加氢工艺培训教材
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汽油加氢装置工艺流程培训教案1 汽油加氢装置简介1.1 概况乙烯装置来的裂解汽油(C5—C9馏份)中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳烃成份,是获得芳烃的宝贵原料。
裂解汽油中除芳烃外,还含有单烯烃,双烯烃和烯基芳烃,还含有硫、氧、氮杂质。
由于有不饱和烃的存在,裂解汽油是不稳定的。
裂解汽油加氢的目的就是使不饱和烃变成饱和烃,并除去硫、氮、氧等杂质,为芳烃抽提装置提供稳定的高浓度芳烃含量的原料—加氢汽油。
1.2 原辅料及成品的特性本装置在工艺上属于易燃、易爆、高温生产线,易发生着火、爆炸和气体中毒等事故。
裂解汽油为淡黄色芳香味挥发性液体,是芳香族和脂肪碳氢化合物的混合体。
主要是由苯、甲苯、二甲苯、乙苯及C5-C9以上烃类组成。
对人体存在危害作用。
氢气是种易燃易爆气体。
氢气与空气混合,爆炸范围为4-74%(V)。
加氢汽油主要是由由苯、甲苯、二甲苯、乙苯及C5-C8饱和烷烃组成,对人体也存在危害作用。
过氧化氢异丙苯为无色或黄色油状液体,有特殊臭味,易分解引起爆炸。
硫化氢属于高危害毒物,密度比空气重,能沿地面扩散,燃烧时会产生二氧化硫有毒蒸汽,对人体存在危害作用。
2 工艺流程简介2.1工艺特点汽油装置采用国产化汽油加氢技术,其生产方法是先切除C 5馏份和C 9馏份,剩下的C 6—C 8馏份进行一段加氢,二段加氢,最终得到芳烃抽提的原料—加氢汽油。
2.2装置组成汽油加氢装置由以下三部分组成:A :预分馏单元(主要包括切割C 5、脱砷、切割C 9)B :反应单元(主要包括一段加氢、二段加氢、压缩、和过热炉)C :稳定单元(主要包括脱硫化氢系统) 2.3工艺说明 2.3.1生产方法利用裂解汽油中各组分在一定温度、压力的条件下,其相对挥发度不同,采用普通精馏的方法,将C 5馏份和沸点在其以下的轻馏份、C 9馏份和沸点在其以上的重组份,通过脱C 5塔和脱C 9塔分离,得到C 6—C 8馏份,然后通过钯或镍系催化剂和钴钼催化剂,进行选择性二次加氢,将C 6—C 8馏份中的不饱和烃加氢成饱和烃,并除去其中的有机硫化物、氧化物、氯化物,其主要化学反应有:(1)双烯加氢,在一段反应器进行。
加氢工艺安全培训教材一、引言加氢工艺是一种常用的化学工艺,广泛应用于石油炼制、化工合成等领域。
然而,由于加氢工艺本身的高压高温特点,以及工艺操作中的一些潜在风险,加氢工艺安全问题备受关注。
为了确保操作人员在加氢工艺中的安全,本教材旨在介绍加氢工艺相关的安全培训知识。
二、加氢工艺的基本原理与流程1. 加氢工艺的定义和应用范围加氢工艺是指将氢气与其它物质进行反应,改变物质性质的化学工艺。
加氢工艺广泛应用于石油炼制、化工合成等领域,用于提高产品质量、改变产品性质等。
2. 加氢工艺的基本原理加氢工艺的基本原理是通过加氢反应将氢气与待加氢的物质反应生成目标产物。
加氢反应通常在高温高压条件下进行,通过催化剂的作用使反应更加高效。
3. 加氢工艺的基本流程加氢工艺的基本流程包括原料处理、催化剂加载、加氢反应、分离与净化等步骤。
每个步骤都需要操作人员严格按照操作规程进行操作,以确保工艺的安全性。
三、加氢工艺的安全风险与防范措施1. 加氢工艺的安全风险加氢工艺中存在着一些潜在的安全风险,如高压高温下的爆炸风险、催化剂中毒风险、氢气泄漏风险等。
这些风险可能导致人身伤害、设备损坏以及环境污染等问题。
2. 加氢工艺的防范措施为了确保加氢工艺的安全运行,操作人员需要遵守以下防范措施:(1) 严格按照操作规程进行操作,不得随意变更操作条件;(2) 定期对设备进行检修和维护,确保设备的正常运行;(3) 加氢装置周围禁止有明火存在,保持通风良好;(4) 加强催化剂的管理,确保催化剂处于良好状态;(5) 加强对操作人员的培训,提高他们的安全意识。
