工艺条件对加氢处理的影响(精)
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加氢裂化反应影响因素1.反应温度反应温度是装置最重要的工艺参数,必须严格控制。
由于加氢裂化反应的活化能比较高,因此提高反应温度,可使加氢裂化速度加快。
反应产物中低沸点组成的含量增加,而环烷烃含量会下降,异构烷烃与正构烷烃的比例下降。
反应温度过高,加氢的平衡转化率会下降,反应温度过低,则裂化反应速度过慢,为了充分发挥催化剂效能和适当提高反应速度,需保持一定的反应温度,反应温度决定于催化剂性能,产品性能和原料性质。
原料中氮化物的存在会使催化剂的酸性和活性下降。
为了保持所需反应深度,也必须提高反应温度。
通常在运转初期,催化剂活性较高,反应温度可以适当低一些。
运转后期,由于催化剂表面积碳增加,催化剂活性下降,为了保持一定的裂化深度,则反应温度就要逐步提高一些。
加氢裂化是一个大量放热的反应过程。
反应温度增加则反应速度加快,但是释放出来的反应热也相应增加,因此,必须通过在各床层注入冷氢来控制催化剂床层温度,以保护催化剂。
2.反应压力反应压力是影响加氢精制和加氢裂化反应的主要因素之一。
反应压力的实际因素是氢分压。
氢分压提高,可促进加氢精制与裂化反应的进行,所得的产品含硫,含氮化合物减少,更重要的是可减少结焦,保持催化剂活化,提高催化剂的稳定性。
反应器中的氢分压等于油汽加上循环氢的总压与氢气占全部气体分子数的乘积。
本装置补充氢纯度确定为99.9%。
从经济角度出发,不采用提高补充氢纯度的办法来提高氢分压。
3.氢油比氢油体积比有两种,其一是反应器入口的氢油比,其二是总冷氢油比。
反应器入口氢油比是每小时通过反应器内氢气(循环氢气+新氢)体积与每小时通过的原料油体积之比。
(单位为Nm3 /m3)。
总冷氢油体积比是每小时通入反应器的总冷氢气体积总和与每小时通过的原料油体积之比。
在加氢反应器中只有一部分氢气起反应。
大部分氢气仍以自由状态存在。
采用高氢油比,可提高氢分压,有利于传质和加氢反应的进行,在一定范围内防止油料在催化剂表面结焦。
第2章加氢精制的工艺原理2.1 加氢精制工艺原理加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下,原料油、氢气通过反应器催化剂床层,在加氢精制催化剂的作用下,把油品中所含的硫、氮、氧等非烃类化合物转化成为相应的烃类与易于除去的硫化氢、氨和水。
加氢精制的优点是:原料油的围宽,产品灵活性大,液体产品收率高,产品质量好。
无论是加工高硫原油的炼油厂,还是加工低硫原油的炼油厂,都广泛采用这种方法改善油品的质量。
通过加氢精制可以改善油品的颜色、安定性等特性,生产出高质量的油品。
轻柴油加氢精制,主要是脱硫和脱氮,从而改善油品的气味、颜色和安定性。
也有一些直馏煤油和轻柴油进行深度加氢,使芳烃变成环烷烃,提高柴油的十六烷值,改善燃烧性能。
二次加工轻柴油除了经加氢精制脱除硫、氮、氧化物外,由于柴油中还含有一定量的烯烃和胶质,它们很不安定,容易变色,生成沉渣,经过加氢精制可以改善其安定性。
直馏煤油馏分加氢精制生产喷气燃料主要是脱硫醇,从而改善油品的色度、酸值,提高喷气燃料的烟点。
某些品种的原油得到的催化裂化原料会含有较多的重芳烃和重金属,它们易使催化剂中毒,碱性氮化物能抑制催化剂活性,并使结焦速度加快,经加氢精制处理后可提高装置的处理能力,改善产品质量。
加氢技术的关键是催化剂。
2.2 加氢精制的化学反应加氢精制的主要反应有加氢脱硫、脱氮、脱氧、脱金属以与不饱和烃的加氢饱和反应。
2.2.1 脱硫反应所有的原油都含有一定量的硫,但不同原油的含硫量相差很大,从万分之几到百分之几。
从目前世界石油产量来看,含硫和高硫原油约占75%。
石油中的硫分布是不均匀的,它的含量随着馏分沸程的升高而呈增多的趋势。
其中汽油馏分的硫含量最低,而减压渣油的硫含量则最高,对我国原油来说,约有50%的硫集中在减压渣油中。
