工艺条件对加氢处理的影响(精)
加氢裂化反应影响因素
加氢裂化反应影响因素1．反应温度反应温度是装置最重要的工艺参数，必须严格控制。
由于加氢裂化反应的活化能比较高，因此提高反应温度，可使加氢裂化速度加快。
反应产物中低沸点组成的含量增加，而环烷烃含量会下降，异构烷烃与正构烷烃的比例下降。
反应温度过高，加氢的平衡转化率会下降，反应温度过低，则裂化反应速度过慢，为了充分发挥催化剂效能和适当提高反应速度，需保持一定的反应温度，反应温度决定于催化剂性能，产品性能和原料性质。
原料中氮化物的存在会使催化剂的酸性和活性下降。
为了保持所需反应深度，也必须提高反应温度。
通常在运转初期，催化剂活性较高，反应温度可以适当低一些。
运转后期，由于催化剂表面积碳增加，催化剂活性下降，为了保持一定的裂化深度，则反应温度就要逐步提高一些。
加氢裂化是一个大量放热的反应过程。
反应温度增加则反应速度加快，但是释放出来的反应热也相应增加，因此，必须通过在各床层注入冷氢来控制催化剂床层温度，以保护催化剂。
2．反应压力反应压力是影响加氢精制和加氢裂化反应的主要因素之一。
反应压力的实际因素是氢分压。
氢分压提高，可促进加氢精制与裂化反应的进行，所得的产品含硫，含氮化合物减少，更重要的是可减少结焦，保持催化剂活化，提高催化剂的稳定性。
反应器中的氢分压等于油汽加上循环氢的总压与氢气占全部气体分子数的乘积。
本装置补充氢纯度确定为99.9%。
从经济角度出发，不采用提高补充氢纯度的办法来提高氢分压。
3．氢油比氢油体积比有两种，其一是反应器入口的氢油比，其二是总冷氢油比。
反应器入口氢油比是每小时通过反应器内氢气（循环氢气+新氢）体积与每小时通过的原料油体积之比。
（单位为Nm3 /m3）。
总冷氢油体积比是每小时通入反应器的总冷氢气体积总和与每小时通过的原料油体积之比。
在加氢反应器中只有一部分氢气起反应。
大部分氢气仍以自由状态存在。
采用高氢油比，可提高氢分压，有利于传质和加氢反应的进行，在一定范围内防止油料在催化剂表面结焦。
加氢精制-第2章原理
第2章加氢精制的工艺原理2.1 加氢精制工艺原理加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油、氢气通过反应器催化剂床层，在加氢精制催化剂的作用下，把油品中所含的硫、氮、氧等非烃类化合物转化成为相应的烃类与易于除去的硫化氢、氨和水。
加氢精制的优点是：原料油的围宽，产品灵活性大，液体产品收率高，产品质量好。
无论是加工高硫原油的炼油厂，还是加工低硫原油的炼油厂，都广泛采用这种方法改善油品的质量。
通过加氢精制可以改善油品的颜色、安定性等特性，生产出高质量的油品。
轻柴油加氢精制，主要是脱硫和脱氮，从而改善油品的气味、颜色和安定性。
也有一些直馏煤油和轻柴油进行深度加氢，使芳烃变成环烷烃，提高柴油的十六烷值，改善燃烧性能。
二次加工轻柴油除了经加氢精制脱除硫、氮、氧化物外，由于柴油中还含有一定量的烯烃和胶质，它们很不安定，容易变色，生成沉渣，经过加氢精制可以改善其安定性。
直馏煤油馏分加氢精制生产喷气燃料主要是脱硫醇，从而改善油品的色度、酸值，提高喷气燃料的烟点。
某些品种的原油得到的催化裂化原料会含有较多的重芳烃和重金属，它们易使催化剂中毒，碱性氮化物能抑制催化剂活性，并使结焦速度加快，经加氢精制处理后可提高装置的处理能力，改善产品质量。
加氢技术的关键是催化剂。
2.2 加氢精制的化学反应加氢精制的主要反应有加氢脱硫、脱氮、脱氧、脱金属以与不饱和烃的加氢饱和反应。
2.2.1 脱硫反应所有的原油都含有一定量的硫，但不同原油的含硫量相差很大，从万分之几到百分之几。
从目前世界石油产量来看，含硫和高硫原油约占75%。
石油中的硫分布是不均匀的，它的含量随着馏分沸程的升高而呈增多的趋势。
其中汽油馏分的硫含量最低，而减压渣油的硫含量则最高，对我国原油来说，约有50%的硫集中在减压渣油中。
由于部分含硫化合物对热不稳定，在蒸馏过程中易于分解，因此测得的各馏分的硫含量并不能完全表示原油中硫分布的原始状况，其中间馏分的硫含量有可能偏高，而重馏分的含硫量有可能偏低。