四、加氢工艺中的安全应急措施1. 加氢工艺中的常见事故类型加氢工艺中常见的事故类型包括氢气泄露、设备泄漏、催化剂中毒、设备故障等。
这些事故可能给人身、设备和环境带来严重威胁。
2. 加氢工艺中的安全应急措施在加氢工艺发生事故时,操作人员需要迅速采取以下应急措施:(1) 立即切断氢气供应,避免火灾或爆炸的发生;(2) 启动安全系统,保护设备和环境;(3) 迅速撤离事故现场,并与相关部门沟通,寻求专业救援。
加氢规程培训工艺原理原料油在催化剂和氢气的存在下,其中的非饱和烃加氢饱和,以及非烃组分中的 S、N等杂原子形成 H 2 S、NH 3 从原料油中脱离出来,使原料油达到精制和净化,改善油品质量;或使重质原料油裂化成较轻馏分油以提高轻质油品收率并且同时得到优质产品。
主要操作条件加氢试验主要操作条件:反应温度(0~550℃)、反应压力(0~20.0MPa)、氢气流量(新氢流量(100L/h)、循环氢流量(600L/h))、原料油量(0~1000ml/h)、液位(0~100%),其试验参数值由试验方案规定。
反应压力控制目标保证操作压力稳定,波动不超过plusmn;0.05MPa。
控制范围 0~20.0MPa 控制方式压力控制可通过总氢阀开度、背压阀 PC101(PC201)或旁路阀、定压阀(PVC)、压力控制阀的开度来控制。
2.2.3.1 首先应检查在总氢阀开度是否正常。
2.2.3.2 总氢阀开度正常,总氢压力高于系统压力的情况下,如果系统压力低:检查背压阀PC—101(PC-201)阀位开度或旁路阀是否打开,如果打开就关闭。
或缓慢开定压阀(PVC),并观察精密表指针变化至所要求系统压力,然后观察 PC—10l 指示。
2.2.3.3 总氢阀开度正常,总氢压力高于系统压力的情况下,如果压力过高:检查 PC—101(PC—201)开度及湿式气体流量计指针是否转动及转动速度,然后在上位机上调节风压。
或检查新氢旁路阀的开度。
如仍控制不住,应稍关 PVC 阀,或开 PC—101(PC—201)旁路进行调节。
非正常状态操作泄漏现象:a 漏油从接口漏出或保温带湿; b 新氢量增加,且系统进气量与排气量相差较大; c 系统压力下降。
处理:若漏点不在临氢系统或漏点较小,可直接处理;若漏量较大,且在临氢系统,应将反应温度降至350℃以下,停止进油,并降系统压力至小于 3.0MPa 处理;若是反应器任何一个部位泄漏,均需停运后再作处理。
2023加氢技术培训资料ppt汽油加氢技术ppt•加氢技术简介•汽油加氢技术•汽油加氢技术的影响因素•汽油加氢技术的实际应用目•汽油加氢技术的安全措施录01加氢技术简介加氢技术是一种将氢气加入到油品中,通过化学反应将油品中的杂质和有害物质进行脱硫、脱氮、脱氧等反应,提高油品质量和安定性的技术。
加氢技术定义加氢技术主要基于氢气在高温高压下与油品中的硫、氮、氧等杂质发生化学反应,生成水、氨、醇等物质,从而达到净化油品的目的。
加氢技术原理加氢技术的定义和原理1加氢技术在石油工业的应用23加氢技术在石油炼制领域广泛应用于常减压、催化裂化、重整等装置中,用于提高油品质量和生产效率。
石油炼制领域加氢技术在燃料油领域主要应用于汽油、柴油、煤油等产品的精制和调和,提高油品质量和安定性。
燃料油领域加氢技术在润滑油领域用于生产高粘度指数润滑油基础油,提高润滑油的性能和品质。
润滑油领域03工业应用规模的扩大随着加氢技术的不断发展和完善,其工业应用规模将不断扩大,成为石油工业中不可或缺的技术之一。
加氢技术的发展趋势01高效催化剂和反应器的研究与开发加氢技术的发展趋势是研究和开发高效催化剂和反应器,提高加氢效率和降低能源消耗。
02清洁燃料的生产加氢技术的研究和开发重点是生产清洁燃料,如氢燃料电池、生物燃料等,以满足环保和可持续发展的需求。
02汽油加氢技术定义汽油加氢技术是指在炼油过程中,将汽油通过加氢反应器,使用氢气作为催化剂,使汽油中的杂质和有害物质与氢气反应,进而转化为对人体和环境无害的物质。
