加氢精制和加氢裂化基础知识（一）

一、概述
       加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加氢裂化三个概念。加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定的性能指标；加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他二次加工过程的原料，同时获得部分较高质量的轻质油品（这一过程也可叫作加氢精制）；加氢裂化工艺是重要的重油轻质化加工手段，它是以重油或渣油为原料，在一定温度、压力和有氢气存在的条件下进行加氢裂化反应，获得最大数量（转化率可达90%以上）和较高质量的轻质油品。有时将三种工艺过程统称为催化加氢，甚至简称为“加氢”。
二、加氢精制
1、目的
       主要是用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，有时还对部分芳烃进行加氢，改善油品的使用性能。加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、各种中间馏分油、重油和渣油。
精制一般采取加氢精制和电－化学精制两种。
加氢精制和加氢裂化的主要区别是催化剂不同，操作条件较温和，反应深度较浅。
2、加氢精制的化学反应
加氢脱硫反应   加氢脱氮反应   含氧化合物的氢解反应
加氢脱金属反应
3、催化剂
      通常使用的催化剂：氧化铝为担体的钼酸钴或钼酸镍、硫化钨－硫化镍。

4、工艺流程
      除重油（或渣油）加氢处理有的采用沸腾床活悬浮床反应器外，加氢精制一般都采用固定床反应器。
     加氢精制工艺过程多种多样，按加工原料的轻重和目的产品的不同，可分为汽油、煤油、柴油和润滑油等馏分油的加氢精制，其中包括直馏馏分和二次加工产物，此外，还有渣油的加氢脱硫。
     加氢精制的工艺流程虽因原料的不同和加工目的的不同而有所区别，但其化学反应的基本原理是相同的。如图所示，加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、生成油换热器、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。
     因此，各种石油馏分加氢精制的原理、工艺流程原则上没有明显的区别。


反应系统
        原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后，以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢），也有在加热炉后混氢的，称为炉后混氢），加热至反应温度进入反应器。反应器进料可以是气相（精制汽油时），也可以是气液混相（精制柴油或比柴油更重的油品时）。反应器内的催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温度（加氢精制是放热反应）。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。
       加氢精制反应器可以是一个，也可以是两个。前者叫一段加氢法，后者叫两段加氢法。两段加氢法适用于某些直馏煤油（如孤岛油）的精制，以生产高密度喷气燃料。此时第一段主要是加氢精制，第二段是芳香烃加氢饱和。

生成油换热、冷却、分离系统
       反应物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后，进入高压分离器。在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。反应产物在高压分离器中进行油气分离，分出的气体是循环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃（不凝气）和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油，其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢，生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等组分，产品去分馏系统分离成合格产品。


循环氢系统
        从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分（约30%）直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富液（吸收液）再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺，净化后的氢气循环使用。为了保证循环氢中氢浓度，用新氢压缩机不断往系统内补充新鲜氢气。
       石油馏分加氢精制的操作条件因原料不同而异。一般地讲，直馏馏分油加氢精制条件比较缓和，重馏分油和二次加工油品（如焦化柴油等）则要求比较苛刻的操作条件。
       加氢精制与加氢裂化装置的设备基本相同。

5、氢气的来源与质量要求
       加氢精制工艺耗氢量要比同样规模的加氢裂化少，通常采用重整副产氢或着用制氢装置的氢气。在加氢精制装置中有大量的氢气进行循环使用，叫做循环氢。
       氢的纯度越高，对加氢反应越有利；同时可减少催化剂上的积炭，延长催化剂的使用期限。因此，一般要求循环氢的纯度不小于65%（体），新氢的纯度不小于70%。
       氢气中常含有少量的杂质气体，如氧、氮、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等，他们对加氢精制反应和催化剂是有利的，必须限制其含量。

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