催化加氢技术影响因素分析及其在精细化工中的应用
催化加氢技术影响因素分析及其在精细化工中的应用摘要：在催化加氢技术中，绝大多数都采用负载型催化剂，在精细化加工生产的过程中是非常重要的一环。
在社会经济不断发展进步的过程中，各类化工产品数量逐渐增多，负载型催化剂活性也越来越强，虽然如此但还是存在着一定的不足。
本篇文章主要对催化加氢技术进行讨论，希望为有关人士提供参考。
关键词：催化加氢技术；精细化工；催化剂一、催化加氢技术影响因素（一）有关氢气的分析对于目前来说，我们国家的氢产品生产速度逐步加快，但是氢气对于催化加氢工艺会产生一些影响，值得我们去注意。
对于氢气来说，其在生产的过程中的源物质相对较多，其中就包括了电解水、电解食盐水、天然气或者煤等相关物质，都可以用来进行氢的生产，这些源物质的产品无论是质量或者价格都有所差异。
在当前，我们生成氢最好的方式就是通过煤来进行制取，其主要的优势包括造价低并且质量较高[1]。
（二）催化加氢反应条件分析在进行催化加氢的过程中，能够干扰到其过程的营收就是反应的条件，无论是反应的速度、介质、压强或者重力等因素都能够带来明显的影响。
对于水溶性硝基物来说，可以将纯净水或者水醇作为替代，在反应的过程中用 DMSO、DMF两种溶剂参与。
一般在进行催化加氢的过程中对于环境会有要求，主要是在高压的环节下展开。
硝基还原反应是一个释放热量的过程，所以在反应的过程中要用一些去热的方法进行去热处理，这对于过程的监控也需要一定的条件。
碳钢是一个较为理想的材质，通常用在设备上，但是从长远的角度来看，这个材质可以用不锈钢进行替换，如果发生反应的物质不够稳定，那么就需要用玻璃进行替换[2]。
（三）抑制脱氯方面分析对于目前的带氯化合物催化加氢还原反应来说，还存在些许的难度，主要原因是在添氢的时候会造成脱氯反应，如果这个时候加入一定量的抑制剂，就会获得不错的防脱氯效果。
国外在相关方面也存在的一些研究，就包括将吗琳、磷酸三苯酯或者有机胺以及甲脒盐当做脱氯抑制剂会在整个反应的过程中取得不错的成果。
加氢工艺的原理和作用
加氢工艺的原理和作用1. 加氢工艺的概述加氢工艺是一种化学反应过程，通过向化合物中添加氢气，将其转化为更稳定、更有用的化合物。
加氢工艺广泛应用于石油和化工行业，用于改善和增强原料的性质，提高产品品质以及降低环境污染。
在加氢工艺中，常见的反应类型包括饱和加氢、脱硫加氢、脱氧加氢等。
这些反应可通过催化剂促进，在适当的温度和压力条件下进行。
2. 加氢反应的基本原理加氢反应是一种典型的还原反应，其基本原理可归结为以下几个方面：a) 氧化还原反应加氢过程是一种典型的氧化还原反应，其中有机物（通常是烃类）中的碳-碳键或碳-氧键被断裂，并与来自氢源（通常是分子态H2）的两个质子（H+）结合形成新的碳-碳或碳-氧键。
这个过程导致了有机物结构的改变，产生了更稳定的化合物。
b) 催化剂作用加氢反应通常需要催化剂的存在。
催化剂能够降低反应的活化能，提高反应速率，并促进有机物与氢气之间的相互作用。
常用的加氢催化剂包括铂、钯、镍等过渡金属。
c) 温度和压力控制加氢反应需要在适当的温度和压力条件下进行。
温度和压力对反应速率、平衡转化率以及产品选择性等方面都有重要影响。
高温有助于提高反应速率，但也容易导致副反应和催化剂失活；高压可以增加氢气溶解度，提高反应速率和平衡转化率。
3. 加氢工艺的作用a) 改善燃料质量加氢工艺可用于改善燃料质量，特别是涉及到石油精炼过程中的重油和残油。
通过饱和加氢反应，可将其中的不饱和烃类（如芳烃）转化为饱和烃类，降低其凝点、闪点和燃烧性能，提高燃料的稳定性和可燃性。
b) 脱硫和脱氮加氢工艺在石油和化工行业中广泛应用于脱硫和脱氮过程。
硫和氮是常见的污染物，会导致环境污染和催化剂失活。
通过加氢反应，可以将有机硫化物和有机氮化物转化为相对较稳定的化合物，降低其对环境的危害，并保护催化剂的活性。
c) 氢添加反应加氢工艺还可用于在有机分子中引入新的氢原子。
