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加氢裂化反应原理及影响因素加氢裂化反应原理及影响因素⼀、加氢反应过程加氢裂化装置的精制反应部分，是除去原料油中的硫化物、氮化物、氧化物等⾮烃化合物，为裂化部分提供合格进料，同时使烯烃和稠环芳烃饱和，裂化反应则使⼤分⼦裂解成⼩分⼦，使得产物中氢含量提⾼、硫和氮含量进⼀步降低，轻、中质产品⽣成，从⽽获得优质的重整料、柴油或喷⽓燃料。
本⼯艺使⽤的催化剂既有加氢精制催化剂，⼜有加氢裂化催化剂，因此在该⼯艺中发⽣的化学反应⼏乎包罗了馏分油加氢过程的所有平⾏—顺序反应综合过程。
这些反应有：1)含硫、含氮、含氧化合物等⾮烃类的加氢分解反应；2)烷烃的加氢裂化反应；3)环烷烃的开环反应；4)烷烃和环烷烃的异构化反应；5)烯烃和芳烃的加氢饱和反应；6)烷基芳烃的断链反应；在上述反应之外，还存在着由分解产物进⾏⼆次反应⽣成缩合物的可能性，引起催化剂上的碳沉积量增加。
在多数情况下，缩合反应的中间产物是稠环芳烃。
⼀定温度下，采⽤较⾼的氢分压将会降低这类中间产物的浓度，从⽽减少催化剂上焦炭的⽣成。
温度的升⾼有利于⽣成中间产物，催化剂表⾯积炭增加。
原料油中的稠环分⼦浓度越⾼，焦炭的⽣成也就越多。
以上这些反应进⾏的深度和速度除与原料的化学组成有关外，还与催化剂的性能和反应条件有密切的关系。
⼆、加氢精制的原理1．加氢脱硫(HDS)反应原料油中的硫化物，在加氢精制条件下，可以转化为H2S 和相应的烃类，烃类留在产品中，⽽H2S从反应物中脱除，从⽽脱除掉硫。
主要的反应如下：硫醇加氢反应：RSH + H2 RH + H2S硫醚加氢反应：RSR`+ 2H2 RH + R`H + H2S⼆硫化物加氢反应：RSSR`+ 3H2 RH + R`H + 2H2S 杂环硫化物加氢反应：HC CHHC CH + 4H2 C4H10 + H2S S馏分油中的含硫化合物类型主要包括脂肪族类和⾮脂肪族(噻吩)类硫化物，⾮脂肪族类硫化物⼜可以按照分⼦中并含苯环的多少⽽分为噻吩类、苯并噻吩类、⼆苯并噻吩类等硫化物。
1、加氢精制也称加氢处理，石油产品最重要的精制方法之一。
指在氢压和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。
有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制，润滑油、石油蜡的精制，喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预处理等。
氢分压一般分1～10MPa，温度300～450℃。
催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种（称为二元金属组分），催化剂载体主要为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼，有时还加入磷作为助催化剂。
喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。
双烯烃选择加氢多选用钯。
2、加氢裂化是石油炼制过程之一，是在加热、高氢压和催化剂存在的条件下，使重质油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料、柴油等的过程。
加氢裂化原料通常为原油蒸馏所得到的重质馏分油，也可为渣油（包括减压渣油经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油）。
其主要特点是生产灵活性大，产品产率可以用不同操作条件控制，或以生产汽油为主，或以生产低冰点喷气燃料、低凝点柴油为主，或用于生产润滑油。
产品质量稳定性好（含硫、氧、氮等杂质少）。
汽油通常需再经催化重整才能成为高辛烷值汽油。
但设备投资和加工费用高，应用不如催化裂化广泛，后者常用于处理含硫等杂质和含芳烃较多的原料，如催化裂化重质馏分油或页岩油等。
加氢裂化是一个复杂的化学反应过程，包括有加氢、裂化、异构化和氢解等。
烃类的加氢裂化是按碳正离子机理进行的。
由于各烃类的断环、脱烷基和加氢饱和等反应的结果,重质烃转化为轻质烃，与此同时，含硫、氧、氮的烃类衍生物也经过裂化和加氢反应生成硫化氢、水、氨而除去。
