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石油炼化之加氢裂化


发布时间:

2023-10-20

重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量和氢碳比,而改变相对分子质量和氢碳比往往是同时进行的。改变油品的氢碳比有两条途径,一是脱碳,二是加氢。

  重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量和氢碳比,而改变相对分子质量和氢碳比往往是同时进行的。改变油品的氢碳比有两条途径,一是脱碳,二是加氢。

  1.原料:重质油等

  2.产品:轻质油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料)

  3.基本概念

  加氢裂化属于石油加工过程的加氢路线,是在催化剂存在下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。

  加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合,一方面能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品,另一方面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭,而且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去,使烯烃饱和。

  4.生产流程

  按反应器中催化剂所处的状态不同,可分为固定床、沸腾床和悬浮床等几种型式。

  a.固定床加氢裂化

  固定床是指将颗粒状的催化剂放置在反应器内,形成静态催化剂床层。原料油和氢气经升温、升压达到反应条件后进入反应系统,先进行加氢精制以除去硫、氮、氧杂质和二烯烃,再进行加氢裂化反应。反应产物经降温、分离、降压和分馏后,目的产品送出装置,分离出含氢较高 (80%,90%)的气体,作为循环氢使用。

  未转化油(称尾油)可以部分循环、全部循环或不循环一次通过。

  b.沸腾床加氢裂化

  沸腾床(又称膨胀床)工艺是借助于流体流速带动具有一定颗粒度的催化剂运动,形成气、液、固三相床层,从而使氢气、原料油和催化剂充分接触而完成加氢反应过程。

  沸腾床工艺可以处理金属含量和残炭值较高的原料(如减压渣油).并可使重油深度转化;但反应温度较高,一般在400~450℃范围内。

  此种工艺比较复杂,国内尚未工业化。

  c.悬浮床(浆液床)加氢工艺

  悬浮床工艺是为了适应非常劣质的原料而重新得到重视的一种加氢工艺。其原理与沸腾床相类似,其基本流程是以细粉状催化剂与原料预先混合,再与氢气一向进入反应器自下而上流动,催化剂悬浮于液相中,进行加氢裂化反应,催化剂随着反应产物一起从反应器顶部流出。

  该装置能加工各种重质原油和普通原油渣油,但装置投资大。该工艺目前在国内尚属研究开发阶段。

  5.生产设备

  加氢工艺生产装置的主要设备是在高温、高压及有氢气和硫化氢存在的条件下运行的,故其设计、制造和材料的选用等要求都很高,对生产操作的控制也极严格。

  高压加氢反应器是装置中的关键设备,工作条件苛刻,制造困难,价格昂贵。

  根据介质是否直接接触金属器壁,分为冷壁反应器和热壁反应器两种结构。反应器由筒体和内部结构两部分组成。

  a.加氢反应器筒体

  反应器筒体分为冷壁筒和热壁筒两种。

  b.加氢反应器内件

  加氢反应是在高温高压及有腐蚀介质(H2、H2S)的条件下操作,除了在材质上要注意防止氢腐蚀及其他介质的腐蚀以外,加氢反应器还应保证:反应物(油气和氢)在反应器中分布均匀,保证反应物与催化剂有良好的接触;及时排除反应热,避免反应温度过高和催化剂过热.以保证最佳反应条件和延长催化剂寿命;在反应物均匀分布的前提下,反应器内部的压力降不致过大,以减少循环压缩机的负荷,节省能源。

  为此,反应器内部需设置必要的内部构件,以达到气液均匀分布为主要目标。典型的反应器内构件包括:入口扩散器、气液分配盘、去垢篮筐、催化剂支持盘、急冷氢箱及再分配盘、出口集合器等。

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