这种反应称为氢添加反应，可改变有机分子的结构、功能和性质。
加氢精制
1 加氢精制的工艺流程因原料而异，但基本原理是相同 的，如图所示，包括反应系统、生成油换热、冷却、分离 系统和循环氢系统三部分。
2 工艺流程介绍
* 原料油经原料油聚结脱水器脱水后，通过原料油过滤器 除去大于20um的固体颗粒，最后进入原料油缓冲罐。原 料油缓冲罐中的原料经原理泵升压后，与反应产物换热至 215℃，再与来自循环氢压缩机换热和循环氢加热炉的热 循环氢混合后形成15.9MPa、260 ℃的混氢油，在进入反 应器中进行加氢精制反应。 * 自加氢精制反应器来的14.7MPa、402 ℃反应产物经换热 后与加氢裂化反应产物一起进入空冷器，冷却后的反应产 物进入高压分离器和冷低压分离器进行油、气、水三相分 离。冷低分油进入分馏部分，低分气 进入延迟焦化装置， 含硫污水进入酸性水气体装置。
2 加氢原料油中断事故处理预案
一 事故确认与响应 • 缓冲罐液面下降，液位低限报警 • 反应进料指示下降或回零，其控制阀开大，低 限报警 • 反应进料泵停泵指示灯亮 原因 • 原料泵出现故障致供应中断 • 反应进料泵故障 • 反应泵进料控制阀关 • 装置停电
二 应急处理措施
• 罐区原料供应中断 1 联系调度罐区，了解原料中断原因，若短时间内能恢复供料，根据原 料缓冲罐的液位情况，适当降低进料量或改长循环操作 2 若短时间内不能恢复供料，降反应器入口至300摄氏度，装置改闭路 循环 3 若长时间不能恢复进料，按正常停工处理 • 反应进料泵故障 1 立即手动关闭进料控制阀，并将反应器入口逐步降至200摄氏度以下 等待恢复进料 2 到现场关进料泵，原料改界区返回，必要时将控制阀上下游阀关闭 3 分馏系统改短循环操作，多余产品可改污油去加氢原料，停吹汽，关 进塔根阀 4 当反应进料泵恢复后，按开工步骤恢复开工；若长时间不能恢复进料， 按停工步骤进行停工 反应进料控制阀关，可立即到现场改副线控制
工艺条件对碳二前加氢催化剂性能的影响
文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ３） ０ ９ — １ ２ ０ ７ — ０ ３ 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｅ ６ ２ ４ ． ９
ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ，ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ ＣＯ ｃ ｏｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏｒ ｍａ ｎ ｃｅ ｏｆ Ｃ２ ｒｏｎ ｆ ｔ － ｅ ｎ ｄ ｈｙ ｄｒ ｏ ｇｅ ｎ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．
Ｃ ＨＥ Ｃ ｈ ｕ ｎ － ｘ ｉ ａ ， Ｃ ＨＥ ＮＧＬ ｉ ｎ ，ＧＵＬ ｉ － ｆ ｅ ｎ ，Ｈ Ａ Ｎ Ｗ ｅ ｉ ，Ｘ Ｉ Ｅ Ｗ ｅ ｉ ｚ ，Ｑ Ｉ Ａ Ｎ
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（ １ ． Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ６ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ６ ０ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
加氢精制
第二节石脑油加氢精制一、直馏石脑油加氢精制工艺直馏石脑油由于其辛烷值较低，一般均不足50，故目前很少用直馏石脑油作为汽油的调和组分，直馏石脑油均作为下一工序的原料。
直馏石脑油用作催化重整装置的原料时，需经过预处理。