加氢裂化英文名称：hydrocracking说明:在较高的压力的温度下[10-15兆帕（100-150大气压），400℃左右]，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。
石油化工加氢裂化工艺简介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、裂解制烯燃的原料）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，使烯燃饱和。
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。
（1）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、氧杂质和二烯燃，再进行加氢裂化反应。
反应产物经降温、分离、降压和分储后，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。
（2）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400~45（ΓC范围内。
此种工艺比较复杂，国内尚未工业化。
（3）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。
加氢裂化工艺流程介绍加氢裂化是一种石油加工工艺，用于将长链烃分子转化为较短的、易于加工的烃分子。
该工艺使用了高压和高温，使长链烃分子在催化剂的作用下通过裂解和氢化反应产生较小的烃分子，并且烃分子之间的化学键成为饱和状态。
在这里，我们将介绍该加氢裂化工艺的详细流程。
1. 加氢裂化反应器加氢裂化反应器是整个工艺流程的核心部分。
该反应器通常包括反应器本身、进料口、出料口、催化剂和氢气供应系统等。
反应器内的催化剂通常由一系列金属氧化物和酸性氧化物组成，并且需要经过预处理和活化才能使用。
此外，反应器中的氢气供应系统可以确保反应中的加氢过程得以顺利进行。
2. 进料预处理在加氢裂化反应之前，原油或其他烃类物质需要在进料预处理过程中进行预处理。
此过程包括严格的催化剂活性检测、沉积和分离重质杂质等，以确保进料的纯度和化学组成符合加氢裂化反应的要求。
预处理过程通常采用加热、加压、过滤、油品加氢和添加一些化学试剂来保证进料的净化和活化。
4. 分离和净化加氢裂化反应结束后，反应物中产生的烯烃和烷烃被分离和净化，以获得所需的目标产品。
分离器包括循环油分离器、蜡油分离器和气相分离器，这些分离器用于将产物分离和净化。
除此之外，产生的催化剂残留需要进行处理和再生，以加快催化剂的消耗和提高反应效率。
5. 尾气处理加氢裂化过程中产生的尾气是一种有害的废气，需要通过处理来减少对环境的污染。
尾气处理系统包括燃烧器、废气冷却器、氧化还原反应器和气体净化器等，这些装置用于清除尾气中的有害物质，并确保经过处理后的尾气排放符合环保要求。
加氢裂化工艺流程介绍加氢裂化工艺是一种常用的炼油工艺，它能够高效地将重质原油转化为高附加值的汽油、柴油和航空煤油等产品。
在加氢裂化过程中，原油分子中的碳-碳键和碳-氢键被裂解和重组，从而实现了原油分子结构的调整和产品结构的优化。
本文将对加氢裂化工艺的流程进行详细介绍，以帮助读者更好地了解这一重要的炼油技术。
一、加氢裂化工艺概述加氢裂化是一种将重质原油分子裂解成轻质产品的催化裂化过程，其核心技术是利用催化剂将原油中的大分子烃分子裂解成较小分子，并通过加氢反应降低产品的烯烃和芳烃含量，从而得到高质量的汽油和柴油产品。
加氢裂化工艺通常包括以下主要步骤：1. 原油预处理：原油经过脱盐、脱水、预加热等预处理操作，以提高其在催化裂化反应器中的流动性和热传导性。
2. 加氢裂化反应：原油在高温高压条件下与催化剂接触，发生裂化和加氢反应，生成汽油、柴油和石脑油等轻质产品。
3. 产品分离和处理：裂化产物经过冷凝、分离、脱气、脱硫等操作，得到合格的汽油、柴油和石脑油产品。
4. 催化剂再生：用于加氢裂化反应的催化剂在使用过程中会受到积炭和焦炭的影响，需要进行再生或更换。
