、選擇性差，氣體收率增大，而且油分子在催化劑床層中停留的時間延長，綜合結焦的機會也隨之增

54、加。1.3.35影響反應產(chǎn)物氮含量的因素有哪些？如何調(diào)節(jié)？影響因素：（1）原料含氮量的變化；（2）原料組成變化；（3）精制反應器床層溫度、壓力的變化；（4）循環(huán)氫流量及純度的變化；（5）催化劑活性的變化；（6）進料量變化。調(diào)節(jié)方法：（1）根據(jù)原料組成和含氮量的變化，調(diào)節(jié)精制反應器床層溫度，當?shù)可仙^大時，應及時聯(lián)系采樣分析精制油氮含量，根據(jù)精制油氮含量，調(diào)節(jié)精制反應溫度。（2）要精心操作，避免精制反應器床層溫度的大起大落；（3）合理控制循氫中含量，H2S含量過低時，會影響脫氮效果；（4）因催化劑活性太低，滿足不了要求時，應及時更換；（5）調(diào)整氫分壓，提高循環(huán)氫純度。1.3.36對于全循環(huán)流

55、程，對循環(huán)油有何要求？生產(chǎn)中應避免循環(huán)油攜帶柴油組分回到裂化反應器是分餾塔操作的關鍵,循環(huán)油應進行常規(guī)采樣和進行實沸點蒸餾的檢查，確保柴油含量小于3(體)。由于各煉廠加工含硫原油和高硫原油的比例逐年增加，同樣加氫裂化裝置處理原料含硫量不斷增高，造成分餾系統(tǒng)腐蝕加速，導致進入裂化反應器的循環(huán)油含鐵離子過高,最終導致裂化反應器第一床層積垢（硫化亞鐵）壓降上升過快，增加撇頭停工次數(shù)?？刂艶e的關鍵是增加循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)解決上游腐蝕。另外裂化反應器可以采用大孔徑脫Fe保護劑，脫Fe劑與催化劑分級裝填。1.3.37對于全循環(huán)流程，循環(huán)油量是如何確定的？根據(jù)單程轉化率來確定循環(huán)油量：設轉化率為n，進料m1，

56、產(chǎn)品之和m2，循環(huán)油量m3.則（m1m3）n=m2，另外，可認為進料m1與產(chǎn)品之和m2在數(shù)量上是相等的。循環(huán)油量進料量/轉化率進料量2原料與產(chǎn)品2.1原料2.1.1加氫裂化原料的主要有哪些？ 加氫裂化過程可以加工的原料范圍相當廣泛。二戰(zhàn)時期德國曾經(jīng)利用褐煤作為原料生產(chǎn)優(yōu)質發(fā)動機原料作為軍用燃料，但因經(jīng)濟性較差，裝置在戰(zhàn)后停運。由于現(xiàn)代石油化工工業(yè)的發(fā)展，對化纖、乙烯原料以及輕質油品的需求，加氫裂化技術得到迅速發(fā)展，輕至石腦油，重至常壓餾份油、減壓餾分油、脫瀝青油、減壓渣油均可作為加氫裂化原料，二次加工產(chǎn)品如催化裂化循環(huán)油和焦化瓦斯油也可以作為加氫裂化生產(chǎn)原料，目前國內(nèi)裝置加氫裂化使用量最多的是

57、減壓餾分油。2.1.2為什么要控制原料油中的氮含量？ 氮化物按其氮原子在分子中是否有孤對電子而分為堿性氮化物和非堿性氮化物二大類，由于堿性氮化物中氮雜原子存在有自由的孤對電子，即一些胺類、二氫吲哚類和六員環(huán)雜環(huán)氮化合物，這些堿性氮化物很容易吸附在催化劑酸性活性中心，因此對催化劑的毒性很大。有分子篩的催化劑比無定型催化劑更怕堿性氮化物，這是因為有機堿氮化物在催化劑上吸附與酸堿強度有關,分子篩酸性比無定形強，而脫附與溫度有關，分子篩催化劑反應溫度相對低，脫附慢。 氮化物不僅影響催化劑的穩(wěn)定性，對催化劑積炭也有很大影響。日本有些研究表明催化劑結炭成分含氮量遠高于油中含氮化合物含量。有學者認為，中小型

58、含氮化合物是生焦生碳的前驅物，芳烴及氮化合物受催化劑吸附過強，集中在B酸分子中心時間過長發(fā)生縮聚反應生成積炭覆蓋了活性表面，造成裂化催化劑活性下降。實驗室數(shù)據(jù)也表明NiMo系催化劑在相同轉化率的條件下氮含量2000ppm以及0ppm兩種原料，其反應溫度差可以達到85，對貴重金屬催化劑的影響更大，達到110。當?shù)坑?00ppm增加到1300ppm時，催化劑的失活率增加近3倍。因此在各項指標中首要關注的是原料中的氮含量。與眾多國外原油相比，我國原油的特點是多數(shù)含硫少含氮高，因此加工我國陸上原油時，對原油中的氮含量應倍加關注。直餾餾分油中的氮化物一般是以雜環(huán)氮化物形式存在的，其中有五員環(huán)和六員環(huán)

59、。最常見的有吡啶、喹啉、吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物。氮化物的分布與原料餾程有很大的相關性。當餾分變重時，一方面氮化物含量增加，另一方面多環(huán)雜氮原子化合物大量出現(xiàn)。因為雜環(huán)氮化物在催化劑表面的強烈吸附對加氫脫氮有自阻作用，由于原料油中的堿性氮化物及所有的加氫脫氮反應的中間產(chǎn)物均具有較強的堿性，它們可與催化劑活性中心產(chǎn)生很強的吸附作用，且又難于脫附，因此在一定程度上對催化劑反應活性產(chǎn)生抑制作用或暫時中毒。原料油的氮含量大幅度增高往往意味著原料油變重、變劣，綢環(huán)化合物、芳烴含量相應增加，其他雜質含量也上升，需要提高反應溫度以補償催化劑活性的下降。氮化物的脫除一般先經(jīng)過氮雜環(huán)的加氫飽和，因此要達到深度

60、脫氮總是伴隨大量耗氫。氮化物在催化表面上的吸附比含氧、含硫化合物和芳烴容易得多，因此可能出現(xiàn)這樣的情況：催化劑表面上氮化物的覆蓋率相當大，但并非所有吸附的氮化物都經(jīng)受加氫、氫解而脫氮，這不僅阻滯其它的加氫反應，還可能導致催化劑表面積炭的生成，使催化劑由原來的可逆吸附中毒變成了永久失活，也會造成酸性載體中毒。由于分子篩易被有機氮化物中毒，因此需要嚴格控制進入裂化反應器原料中的有機氮化物含量，一般要求低于10ppm。當進料油中氮含量增加時，應適當提高前置精制反應器的反應溫度。同時高的氮含量還會引起較高的氨分壓，這對裂化催化劑的裂化活性有一定抑制作用，導致較高的裂化段反應溫度。2.1.3為什么要控制