一是预分馏，根据目的产品要求，切取合适的馏分；二是预加氢及其相应的处理工艺，根据石脑油性质，选择适宜的预加氢催化剂及相应的工艺，转化并脱除石脑油中有害杂质，得到符合要求的原料油。
使重整催化剂能够得到充分发挥其性能，并能长期、稳定运转。
直馏石脑油用作制氢原料时，亦必须先进入预加氢，其选用的催化剂及工艺参数，与重整装置预加氢大致相同。
由于以石脑油作制氢原料所得氢气成本较高，已逐渐用其他价格较低的原料取代，目前作为制氢原料的石脑油量已逐年降低。
直馏石脑油的另一个重要用途是作为裂解制乙烯的原料。
由于裂解制乙烯工艺对直馏石脑油的要求较宽松，如要求其含硫量小于200ug/g、烯烃含量小于2.5v﹪、砷和铅(As+Pb)小于50ng/g。
所以目前乙烯装置对原料一般不进行与精制，而是选择符合质量要求的石脑油作为原料，如需进行加氢精制时，其选用的催化剂和工艺条件亦大致和重整装置的预加氢工艺相同。
因此，在本节中主要介绍催化重整装置的预加氢工艺。
1.石脑油性质国内原油多为石蜡基，硫、氮含量均较低，仅大庆油砷含量稍高。
近年来，由于油田采油增加了氯化烃作清蜡剂，直馏石脑油的含氯量显著增加，导致设备堵塞、腐蚀等一系列问题。
某些炼厂直馏石脑油性质列于表3-2-1以直馏石脑油作为重整原料油时，必须进行预精制。
某些进口原油的直馏石脑油性质列于表3-2-2中。
进口原料直馏石脑油的硫化物类型分布于表3-2-3，其单体硫化物，以沙中油为例，其主要为硫醇和硫醚类硫化物，噻吩类含量较低。
集中国内原油原油直馏石脑油中氯化物分布于表3-2-4中，从表中数据可以看出，轻馏分中的含量较高。
2.预加氢流程先分馏后加氢是典型的重整原料预处理流程，它适合加工直馏低硫石脑油，其流程示意图3-2-1。
加氢工艺原理与操作
2.压力
压力：主要是指氢分压，氢分压越高对加氢反应 越有利，可以增加加氢深度，有利于杂质的脱除 以及抑制催化剂积炭的沉积，但压力越高，对设 备材质要求也越高，因此压力的提高是有一定限 制的。在加氢精制生产过程中采用工业氢与循环 氢混合方法，通过调节循环氢纯度来改变氢分 压。
3.空速
空速：指单位时间内通过单位体积催化剂的物 料体积数。空速越高则装置生产能力越大，但 反应物料在反应中停留时间越短，不利于反应 的完全进行，产品质量受到影响。如空速过低 ，则生产能力降低，在反应器中停留时间过长 会增加裂解导致产品收率降低，催化剂上易积 碳。所以空速是有一定限制的，它受到原料油 性质、催化剂使用性能、产品质量要求等因素 限制，不能随便提高或降低。
润滑油加氢装置原则流程图
炉-201
反-201 容-201
工业氢自压缩机来 新氢自容-103来 原料油进装置
高压原料泵
换-201 换-202
空冷-201 冷-201 容-202
去冷-402 塔-201
冷-203 至泵-203
容-206 塔-202
空冷-202
滤-201
产品油出装置 循环氢至塔-301 富气至管-304
2.润滑油加氢补充精制原理
润滑油基础油加氢精制是除去油品中的含硫、氧、氮 化合物，改善油品颜色，贮存安定性，降低酸值。轻 度加氢精制不能饱和芳烃，更不能进行加氢裂化，因 此粘度指数提高较少。如果使用特殊效能的催化剂， 在较苛刻的条件下，使稠环芳烃转化为单环、少环长 侧链烃，则可以提高粘度指数，生产高档润滑油。
＋3H2 -→ 环已烷
含氮化合物的加氢：
＋4H2－→ CH3－CH2－CH2－CH3＋NH3
N
吡咯
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但是，氢分压也不能太高，氢分压过高并不能显著提高加氢效果，反而会因芳烃过度加氢饱和而消耗过多的氢气并产生更多的反应热，从而增加成本和造成催化剂床层温升。因此，氢分压的确定需要综合考虑诸多因素。
二、反应温度
（小组讨论：在加氢裂化过程中，反应温度对加氢裂化过程的具体影响有哪些？教师总结）
但是，氢油比增大也会带来一些不利的影响，比如：氢油比增大意味着单位时间内流过催化剂床层的气体量增加，那么反应物在催化剂床层里的停留时间就会缩短，这不利于加氢反应的进行。另外，氢油比越大，循环氢压缩机负荷就越高，能耗也就越大，那么装置的操作成本也就越高。
