1、第六章 制氫裝置,氫氣是石油化工的基本原料，隨著加氫技術(shù)的發(fā)展，對氫氣的需求量日益增加，一般對于加氫裝置較多的煉廠，除利用重整副產(chǎn)氫外，尚有專門的制氫裝置。 氫氣多用于合成氨、甲醇，以及石油煉制工業(yè)中的加氫裂化、加氫精制、蠟油加氫、潤滑油加氫等工藝過程。,制氫裝置的發(fā)展,裝置的主要類型,以制氫裝置的類型分： 天然氣制氫；油氣伴生氣制氫；液化氣制氫；煉廠氣制氫；輕石腦油制氫。 以產(chǎn)品精制方法分： 化學(xué)凈化法制氫；變壓吸附凈化法制氫。,制氫原理,制氫過程是以石腦油或石油氣為原料，與水蒸氣混合在鎳系催化劑作用下，經(jīng)加熱至700850，反應(yīng)而制取氫氣。在催化劑床層發(fā)生如下反應(yīng)：,工藝流程,以石腦油為原

2、料的制氫裝置工藝過程分為原料脫硫、轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換、脫二氧化碳(凈化)和甲烷化五個工序。,烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫原理流程圖,制氫原理,原料經(jīng)堿洗、水洗后進(jìn)入原料緩沖罐。原料泵將原料自緩沖罐抽出經(jīng)廢熱鍋爐低溫段預(yù)熱至260300汽化成烴后進(jìn)入脫硫反應(yīng)器。脫硫后的原料烴以水碳比為45的比例與過熱水蒸氣混合，經(jīng)廢熱鍋爐高溫段加熱至500后進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐管，在裝滿催化劑的轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)(轉(zhuǎn)化溫度約為700850)，生成轉(zhuǎn)化氣，其中含氫70左右，其余是一氧化碳9.4、二氧化碳17、甲烷3.5和過剩的水蒸氣。,制氫原理（續(xù)）,轉(zhuǎn)化氣通過中壓蒸汽發(fā)生器后，進(jìn)人中溫變換器，在380左右將一氧化碳和水蒸氣再進(jìn)

3、一步變換成氫和二氧化碳。中溫變換后的氣體經(jīng)換熱并通過低壓蒸汽發(fā)生器后進(jìn)入低溫變換器，使殘留的一氧化碳再次與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng)，然后進(jìn)入凈化系統(tǒng)。含大量二氧化碳的低變氣體經(jīng)換熱冷卻后在吸收塔中進(jìn)行洗滌以便脫除二氧化碳。二氧化碳可以用乙醇胺法及活性熱碳酸鹽法吸收脫除，也可用分子篩凈化法脫除。從吸收塔頂出來的粗氫氣經(jīng)甲烷化預(yù)熱器換熱后，升溫至300進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器，在催化劑作用下使一氧化碳和殘留的二氧化碳與氫反應(yīng)變成甲烷，脫除甲烷，再經(jīng)工業(yè)氫分離罐后即產(chǎn)出工業(yè)氫。,第七章 加氫裂化裝置,加氫裂化裝置是煉油廠中重要的二次加工手段，可獲得高質(zhì)量的輕質(zhì)燃料油。 加氫是指石油餾分在氫氣及催化劑作用下發(fā)生化學(xué)

4、反應(yīng)的加工過程，加氫過程可以分為加氫精制、加氫裂化、臨氫降凝、加氫異構(gòu)化等。,工作原理,加氫裂化裝置的目的是將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕油的一種加工手段。其特點(diǎn)是：（1）對原料油的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工直餾重柴油、催化裂化循環(huán)油，焦化餾出油，甚至可用脫瀝青重殘油生產(chǎn)汽油、航空煤油和低凝固點(diǎn)柴油;（2）是生產(chǎn)方案靈活，可根據(jù)不同季節(jié)要求來改變生產(chǎn)方案;（3）是產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)品收率高。,工藝流程,加氫裂化裝置的工藝流程，主要有三種類型的方法： (1)一次通過法：所產(chǎn)尾油不循環(huán)(圖1-7-1)。 (2)部分循環(huán)法：所產(chǎn)尾油一部分循環(huán)，一部分排出裝置。 (3)全循環(huán)法：尾油全部循環(huán)，不排尾油。,圖1-7-1 加氫裂化裝

5、置流程示意圖,圖1-7-2 加氫裂化裝置流程簡圖,加氫裂化裝置的工藝流程,原料油經(jīng)過濾、脫水后進(jìn)入緩沖罐，由高壓泵升壓后與氫氣(包括循環(huán)氫與新氫氣)混合后一起進(jìn)入換熱器與反應(yīng)生成物換熱至300左右，然后進(jìn)加熱爐預(yù)熱(另一種流程是原料油不進(jìn)加熱爐而只有循環(huán)氫進(jìn)加熱爐預(yù)熱，在爐出口與換熱后的原料油混合，這種流程可以減少爐管結(jié)焦)，預(yù)熱后從反應(yīng)器頂部進(jìn)入，在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后由底部排出，經(jīng)與新鮮原料、循環(huán)氫換熱后再進(jìn)入空冷器冷卻，冷凝下來的油和不冷凝的油氣和氫氣進(jìn)入高壓分離器，油氣分離，氫氣從高壓分離器頂部排出，大部分進(jìn)循環(huán)氫壓縮機(jī)，反應(yīng)生成油由底部排出，降壓后送至低壓分離器，油、氣再次分離，氣體送燃料