由于部分含硫化合物对热不稳定,在蒸馏过程中易于分解,因此测得的各馏分的硫含量并不能完全表示原油中硫分布的原始状况,其中间馏分的硫含量有可能偏高,而重馏分的含硫量有可能偏低。
催化加氢技术影响因素分析及其在精细化工中的应用摘要:在催化加氢技术中,绝大多数都采用负载型催化剂,在精细化加工生产的过程中是非常重要的一环。
在社会经济不断发展进步的过程中,各类化工产品数量逐渐增多,负载型催化剂活性也越来越强,虽然如此但还是存在着一定的不足。
本篇文章主要对催化加氢技术进行讨论,希望为有关人士提供参考。
关键词:催化加氢技术;精细化工;催化剂一、催化加氢技术影响因素(一)有关氢气的分析对于目前来说,我们国家的氢产品生产速度逐步加快,但是氢气对于催化加氢工艺会产生一些影响,值得我们去注意。
对于氢气来说,其在生产的过程中的源物质相对较多,其中就包括了电解水、电解食盐水、天然气或者煤等相关物质,都可以用来进行氢的生产,这些源物质的产品无论是质量或者价格都有所差异。
在当前,我们生成氢最好的方式就是通过煤来进行制取,其主要的优势包括造价低并且质量较高[1]。
(二)催化加氢反应条件分析在进行催化加氢的过程中,能够干扰到其过程的营收就是反应的条件,无论是反应的速度、介质、压强或者重力等因素都能够带来明显的影响。
对于水溶性硝基物来说,可以将纯净水或者水醇作为替代,在反应的过程中用 DMSO、DMF两种溶剂参与。
一般在进行催化加氢的过程中对于环境会有要求,主要是在高压的环节下展开。
硝基还原反应是一个释放热量的过程,所以在反应的过程中要用一些去热的方法进行去热处理,这对于过程的监控也需要一定的条件。
碳钢是一个较为理想的材质,通常用在设备上,但是从长远的角度来看,这个材质可以用不锈钢进行替换,如果发生反应的物质不够稳定,那么就需要用玻璃进行替换[2]。
(三)抑制脱氯方面分析对于目前的带氯化合物催化加氢还原反应来说,还存在些许的难度,主要原因是在添氢的时候会造成脱氯反应,如果这个时候加入一定量的抑制剂,就会获得不错的防脱氯效果。
国外在相关方面也存在的一些研究,就包括将吗琳、磷酸三苯酯或者有机胺以及甲脒盐当做脱氯抑制剂会在整个反应的过程中取得不错的成果。
加氢工艺的原理和作用1. 加氢工艺的概述加氢工艺是一种化学反应过程,通过向化合物中添加氢气,将其转化为更稳定、更有用的化合物。
加氢工艺广泛应用于石油和化工行业,用于改善和增强原料的性质,提高产品品质以及降低环境污染。
在加氢工艺中,常见的反应类型包括饱和加氢、脱硫加氢、脱氧加氢等。
这些反应可通过催化剂促进,在适当的温度和压力条件下进行。
2. 加氢反应的基本原理加氢反应是一种典型的还原反应,其基本原理可归结为以下几个方面:a) 氧化还原反应加氢过程是一种典型的氧化还原反应,其中有机物(通常是烃类)中的碳-碳键或碳-氧键被断裂,并与来自氢源(通常是分子态H2)的两个质子(H+)结合形成新的碳-碳或碳-氧键。
这个过程导致了有机物结构的改变,产生了更稳定的化合物。
b) 催化剂作用加氢反应通常需要催化剂的存在。
催化剂能够降低反应的活化能,提高反应速率,并促进有机物与氢气之间的相互作用。
常用的加氢催化剂包括铂、钯、镍等过渡金属。
c) 温度和压力控制加氢反应需要在适当的温度和压力条件下进行。
温度和压力对反应速率、平衡转化率以及产品选择性等方面都有重要影响。
高温有助于提高反应速率,但也容易导致副反应和催化剂失活;高压可以增加氢气溶解度,提高反应速率和平衡转化率。
3. 加氢工艺的作用a) 改善燃料质量加氢工艺可用于改善燃料质量,特别是涉及到石油精炼过程中的重油和残油。
通过饱和加氢反应,可将其中的不饱和烃类(如芳烃)转化为饱和烃类,降低其凝点、闪点和燃烧性能,提高燃料的稳定性和可燃性。
b) 脱硫和脱氮加氢工艺在石油和化工行业中广泛应用于脱硫和脱氮过程。
硫和氮是常见的污染物,会导致环境污染和催化剂失活。
通过加氢反应,可以将有机硫化物和有机氮化物转化为相对较稳定的化合物,降低其对环境的危害,并保护催化剂的活性。
c) 氢添加反应加氢工艺还可用于在有机分子中引入新的氢原子。
这种反应称为氢添加反应,可改变有机分子的结构、功能和性质。