因此，合适的氢油比要根据原料性质、产品要求，综合考虑各种技术和经济因素来选择。
（小组讨论+教师总结）
所以，加氢过程空速的选择要综合考虑原料性质、催化剂活性、产品要求等各方面因素。
四、氢油比
（小组讨论：在加氢裂化过程中，氢油比对加氢裂化过程的具体影响有哪些？教师总结）
具体讲授：接下来介绍氢油比的影响，氢油比的概念在前面加氢裂化部分我们已经介绍过，简单来说，它是用进入反应器中的氢气与原料油的体积比来表示的。在压力、空速一定时，提高氢油比，可使反应器内氢分压上升，参与反应的氢气分子数也会增加，这有利于提高反应深度，也有助于抑制催化剂表面积炭，可延长催化剂的使用周期。同时，增大氢油比也意味着循环氢量相对增加，这样可带走更多的反应热，使催化剂床层温升减小。另外，提高氢油比也会提高原料油的气化率，促进原料油与氢气的混合，从而提高反应效果。
扬州工业学院信息化设计教案
序号
周次
授课形式
翻转课堂+讲授+信息化
学习情境
情境九：加氢处理
学时
1
知识点
工艺条件对加氢处理的影响
教学目标
知识目标
职业能力目标
1、掌握不同工艺条件对加氢处理的影响
1、能够会分析不同工艺条件对加氢处理过程以及产品性质、收率的影响
教学重点
1、掌握不同工艺条件对加氢处理过程的影响以及产品性质的影响
教学难点
1、工艺条件对加氢处理过程的影响以及产品性质的影响
教学方法
教学做一体、多媒体教学、讨论法、翻转课堂、信息化教学手段
教学媒介
教学课件、图片、实物、动画、视频、在线课堂、网络课程
授课主要内容
[课前导学]
导入新课：上一个知识点，我们给同学们介绍了原料性质对加氢处理过程的影响，今天我们来介绍工艺条件对加氢处理的影响。（小组讨论：工艺条件包括哪些？教师总结）在诸多加氢处理的影响因素中，当原料性质、催化剂和氢气来源这些因素确定之后，加氢处理过程的主要影响因素就变成了反应温度、氢分压、空速和氢油比。这里我们列出了在一般情况下，工业上加氢处理工艺条件的大体范围，可以看出其变化幅度是比较大的。接下来我们分别介绍这四个工艺条件的影响。
在工业上，加氢处理的温度范围一般为280~420oC，对于较轻的原料可用较低的温度，而对于较重的原料则需用较高的温度。例如重整原料预加氢的反应温度就比渣油加氢的反应温度要低许多。
前面我们说到加氢反应是个强放热反应，所以在绝热反应器中反应体系的温度会逐渐上升。为了控制反应温度，需要向反应器中分段通入冷氢。
具体讲授：接下来介绍反应温度的影响。在整个温度范围内，如果反应温度太低，加氢反应就会受到动力学的限制，反应速率就会太慢。此外，由于加氢反应是强放热反应，如果反应温度太高，又会受到热力学的限制，从而造成加氢平衡转化率下降；同时，过高的反应温度会加剧裂化反应的发生，从而降低液体收率，以及使催化剂因积炭而过快失活。因此，选择适宜的反应温度很重要。
[信息化教学]
一、氢分压
（小组讨论：什么叫氢分压分压？它和总压之间的关系是什么？在加氢裂化过程中，氢分压对加氢裂化过程的具体影响有哪些？教师总结）
具体讲授：首先来看氢分压的影响，氢分压是加氢处理过程的重要操作参数之一。一般情况下，氢分压增加时，催化剂表面上反应物和氢的吸附量就会增加，因此加氢反应速度也会随之加快，这对加氢脱硫、脱氮、脱芳烃等反应均有促进作用。此外，由于催化剂表面的氢分子含量增加了，在一定程度上也抑制了催化剂表面积炭，降低其失活速率。
三、空速
（小组讨论：在加氢裂化过程中，空速对加氢裂化过程的具体影响有哪些？教师总结）
具体讲授：空速对加氢处理过程也有很显著的影响，在加氢裂化部分我们已经给大家介绍过空速的定义。它是指单位时间内通过单位催化剂的原料油的量。降低空速意味着反应物与催化剂的接触时间延长，会使得加氢反应程度加深，这有利于提高产品的质量。降低空速使得反应物进料量减少，这也意味着装置的处理能力就降低了。此外，如果空速过低，就会使反应时间过长，使裂化反应更加显著，从而降低液体收率，氢耗也随之增大。