1. 原油预处理原油预处理是加氢裂化工艺的首要环节，其目的是去除原油中的杂质、水分和重金属，以及提高原油的流动性和热传导性。
常见的原油预处理设备包括脱盐装置、脱水装置、加热炉和换热器等。
脱盐装置通过物理或化学方法，去除原油中的盐分和杂质，以防止对加氢裂化催化剂的腐蚀和毒化。
脱水装置通过加热和蒸汽提馏等方法，去除原油中的水分，以减少对催化裂化反应器的冲击和腐蚀。
加热炉和换热器则用于对原油进行预加热，以提高其在反应器中的温度，以促进裂化和加氢反应的进行。
2. 加氢裂化反应加氢裂化反应是加氢裂化工艺的核心步骤，也是原油分子裂解和重组的关键环节。
在加氢裂化反应器中，原油通过加热和压缩进入反应器，与催化剂接触进行裂化和加氢反应，生成汽油、柴油和石脑油等轻质产品。
加氢裂化反应器通常采用固定床反应器或流化床反应器，其操作条件包括温度在400-480摄氏度，压力在30-50大气压，空速为1-5小时立方米。
加氢裂化装置加氢裂化的工业装置有多种类型按反应器的作用又分为一段法和两段法。
两段法包括两级反应器，第一级作为加氢精制段，除掉原料油中的氮、硫化物。
第二级是加氢裂化反应段。
一段法的反应器只有一个或数个并联使用。
一段法固定床加氢裂化装置的工艺流程是原料油、循环油及氢气混合后经加热导入反应器。
反应器内装有粒状催化剂，反应产物经高压和低压分离器，把液体产品与气体分开，然后液体产品在分馏塔蒸馏获得产品石油馏分。
一段法裂化深度较低，一般以减压蜡油为原料，生产中间馏分油为主。
二段法裂化深度较深，一般以生产汽油为主。
加氢是指石油馏分在氢气及催化剂作用下发生化学反应的加工过程，加氢过程可分为加氢精制、加氢裂化、临氢降凝、加氢异构化等，下面重点介绍加氢裂化加工过程（一）装置的发展加氢技术最早起源于20世纪20年代德国的煤和煤焦油加氢技术，第二次世界大战以后，随着对轻质油数量及质量的要求增加和提高，重质馏分油的加氢裂化技术得到了迅速发展。
1959年美国谢夫隆公司开发出了Isocrosking加氢裂化技术，其后不久环球油品公司开发出了Lomax加氢裂化技术，联合油公司开发出了Uicraking加氢裂化技术。
加氢裂化技术在世界范围内得到了迅速发展。
早在20世纪50年代，中国就已经对加氢技术进行了研究和开发，早期主要进行页岩油的加氢技术开发，60年代以后，随着大庆、胜利油田的相继发现，石油馏分油的加氢技术得到了迅速发展，1966年中国建成了第一套4000kt/a的加氢裂化装置。
进入20世纪90年代以后，国内开发的中压加氢裂化及中压加氢改质技术也得到了应用和发展。
（二）装置的主要类型加氢装置按加工目的可分为：加氢精制、加氢裂化、渣油加氢处理等类型，这里主要介绍加氢裂化装置。
加氢裂化按操作压力可分为：高压加氢裂化和中压加氢裂化，高压加氢裂化分离器的操作压力一般为16MPa左右，中压加氢裂化分离器的操作压力一般为9．OMPa左右。
加氢裂化按工艺流程可分为：一段加氢裂化流程、二段加氢裂化流程、串联加氢裂化流程。
一段加氢裂化流程是指只有一个加氢反应器，原料的加氢精制和加氢裂化在一个反应器内进行。
该流程的特点是：工艺流程简单，但对原料的适应性及产品的分布有一定限制。
二段加氢裂化流程是指有两个加氢反应器，第一个加氢反应器装加氢精制催化剂，第二个加氢反应器装加氢裂化催化剂，两段加氢形成两个独立的加氢体系，该流程的特点是：对原料的适应性强，操作灵活性较大，产品分布可调节性较大，但是，该工艺的流程复杂，投资及操作费用较高。
串联加氢裂化流程也是分为加氢精制和加氢裂化两个反应器，但两个反应器串联连接，为一套加氢系统。
串联加氢裂化流程既具有二段加氢裂化流程比较灵活的特点，又具有一段加氢裂化流程比较简单的特点，该流程具有明显优势，如今新建的加氢裂化装置多为此种流程，本节所述的流程即为此种流程。
（一）重点部位1．加热炉及反应器区加氢装置的加热炉及反应器区布置有加氢反应加热炉、分馏部分加热炉、加氢反应加热器、高压换热器等设备，其中大部分设备为高压设备，介质温度比较高，而且加热炉又有明火，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸是安全上重点防范的区域。
⒉高压分离器及高压空冷区高压分离器及高压空冷区内有高压分离器及高压空冷器，若高压分离器的液位控制不好，就会出现严重问题。