原理汽油加氢技术的原理是利用氢气的还原性,将其通过催化剂在高温高压下与汽油中的杂质和有害物质反应,转化为对人体和环境无害的物质。
汽油加氢技术的定义和原理汽油加氢技术的工艺流程加氢反应将预处理后的汽油加入加氢反应器中,通入氢气,并加入催化剂,使汽油中的杂质和有害物质与氢气反应。
产品分馏反应后的汽油通过分馏塔分离成不同沸点的组分,得到清洁的汽油产品。
加氢工艺培训教材近年来由于国家对汽柴油等石化产品的质量要求越来越高,而原料的性质越来越差,传统的油品加工工艺越来越难以满足要求。
美国DuPont公司IsoTherming加氢新工艺,使用新型加氢反应系统,投资成本和操作费用较低。
该工艺通过先用氢气使混合进料和先前已被加氢处理的液体循环物流处于氢饱和状态,混合进料和循环物流和反应所需的全部氢气一起进入催化剂床层。
当氢气呈液相以溶解氢形式进入反应器时,整个反应只受内在反应速率(催化剂的有效因素和实际反应速率)的控制。
加氢时,发生的绝大多数反应为高放热反应.被处理过的流体循环物流不仅可向反应提供大量溶解氢,还可以作为热载体,有助于吸收反应热量,使反应器在更为等温的模式中运行,同时该技术还可大大减少催化剂的结焦现象.1 加氢技术简介1。
1加氢的作用:1)脱除原料油中的S、N、重金属等组分,为后续装置做好准备;2)降低原料油中胶质,残炭值,提高后续装置加工量、产品收率;3)对催化柴油,焦化柴油,直馏柴油等产品进行精制以提高质量;4)使油品中的芳烃饱和,降低油品密度;1.2加氢的种类:1、石脑油加氢通过加氢使得S含量<0.5ppm、N含量〈0.5ppm.石脑油加氢的约束条件:1)反应床层温度不得高于350℃;2)硅含量需严格控制,以防催化剂中毒;3)控制砷的含量;4)辛烷值损失要尽量少;5)注意控制压力降,不能过大。
2、煤油加氢通过加氢改善煤油烟点;降硫醇含量;降酸度、环烷烃含量。
煤油加氢的约束条件:1)温度控制合适,温度过高会使煤油颜色加深,烟点上升;2)采用钴钼催化剂。
3、柴油加氢通过加氢使产品质量得以改进,生产产品低硫柴油和超低硫柴油;同时使柴油中的芳烃饱和,改善柴油色泽,稳定性;脱蜡,改善柴油凝固点.柴油加氢的约束条件:1)温度限制,随着催化剂活性的降低,为保证产品质量需提高进料油品的温度,但进料温度过高催化剂又易结焦;2)反应床层温度过高会影响柴油色度;3)压力降不能过大。
加氢工艺培训教材近年来由于国家对汽柴油等石化产品的质量要求越来越高,而原料的性质越来越差,传统的油品加工工艺越来越难以满足要求。
美国DuPont公司IsoTherming加氢新工艺,使用新型加氢反应系统,投资成本和操作费用较低。
该工艺通过先用氢气使混合进料和先前已被加氢处理的液体循环物流处于氢饱和状态,混合进料和循环物流和反应所需的全部氢气一起进入催化剂床层。
当氢气呈液相以溶解氢形式进入反应器时,整个反应只受内在反应速率(催化剂的有效因素和实际反应速率)的控制。
加氢时,发生的绝大多数反应为高放热反应。
被处理过的流体循环物流不仅可向反应提供大量溶解氢,还可以作为热载体,有助于吸收反应热量,使反应器在更为等温的模式中运行,同时该技术还可大大减少催化剂的结焦现象。
1 加氢技术简介1.1加氢的作用:1)脱除原料油中的S、N、重金属等组分,为后续装置做好准备;2)降低原料油中胶质,残炭值,提高后续装置加工量、产品收率;3)对催化柴油,焦化柴油,直馏柴油等产品进行精制以提高质量;4)使油品中的芳烃饱和,降低油品密度;1.2加氢的种类:1、石脑油加氢通过加氢使得S含量<0.5ppm、N含量<0.5ppm。
石脑油加氢的约束条件:1)反应床层温度不得高于350℃;2)硅含量需严格控制,以防催化剂中毒;3)控制砷的含量;4)辛烷值损失要尽量少;5)注意控制压力降,不能过大。
2、煤油加氢通过加氢改善煤油烟点;降硫醇含量;降酸度、环烷烃含量。