6、氣管網(wǎng)，生成油送至分餾系統(tǒng)經(jīng)分餾塔、汽提塔、脫丁烷塔等分餾后得到汽油、航空煤油、柴油等產(chǎn)品。第三種流程中分餾塔底的尾油再全部循環(huán)回到加氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行裂化反應(yīng)。,加氫裂化裝置的工藝流程（續(xù)）,加氫裂化裝置的操作范圍如下：操作溫度380450，操作壓力820MPa，采用的催化劑含有Pt、Pd、W、Mo、Ni、Co等金屬氧化物作為加氫組分，以硅酸鋁、氟化氧化鋁或結(jié)晶硅鋁酸鹽為擔(dān)體。原料油經(jīng)加氫、裂化、異構(gòu)化等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品，收率一般達(dá)100(體積)，可得到優(yōu)質(zhì)重整原料及高辛烷值汽油；航空煤油和低傾點(diǎn)柴油。同時產(chǎn)品含硫、氮、烯烴低，安定性好。,第八章 加氫精制裝置,加氫精制原理,加氫精制是各種油

7、品在氫壓力下進(jìn)行催化改質(zhì)的一個統(tǒng)稱。所用的催化劑有鉬酸鈷、鉬酸鎳和鉬-鈷-鎳-氧化鋁等幾種，加氫精制的優(yōu)點(diǎn)是原料的范圍廣，產(chǎn)品靈活性大，液體產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好。,通過加氫精制可使原料油品中烯烴飽和，并脫除其中硫、氧、氮及金屬雜質(zhì)等有害組分。加氫精制的原料油可以是汽油、柴油、煤油，也可以為潤滑油或燃料油。 加氫精制裝置需要供給氫氣。一般利用鉑重整的副產(chǎn)物氫氣，但有時也采用制氫裝置生產(chǎn)的氫氣。,加氫精制的主要反應(yīng),(1)脫硫生成硫化氫，如： RSR+2H22RH+H2S (2)脫氮，生成氨(NH3)，如： (3)脫氧，生成H2O，如： (4)烯烴飽和：烯烴、二烯烴加氫后生成烷烴。,操作溫度,加氫分

8、應(yīng)是放熱反應(yīng)，需通過限制最高反應(yīng)溫度以限制催化劑上的結(jié)焦量和防止產(chǎn)生裂化反應(yīng)。在正常情況下為：處理直餾汽油餾分和中間餾分油為340370；處理裂化原料油和重餾油為380420；處理潤滑油為300350。,操作壓力,根據(jù)原料油性質(zhì)，催化劑性能和對生成油的要求不同，壓力可在很大范圍內(nèi)變動。目前氫分壓多數(shù)情況約為6.37MPa，折換成裝置操作壓力(指反應(yīng)器內(nèi))約為7.85MPa。,工藝流程,工藝流程（續(xù)）,原料油進(jìn)入緩沖罐，用原料油泵抽送經(jīng)換熱器(與加氫生成油換熱)進(jìn)加熱爐。加熱到所需溫度，再與從循環(huán)氫壓縮機(jī)送來已換過熱的循環(huán)氫在管道內(nèi)混合(這種加入氫氣的流程稱為爐后混氫，也有在加熱爐前混氫的，稱為

9、爐前混氫)。循環(huán)氫和油料的混合物從上部進(jìn)入反應(yīng)器，通過催化劑床層，在這里，硫、氧、氮和金屬化合物等即變?yōu)橐子诔舻奈镔|(zhì)(通過加氫變?yōu)榱蚧瘹?、水及氨?，烯烴同時被飽和。加氫生成油經(jīng)過換熱和水冷后依次進(jìn)入高壓，低壓分離器。,工藝流程（續(xù)）,高壓分離出來的氫氣，大部分用循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后循環(huán)使用，一小部分減壓后，與低壓分離器出來的氫氣(含有一部分裂解產(chǎn)生的低碳烴氣體)一起進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，供作燃料。,工藝流程（續(xù)）,從低壓分離器來的加氫生成油與汽提過的加氫生成油換熱，并進(jìn)入加熱爐加熱，然后進(jìn)入汽提塔，把殘留在油中的氣體及輕餾分汽提掉。汽提塔底出來的生成油經(jīng)過換熱和水冷卻后，為加氫精制產(chǎn)品，對于潤滑油，為了保證油品不含機(jī)械雜質(zhì)，還要經(jīng)過壓濾機(jī)，濾掉可能殘留在油中的催化劑粉末。,工藝流程（續(xù)）,在循環(huán)氫中含H2S，有