主要危险为火灾、爆炸和H2S中毒，因此该区域是安全上重点防范的区域。
3．加氢压缩机厂房加氢压缩机厂房内布置有循环氢压缩机、氢气增压机，该区域为临氢环境，氢气的压力较高，而且压缩机为动设备，出现故障的机率较大，因此，该区域潜在的危险性比较大，主要危险为火灾、爆炸中毒，是安全上重点防范的区域。
4．分馏塔区分馏塔区的设备数量较多，介质多为易燃、易爆物料，高温热油泵是应重点防范的设备，高温热油一旦发生泄漏，就可能引起火灾事故，分馏塔区内有大量的燃料气、液态烃及油品，如发生事故，后果将十分严重，此外，脱丁烷塔及其干气、液化气中H2S浓度高，有中毒危险，因此该区域也是安全上重点防范的区域。
（二）主要设备⒈加氢反应器加氢反应器多为固定床反应器，加氢反应属于气—液—固三相涓流床反应，加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种：冷壁反应器内有隔热衬里，反应器材质等级较低；热壁反应器没有隔热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为2×1/4Cr—1M0。
加氢反应器内的催化剂需分层装填，中间使用急冷氢，因此加氢反应器的结构复杂，反应器人口设有扩散器，内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。
加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢，操作条件苛刻，是加氢装置最重要的设备之一。
2．高压换热器反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，因此加氢装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢换热。
现在的高压换热器多为U型管式双壳程换热器，该种换热器可以实现纯逆流换热，提高换热效率，减小高压换热器的面积。
管箱多用螺纹锁紧式端盖，其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。
高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢，静密封点较多，易出现泄漏，是加氢装置的重要设备。
3．高压空冷高压空冷的操作条件为高压、临氢，是加氢装置的重要设备，中国华北地区某炼油厂中压加氢裂化装置，高压空冷两次出现泄漏，使装置被迫停工处理，因此，高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。
4．高压分离器高压分离器的工艺作用是进行气—油—水三相分离，高压分离器的操作条件为高压、临氢，操作温度不高，在水和硫化氢存在的条件下，物料的腐蚀性增强，在使用时应引起足够重视。
另外，加氢装置高压分离器的液位非常重要，如控制不好将产生严重后果，液位过高，液体易带进循环氢压缩机，损坏压缩机，液位过低，易发生高压窜低压事故，大量循环氢迅速进入低压分离器，此时，如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够，将发生严重事故。
因此，从安全角度讲高压分离器是很重要的设备。
⒌反应加热炉加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢，而且有明火，操作条件非常苛刻，是加氢装置的重要设备。
加氢反应加热炉炉管材质一般为高Cr、Ni的合金钢，如TP347。
加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉，这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度，减小炉管的长度和弯头数，以减少炉管用量，降低系统压降。
为回收烟气余热，提高加热炉热效率，加氢反应加热炉一般设余热锅炉系统。
6．新氢压缩机新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统，这种压缩机一般进出口的压差较大，流量相对较小，多采用往复式压缩机。