煤油加氢的约束条件:1)温度控制合适,温度过高会使煤油颜色加深,烟点上升;2)采用钴钼催化剂。
3、柴油加氢通过加氢使产品质量得以改进,生产产品低硫柴油和超低硫柴油;同时使柴油中的芳烃饱和,改善柴油色泽,稳定性;脱蜡,改善柴油凝固点。
柴油加氢的约束条件:1)温度限制,随着催化剂活性的降低,为保证产品质量需提高进料油品的温度,但进料温度过高催化剂又易结焦;2)反应床层温度过高会影响柴油色度;3)压力降不能过大。
4、催化原料预处理通过加氢对催化原料脱S,脱N,降原料油密度,降残炭,使芳烃饱和。
约束条件:1)反应床层温度,影响反应速率;2)重金属含量过高,会使催化剂中毒;3)压力降过高会影响操作。
2 加氢技术的发展加氢技术可分为三个阶段:第一阶段为1940~1970年,以提高产率为主,渣油转化技术;第二阶段为1980~2010年,对产品质量要求逐渐提高,以清洁环保为主。
第三阶段为2020~以后,针对能源紧缺,需将更多重油转化为产品。
为能源充分利用阶段。
3 DuPont IsoTherming加氢3.1 IsoTherming加氢工艺IsoTherming油品加氢改质工艺分原料预处理部分,加氢反应部分,热、冷低分部分,分馏部分,新氢压缩机部分等。
原料预处理部分:混合原料(包括焦化蜡油、焦化柴油、直馏柴油、催化柴油)先进入进料过滤器过滤,然后与低硫柴油换热后进入原料缓冲罐,原料进入缓冲罐前腰控制好温度在150℃以下,以防结焦,然后由进料泵将原料抽出送往后续工段。
加氢反应部分:保护床控制总体原则要确保进入床层的液体处于氢饱和状态,可采取以下措施:(1)每个床层上都要保证一定液位,淹没催化剂;(2)释放气的流量控制至最小且为固定值,确保有连续的气相不断从反应器床层往外排,确保有氢气逸出,从而保证油品处于氢饱和状态。
反应器床层的液位通过注氢量来控制,液位高时,加大氢气量,可将液位压下去。
热、冷低分部分:主要为热低压分离罐、冷低压分离罐。
由于反应过程中有铵盐生成,会对设备造成腐蚀,因此在油品进冷低压分离器前注水,以洗去铵盐。
分馏部分:由热低压分离器底抽出的油进入分馏进料加热炉,然后进入分馏塔底部(28层)然后通过分馏工艺分离出各组分。
新氢压缩机部分:由进出口分液罐、中间冷却器、往复压缩机组成。
制氢装置来的氢气进入压缩机入口分液罐后,由压缩机升压后送入反应系统。
3.2关键设备介绍(1)、反应器1)反应器关键参数为反应温度、压力及催化剂体积;2)反应器床层数量与氢耗、氢气的溶解度、反应器床层压降有关,同时受加氢循环泵的相关参数(扬程、流量等)限制。
(2)、反应器循环泵反应器循环泵目的:1)是将溶解有氢气的反应产物循环带入反应器中;2)吸收反应热,使反应器床层温度比传统模式低,生焦量下降。
因此泵的可靠性要求高、无泄漏,一般采用高温屏蔽泵以提高整个装置的安全性。
3.3与传统加氢工艺的比较该套工艺称为等温加氢,因反应热被循环的液体吸收,温升较低,接近等温而得名。
传统工艺靠循环氢压缩机和新氢压缩机提供氢源,在反应器中有气液两相存在,有H2从气相到液相的传质过程,同时反应产物H2S从液相传质到气相中。
而该套工艺不同于传统技术,采用液相循环。
整个反应器为全液相,氢气溶解于油中,少了气液相的传质过程,没有传质阻力。
因此反应器体积相对较小,同时省去了很多高压设备。
热高分、冷高分分别由热低分、冷低分代替,用循环油泵代替了循环氢压缩机,取消了部分高压换热器,大大降低了投资成本。
4化学反应原理4.1加氢反应原理利用H2把不饱和键饱和、将C-S、C-N键断开变成H2S、NH3及将C-C键断开,把大分子变成小分子。
4.2反应分类(1)希望发生的反应(正反应)1)脱硫反应;2)脱氮反应;3)脱氧反应;4)脱卤素反应;5)脱金属反应;6)加氢饱和反应(芳烃饱和可提高十六烷值,芳烃开环及支键断开可降低油品密度);7)深度有限的裂化反应。
(2)不希望发生的反应(副反应)1)过度裂化(如石脑油变瓦斯)。