第二节石脑油加氢精制一、直馏石脑油加氢精制工艺直馏石脑油由于其辛烷值较低,一般均不足50,故目前很少用直馏石脑油作为汽油的调和组分,直馏石脑油均作为下一工序的原料。
直馏石脑油用作催化重整装置的原料时,需经过预处理。
一是预分馏,根据目的产品要求,切取合适的馏分;二是预加氢及其相应的处理工艺,根据石脑油性质,选择适宜的预加氢催化剂及相应的工艺,转化并脱除石脑油中有害杂质,得到符合要求的原料油。
使重整催化剂能够得到充分发挥其性能,并能长期、稳定运转。
直馏石脑油用作制氢原料时,亦必须先进入预加氢,其选用的催化剂及工艺参数,与重整装置预加氢大致相同。
由于以石脑油作制氢原料所得氢气成本较高,已逐渐用其他价格较低的原料取代,目前作为制氢原料的石脑油量已逐年降低。
直馏石脑油的另一个重要用途是作为裂解制乙烯的原料。
由于裂解制乙烯工艺对直馏石脑油的要求较宽松,如要求其含硫量小于200ug/g、烯烃含量小于2.5v﹪、砷和铅(As+Pb)小于50ng/g。
所以目前乙烯装置对原料一般不进行与精制,而是选择符合质量要求的石脑油作为原料,如需进行加氢精制时,其选用的催化剂和工艺条件亦大致和重整装置的预加氢工艺相同。
因此,在本节中主要介绍催化重整装置的预加氢工艺。
1.石脑油性质国内原油多为石蜡基,硫、氮含量均较低,仅大庆油砷含量稍高。
近年来,由于油田采油增加了氯化烃作清蜡剂,直馏石脑油的含氯量显著增加,导致设备堵塞、腐蚀等一系列问题。
某些炼厂直馏石脑油性质列于表3-2-1以直馏石脑油作为重整原料油时,必须进行预精制。
某些进口原油的直馏石脑油性质列于表3-2-2中。
进口原料直馏石脑油的硫化物类型分布于表3-2-3,其单体硫化物,以沙中油为例,其主要为硫醇和硫醚类硫化物,噻吩类含量较低。
集中国内原油原油直馏石脑油中氯化物分布于表3-2-4中,从表中数据可以看出,轻馏分中的含量较高。
2.预加氢流程先分馏后加氢是典型的重整原料预处理流程,它适合加工直馏低硫石脑油,其流程示意图3-2-1。
影响加氢精制的主要因素1、反应压力反应压力的影响是通过氢分压来体现的。
加氢装置系统中的氢分压决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度以及原料的汽化率。
对于硫化物的加氢脱硫和烯烃的加氢饱和反应,在压力不太高时就有较高的转化深度。
汽油在氢分压高于2.5~3.0MPa压力下加氢精制时,深度不受热力学平衡控制,而取决于反应速度和反应时间。
汽油在加氢精制条件下一般处于气相,提高压力使汽油的停留时间延长,从而提高了汽油的精制深度。
氢分压高于3.0MPa时,催化剂表面上氢的浓度已达到饱和状态,如果操作压力不变,通过提高氢油比来提高氢分压则精制深度下降,因为这时会使原料油的分压降低。
柴油馏分(180~360℃)加氢精制的反应压力一般在4.0~8.0MPa(氢分压3.0~7.0MPa)。
压力对柴油加氢精制的影响要复杂一些。
柴油馏分在加氢精制条件下可能是汽相,也可能是汽液混相。
在处于汽相时,提高压力使反应时间延长,从而提高了反应深度。
提高反应压力使精制深度增大,特别是脱氮率显著提高,这是因为脱氮反应速度较低;而对脱硫率影响不大,这是因为脱硫速度较高,在较低的压力时已有足够的反应时间。
在精制氮含量较高的原料时,为了保证达到一定的脱氮率而不得不提高压力或降低空速。
如果其它条件不变,将反应压力提高到某个值时,反应系统会出现液相,在开始出现液相后,继续提高压力将会使精制效果变差。
有液相存在时,氢通过液膜向催化剂表面扩散的速度往往是影响反应速度的控制因素,这个扩散速度与氢分压成正比而随着催化剂表面上液层厚度的增加而降低。
因此,在出现液相之后,提高反应压力会使催化剂表面上的液层加厚,从而降低了反应速度。
如果压力不变,通过提高氢油比来提高氢分压,则精制深度会出现一个最大值。
出现这种现象的原因是:在原料完全汽化以前,提高氢分压有利于原料汽化,而使催化剂表面上的液膜减小,同时也有利于氢在催化剂表面的液膜减小,也有利于氢向催化剂表面的扩散,因此在原料油完全汽化以前,提高氢分压(总压不变)有利于提高反应速度。