往复式压缩机的每级压缩比一般为2—3．5，根据氢气气源压力及反应系统压力，一般采用2～3级压缩。
往复式压缩机的多数部件为往复运动部件，气流流动有脉冲性，因此往复式压缩机不能长周期运行，多设有备机。
往复式压缩机一般用电动机驱动，通过刚性联轴器连接，电动机的功率较大、转速较低，多采用同步电机。
7．循环氢压缩机循环氢压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢。
循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。
如果循环氢压缩机停运，加氢装置只能紧急泄压停工。
循环氢压缩机在系统中是循环作功，其出人口压差一般不大，流量相对较大，一般使用离心式压缩机。
由于循环氢的分子量较小，单级叶轮的能量头较小，所以循环氢压缩机一般转速较高（8000—10000r/nfin），级数较多（6～8级）。
循环氢压缩机除轴承和轴端密封外，几乎无相对摩擦部件，而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封，再加上完善的仪表监测、诊断系统，所以，循环氢压缩机一般能长周期运行，无需使用备机。
循环氢压缩机多采用汽轮机驱动，这是因为蒸汽汽轮机的转速较高，而且其转速具有可调节性。
8．自动反冲洗过滤器加氢原料中含有机械杂质，如不除去，就会沉积在反应器顶部，使反应器压差过大而被迫停工，缩短装置运行周期。
因此，加氢原料需要进行过滤，现在多采用自动反冲洗过滤器。
自动反冲洗过滤器内设约翰逊过滤网，过滤网可以过滤掉≥25/1m的固体杂质颗粒，当过滤器进出口压差大于设定值（0．1～0．18MPa）时，启动反冲洗机构，进行反冲洗，冲洗掉过滤器上的杂质。
⒈开工时的危险因素及其防范措施⑴加氢反应系统干燥、烘炉加氢装置反应系统干燥、烘炉的目的是除去反应系统内的水分，脱除加热炉耐火材料中的自然水和结晶水，烧结耐火材料，增加耐火材料的强度和使用寿命。
加热炉煤炉时，装置需引进燃料气，在引燃料气前应认真做好瓦斯的气密及隔离工作，一般要求燃料气中氧含量要小于1．0%。
防止瓦斯泄漏及窜至其他系统。
加热炉点火要彻底用蒸汽吹扫炉膛，其中不能残余易燃气体。
加热炉烘炉时应严格按烘炉曲线升温、降温，避免升温过快，耐火材料中的水分迅速蒸发而导致炉墙倒塌。
⑵加氢反应器催化剂装填催化剂装填应严格按催化剂装填方案进行，催化剂装填的好坏对加氢装置的运行情况及运行周期有重要影响。
催化剂装填前应认真检查反应器及其内构件，检查催化剂的粉尘情况，决定催化剂是否需要过筛。
催化剂装填最好选择在干燥晴朗的天气进行，保证催化剂装填均匀，否则在开工时反应器内会出现偏流或“热点”，影响装置正常运行。
催化剂装填时工作人员须要进入反应器工作，因此，要特别注意工作人员劳动保护及安全问题，需要穿劳动保护服装，带能供氧气或空气的呼吸面罩，进反应器工作人员不能带其他杂物，以防止异物落入反应器内（一般催化剂装填由专业公司专业人员进行）。
⑶加氢反应系统置换加氢反应系统置换分为两个阶段，即空气环境置换为氮气环境、氮气环境置换为氢气环境。
在空气环境置换为氮气环境时需要注意，置换完成后系统氧含量应<1%，否则系统引入氢气时易发生危险；在氮气环境置换为氢气环境时应注意，使系统内气体有一个适宜的平均分子量，以保证循环氢压缩机在较适宜的工况下运行，一般氢气纯度为85%较为适宜。
⑷加氢反应系统气密加氢反应系统气密是加氢装置开工阶段一项非常重要的工作，气密工作的主要目的是查找漏点，消除装置隐患，保证装置安全运行。
加氢反应系统的气密工作分为不同压力等级进行，低压气密阶段所用的介质为氮气，氮气气密合格后用氢气作低压气密。
由于加氢反应器材质具有冷脆性，一般要求系统压力大于2．0MPa时，反应器器壁温度不小于100℃，所以，氢气2．0MPa气密通过以后，首先开启循环氢压缩机，反应加热炉点火，系统升温，当反应器器壁温度大于100℃后，系统升压，作高压阶段气密。
⑸分馏系统冷油运分馏系统冷油运的目的是检查分馏系统机泵、仪表等设备情况，分馏系统冷油运应注意工艺流程改动正确，做到不跑油、不窜油。
⑹分馏系统热油运分馏系统热油运的目的是检查分馏系统设备热态运行状况，为接收反应生成油作好准备。
分馏系统升温到100~C左右时应注意系统切水，防止泵抽空。