过度裂化床层温度不好控制;2)结焦反应。
减少催化剂使用寿命,床层压降上升。
4.3原料的性质原料的性质主要表现在以下几个方面:1)馏程;2)硫含量;3)氮含量;4)密度;5)芳烃;6)重金属;7)辛烷值。
(1)馏程原料干点高,分子量大,API下降,密度增大,硫化物含量多,重金属含量高(特别是蜡油),催化剂更易中毒,同时加工过程中产品的颜色加深,易产生焦炭,主要是其中不饱和物高,在有氧条件下很快氧化成胶质,使颜色加深。
原料干点增加达一定程度后,干点仅上升一点,其中的硫化物的复杂程度却增加很多,加工难度也相应增大几倍。
(2)硫含量原料中硫的种类的关系如下表:注:相对反应速度是以4为基准。
越复杂的硫化物因难于接触到活性中心,需要更多的催化剂及反应空速来脱除,加工难度大。
原料中芳烃含量大,十六烷值低,硫化物脱除也相对困难。
汽油、煤油、柴油中硫化物的脱除难易程度为汽油<煤油<柴油。
硫化物含量高并非都难脱除,主要取决于其中难于脱除的硫化物的多少,即脱硫转化率与硫的结构有很大关系。
(3)氮含量催化剂为酸性活性中心,氮更易于吸附并占据活性中心。
在此情况下,硫化物脱除较困难。
一般需将氮脱除到一定程度以利于硫的脱除。
原料中的氮含量增加,若要得到相同质量的产品,则反应温度需上调。
一般氮含量小于400ppm时,温度上调幅度较大;大于400ppm时则温度上调较缓慢。
(4)残炭残炭越高,加氢难度越大。
(5)重金属重金属会造成催化剂永久失活,装置设置预加氢反应器主要是吸附重金属,对主催化剂进行保护。
一般情况下,主催化剂中金属含量超过总量的2~3%便不可再生。
(6)芳烃原料中芳烃含量分布情况如下表所示:由上表可知,催化柴油加氢精制氢消耗的氢气最大,且双环与三环芳烃加氢饱和易于单环芳烃。
通常情况下,芳烃饱和过程中其含量与反应温度呈抛物线形,存在一个饱和的最低温度,当反应温度低于该温度时,原料中芳烃含量随温度的上升逐渐下降,反之则上升。
总之,原料性质的相对性对操作的影响可归纳为干点增加、芳烃含量增加、不饱和烃含量增加、氮含量增加,操作难度均会增大。
但是硫含量增加,操作难度是否增大取决于其中难于脱除的硫化物的含量是否增加。
5 催化剂5.1新老催化剂比较老式催化剂挂硫低、活性低、有效成份二硫化钼分散高;新型催化剂挂硫高,活性高,有效成份分散低。
5.2催化剂活化催化剂一般都是氧化态的,需进行硫化,即活化,才能起到作用。
硫化过程不好,活性可能就不高,不过完全硫化也是相对的。
将催化剂活化可采用硫化氢、含硫原料或活化剂(如DMDS、TNPS、DMS)。
也有已硫化好的催化剂,方便简单。
但一般不采用此种催化剂,若存放不当,易自然,比较危险。
5.3催化剂装填为确保床层压降不至于太大,催化剂装填为分级装填,包括稀相装填和密相装填。
稀相装填为瓷球的装填。
瓷球主要起保护催化剂并过滤固体颗粒的作用,装填方式为不同粒径瓷球分层平铺,相对松散。
密相装填为催化剂的装填。
催化剂入装填器漏斗,底部由旋转器带动分布管旋转进入反应器内,旋转速度与催化剂粒径大小,反应器直径大小有关,旋转速度过大或过小都会造成催化剂装填不均匀,影响反应过程,使反应器内各部分催化剂失效不同步。
密相装填并非一次性装填到位,装填一部分后需测量是否均匀,再继续装填。
5.4催化剂的选择1、催化剂的选择取决于原料性质及产品的质量要求。
2、评价催化剂的好坏可从以下几方面进行:1)活性。
衡量反应速率;2)选择性。
正反应发生,副反应少则选择性好;3)稳定性;4)产品质量。
是否能满足产品质量要求。
3、DuPont公司推荐使用雅宝公司催化剂:保护床层催化剂KF-647-1.3Q,主床层催化剂KF-860-1.3Q。
6 影响反应器的操作条件6.1原料的质量1)增加原料干点,反应苛刻程度增加,催化剂寿命缩短;2)原料残炭含量增加,高分子的量增加,转化反应难度增加;3)氮含量增加,加工难度增加,氮会抑制加氢脱硫反应;。