《工学催化加氢》ppt课件

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1、石油炼制工程第八章催化加氢第一节概述催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。炼油厂的加氢过程主要有两大类：加氢精制加氢裂化（加氢处理）2加氢精制/加氢处理石油产品精制原料预处理润滑油加氢临氢降凝加氢裂化馏分油加氢裂化重(渣)油加处理3常用的加氢过程催化重整原料油加氢精制石脑油加氢精制（焦化汽油加氢作乙烯料）催化汽油加氢（脱硫、降烯）喷气燃料加氢精制（直馏煤油）柴油加氢精制（直馏、焦柴、催柴）催化原料油加氢预处理（脱硫、脱金属）渣油加氢处理（脱硫、脱金属）润滑油加氢（加氢精制、异构脱蜡）石蜡和凡士林加氢精制等。4加氢精制过程(

2、hydrofining)用于油品的精制，其目的就是通过加氢脱除石油中的硫、氮、氧及金属等杂质，并对部分芳烃进行加氢，改善油品的质量。5催化加氢精制的原料：轻质馏分、中间馏分、减压馏分、减压渣油都可能作为加氢精制的原料；含硫原油的各个直馏馏分都需要加氢精制后才能达到产品的质量要求；石油热加工产物含有烯烃和二烯烃等不饱和组份，也必须要通过加氢精制提高其安定性和改善其质量。6加氢精制的用途根据其主要目的或精制深度的不同有：加氢脱硫（HDS）加氢脱氮（HDN）加氢脱金属（HDM）对于较重的馏分又称加氢处理，如作为润滑油或蜡的最后精制则成为加氢补

3、充精制。加氢处理(hydrotreating)是通过部分加氢裂化和加氢精制反应使原料油质量符合下一个工序的要求。加氢处理多用于渣油和脱沥青油。7加氢精制原理流程图1－加热炉；2－反应器；3－分离器；4－稳定塔；5－循环压缩机8加氢裂化：在较高的反应压力下，较重的原料在氢压及催化剂存在下进行裂解和加氢反应，使之成为较轻的燃料或制取乙烯的原料。可分为：馏分油加氢裂化渣油加氢裂化加氢精制与加氢裂化的不同点在于其反应条件比较缓和，因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架结构变化很小。9催化加氢在石油加工中相当重要，在国外催化加氢过程仅次于催化裂化。

4、在我国催化加氢过程正得到快速发展。主要原因在于：含硫原油及重质原油的产量日益增多，需要提高原油的加工深度，获得更多的轻质油品。对油品质量的要求不断提高以减少对大气的污染。10自1966年中国第1套40万t/a馏分油固定床加氢裂化装置在大庆石化总厂投产以来,历经44年的发展,截止到2010年3月底,加氢裂化装置加工能力5616万t/a,其中中国石化占49.6%,中国石油占27.6%,其余为中海油和其他企业;渣油加氢装置加工能力1160万t/a,其中中国石化占57.9%,中国石油占42.1%。我国催化加氢能力已经超过1亿吨。11第二节加氢过

5、程的化学反应一、加氢处理过程的化学反应加氢脱硫（HDS）加氢脱氧（HDO）加氢脱氮（HDN）加氢脱金属（HDM）不饱和烃的加氢饱和121、加氢脱硫反应RSH+H2→RH+H2SR-S-R+2H2→2RH+H2SRSSR+3H2→2RH+2H2S13石油馏分中硫化物的C－S键的键能比C－C和C－N键的键能小。因此，在加氢过程中，硫化物的C－S键先断裂生成相应的烃类和H2S。各种硫化物在加氢条件下反应活性因分子大小和结构不同存在差异，其活性大小的顺序为：硫醇＞二硫化物＞硫醚≈四氢噻吩＞噻吩。142、加氢脱氮反应吡咯：喹啉：吡啶：脂肪胺及芳香

6、胺：15加氢脱氮反应包括两种不同类型的反应，即C=N的加氢和C－N键断裂反应，因此，加氢脱氮反应较脱硫困难。加氢脱氮反应中存在受热力学平衡影响的情况。馏分越重，加氢脱氮越困难。主要因为馏分越重，氮含量越高；另外重馏分氮化物结构也越复杂，空间位阻效应增强，且氮化物中芳香杂环氮化物最多。163、加氢脱氧反应含氧化合物反应活性顺序为：呋喃环类＞酚类＞酮类＞醛类＞烷基醚类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。含氧化合物在加氢条件下通过氢解生成烃和水174、加氢脱金属反应渣油中的金属化合物在H2/H2S存在条件下，转化

7、为金属硫化物沉积在催化剂表面上。18以非卟啉化合物存在的金属反应活性高，很容易在H2／H2S存在条件下，转化为金属硫化物沉积在催化剂表面上。而以卟啉型存在的金属化合物先可逆地生成中间产物，然后中间产物进一步氢解，生成的硫化态镍以固体形式沉积在催化剂上。195、烯烃加氢饱和反应烯烃加氢饱和反应速度较快，易反应完全。R-CH=CH2+H2→R-CH-CH3R-CH=CH-CH=CH2+2H2→R-CH2-CH2-CH2-CH3注意：烯烃加氢饱和反应是放热效应，且热效应较大。因此对不饱和烃含量高的油品进行加氢时，要注意控制反应温度，避免反应器

8、的超温。206、芳烃加氢饱和反应在一般的工艺条件下，芳烃加氢饱和困难，尤其是单环芳烃，需要较高的压力及较低的反应温度。在芳烃的加氢反应中，多环芳烃转化为单环芳烃比单环芳烃加氢饱和要容易得多。21上述加氢精制