催化加氢（石油加工生产技术课件）

石油和化学工程系项目六：催化加氢任务一：催化加氢概述1催化加氢的定义、分类及目的2催化加氢在炼油工业中的地位和作用3加氢技术发展的趋势知识点01定义、分类及目的催化加氢是在氢气存在下对石油馏分进行催化加工过程的通称。知识点1

定义、分类及目的定义01知识点1

定义、分类及目的分类02加氢处理

加氢裂化

脱除油品中的硫、氮、氧及金属等杂质，同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，从而改善原料的品质和产品的使用性能。特点：原料油的范围宽，产品灵活性大，液体产品收率高，产品质量高，对环境友好，劳动强度小等优点，因此广泛用于原料预处理和产品精制。将大分子裂化为小分子以提高轻质油收率，同时还除去一些杂质。其特点是轻质油收率高，产品饱和度高，杂质含量少。将大分子裂化为小分子以提高轻质油收率，同时还除去一些杂质。特点：轻质油收率高，产品饱和度高，杂质含量少。知识点1

定义、分类及目的目的03加氢处理

加氢裂化

02催化加氢在炼油工业中的地位和作用知识点2催化加氢在炼油工业中的地位和作用

在现代炼油工业中，催化加氢技术的工业应用较晚，

但其工业应用的速度和规模都很快超过热加工、催化裂化、铂重整等工艺。石油加工过程实际上就是碳和氢的重新分配过程，早期的炼油技术主要通过脱碳过程提高产品氢含量，如催化裂化、焦化过程。随着产品收率和质量要求提高，需要通过加氢技术来提高产品氢含量，并同时脱去对大气有污染的硫、氮和芳烃等杂质。3环境保护的要求

2对轻质油品的需求持续增长，特别是中间馏分油如喷气燃料和柴油。1原油变重、品质变差，原油中硫、氮、氧、钒、镍、铁等杂质含量呈上升趋势，炼厂加工含硫原油和重质原油的比例逐年增大。知识点2催化加氢在炼油工业中的地位和作用加氢技术快速增长的主要原因03

加氢技术发展的趋势知识点3

加氢技术发展的趋势

01加氢处理技术02芳烃深度加氢技术033加氢裂化技术石油和化学工程系项目六：催化加氢任务二：催化加氢反应一是除去氧、硫、氮及金属等少量杂质的加氢处理过程反应二是涉及烃类加氢反应。这两类反应在加氢处理和加氢裂化过程中都存在，只是侧重点不同。前言1加氢处理反应2烃类加氢反应知识点01

加氢处理反应知识点1

加氢处理反应加氢脱硫反应（HDS）石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反应。加氢脱氧反应（HDO）知识点1

加氢处理反应石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮。加氢脱氮反应（HDS）知识点1

加氢处理反应石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺。

加氢脱金属（HDM）石油馏分中的金属主要有镍、钒、铁、钙等，主要存在于重质馏分，尤其是渣油中。知识点1

加氢处理反应02烃类加氢反应一是有氢气直接参与的化学反应，如加氢裂化和不饱和键的加氢饱和反应，此过程表现为耗氢二是在临氢条件下的化学反应，如异构化反应。此过程表现为，虽然有氢气存在，但过程不消耗氢气，实际过程中的临氢降凝是其应用之一。知识点2

烃类加氢反应知识点2

烃类加氢反应1.烷烃加氢反应

R1－R2+H2→R1H+R2HnCnH2n+2→iCnH2n+2

2.环烷烃加氢反应

3.芳香烃加氢反应

苯在加氢条件下反应首先生成六元环烷，然后发生前述相同反应。烷基苯加氢裂化反应主要有脱烷基、烷基转移、异构化、环化等。4.烯烃加氢反应

知识点2

烃类加氢反应

R－CH=CH2

＋H2→R－CH2－CH3R－CH=CH－CH=CH2

＋2H2→R－CH2－CH2－CH2－CH3nCnH2N→iCNH2N

iCNH2N

＋H2→iCNH2N＋2烯烃在加氢条件下主要发生加氢饱和及异构化反应。如下：5.烃类加氢反应的热力学特点

知识点2

烃类加氢反应

烃类裂解和烯烃加氢饱和等反应化学平衡常数值较大，不受热力学平衡常数的限制。加氢裂化反应中加氢反应是强放热反应，而裂解反应则是吸热反应。但裂解反应的吸热效应远低于加氢反应的放热效应，总的结果表现为放热效应。石油和化学工程系项目六：催化加氢任务三：加氢处理工艺流程1馏分油加氢处理

2渣油加氢处理知识点01

馏分油加氢处理

主要有二次加工汽油、柴油的精制和含硫、芳烃高的直馏煤油馏分精制。知识点1

馏分油加氢处理馏分油加氢处理

知识点1

馏分油加氢处理汽油馏分加氢

煤油馏分加氢柴油馏分加氢焦化汽油与热裂化汽油中硫、氮及烯烃含量较高，安定性差，辛烷值低，需要通过加氢处理，才能作为汽油调合组分、重整原料，或乙烯裂解原料。直馏煤油加氢处理，主要是对含硫、氮和芳烃高的煤油馏分进行加氢脱硫、脱氮及部分芳烃饱和，以改善其燃烧性能，生产合格的喷气燃料或灯用煤油。柴油加氢精制主要是焦化柴油与催化裂化柴油的加氢精制。加氢脱氮是柴油加氢处理改质的首要目的。馏分油加氢处理典型工艺流程图

知识点1

馏分油加氢处理02

渣油加氢处理艺流程

主要脱除渣油中硫、氮和金属杂质，降低残炭值、脱除沥青质等，为下游RFCC或焦化提供优质原料；也可以进行渣油加氢裂化生产轻质燃料油。知识点2

渣油加氢处理渣油加氢处理

渣油加氢主要有固定床、移动床、沸腾床及悬浮床等不同类型的反应器。

知识点2

渣油加氢处理渣油加氢处理

渣油加氢过程中，发生的主要反应有加氢脱硫、脱氮、脱氧、脱金属等反应，以及残炭前身物转化和加氢裂化反应。

知识点2

渣油加氢处理渣油加氢处理工艺流程与一般馏分油加氢处理流程的不同3由于一般渣油含硫量较高，故循环氢需要脱除H2S，防止或减轻高压反应系统腐蚀。2加氢生成油经过热高压分离器与冷高压分离器，提高气液分离效果，防止重油带出；1原料油首先经过微孔过滤器，以除去夹带的固体微粒，防止反应器床层压降过快；渣油加氢处理工艺原则流程图

知识点2

渣油加氢处理石油和化学工程系项目六：催化加氢任务四：加氢裂化工艺流程1一段加氢裂化工艺流程2二段加氢裂化工艺流程知识点01

一段加氢裂化工艺流程知识点1

一段加氢裂化一段一次通过流程01

一段一次通过流程的加氢裂化装置主要是以直馏减压馏分油为原料生产喷气燃料、低凝柴为主，裂化尾油作高黏度指数、低凝点润滑油料。

知识点1

一段加氢裂化产品收率表

产品收率

27.333.2520.1413.4l17.0616.191.7l2.661.06

27.22-3号喷气燃料22.13N7①组分油11.6212.3223.811.802.701.21

石脑油染料溶剂油—35号柴油0号柴油冷榨脱蜡料尾油液化石油气燃料气损失柴油喷气燃料产品方案流程图高压一次通过加氢裂化工艺原则流程知识点1

一段加氢裂化知识点1

一段加氢裂化一段串联循环流程02

一段串联循环流程是将尾油全部返回裂解段裂解成产品。根据目的产品不同，可分为中馏分油型(喷气燃料一柴油)和轻油型(重石脑油)。性质及收率表

主要产品性质及收率

0.8064249～327－73－6－－－<1<121.6

0.7842159～273①－－－－54.7362.25<1－43.1

0.7418102～143－－－－－41.7<1<113.1

0.674244～10076.2－－－－1<1<116.4

密度（15℃），g/cm3馏程，℃辛烷值（RON）十六烷值（计算）倾点，℃结晶点，℃烟点，mm芳烃，v%总硫，μg/g总氮，μg/g产率②，占进料，m%

轻柴油3号喷气燃料重石脑油轻石脑油产品知识点1

一段加氢裂化流程图

一段串联全循环加氢裂化反应系统流程图

知识点1

一段加氢裂化02

二段加氢裂化工艺流程

知识点2

二段加氢裂化适合处理高硫、高氮减压蜡油，催化裂化循环油，焦化蜡油，或这些油的混合油。知识点2

二段加氢裂化

缺点

优点与一段工艺相比，气体产率低、干气少、目的产品收率高、液体总收率高；产品质量好，特别是产品中芳烃含量非常低；氢耗较低；产品方案灵活大；原料适应性强，可加工更重质、更劣质原料等。工艺流程复杂，装置投资和操作费用高。二段加氢裂化工艺原理流程知识点2

二段加氢裂化石油和化学工程系项目六：催化加氢任务五：催化加氢过程中的操作条件分析1原料的组成和性质2催化剂性能3工艺操作条件

知识点01

原料的组成和性质

知识点1

原料的组成和性质知识点1

原料的组成和性质

馏分油来源、切割位置和范围不同，其组分含量也不同。原油越重、馏分油切割终馏点越高，则馏分中杂质元素含量和重质芳烃含量越高，且其构成的化合物结构