加氫的案例
一段加氫、二段加氫、串聯加氫工藝上有什么相同與不同，你清楚嗎？
一段加氫裂化的操作方案有三種：原料一次通過；尾油部分循環及尾油全部循環。
02
兩段加氫裂化
兩段加氫裂化工藝的兩個反應器分屬不同的工段，分別裝有加氫精制和加氫裂化兩種催化劑。原料油首先在一段工序中脫除有機硫、氮、氧化合物和金屬等雜質，并經過除氨后進入二段工序，進行加氫裂化反應。
原料油經高速離心泵升壓后與精制反應器的生成油換熱，換熱后的原料油與新氫和一段循環氫混合進入一段加熱爐中加熱至反應溫度，在加氫精制反應器內進行脫硫、脫氧和脫氮反應，原料中的微量金屬也被脫掉。精制反應采用高加氫活性催化劑，用于脫除難反應的有機氮化合物，精制反應生成物經一段高換器冷卻后進入第一段高壓分離器，高分頂部分離出循環氫，下部分離出精制油。精制油通過脫氨塔脫去NH3和H2S后經二段高速進料泵升壓。升壓后的精制油與二段循環氫混合進入第二段加熱爐，加熱至反應溫度，進入裂化反應器進行加氫、裂解和異構化等反應生成小分子烴類的混合物。反應生成物經冷卻進入二段高分，分離出的生成油經低分進入分餾系統。
03
串聯加氫裂化
隨著加氫裂化催化劑中的抗氨抗硫分子篩的應用，使串聯流程成為可能。在工藝上開發了直接串聯加氫精制和加氫裂化反應器的反應流程，從中省掉一整套高壓換熱器、高壓離心泵、高壓分離器和大流量循環氫壓縮機等高投資設備，使生產裝置更緊湊，流程大大簡化。
展開 加氫催化劑、加氫反應器知識分享
概述
加氫精制催化劑是由活性組分、助劑和載體組成的。其作用是加氫脫除硫、氮、氧和重金屬以及多環芳烴加氫飽和。該過程原料的分子結構變化不大，，根據各種需要，伴隨有加氫裂化反應，但轉化深度不深，轉化率一般在10%左右。加氫精制催化劑需要加氫和氫解雙功能，而氫解所需的酸度要求不高。
工作原理
催化加氫的機理(改變反應途徑，降低活化能)：吸附在催化劑上的氫分子生成活潑的氫原子與被催化劑削弱了鍵的烯、炔加成。
(1)雙鍵碳原子上烷基越多，氫化熱越低，烯烴越穩定：R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2
(2)反式異構體比順式穩定
(3)乙炔氫化熱為-313.8kJ·mol－1，比乙烯的兩倍（-274.4kJ·mol－1）大，故乙炔穩定性小于乙烯。
應用
在Pt、Pd、Ni等催化劑存在下，烯烴和炔烴與氫進行加成反應，生成相應的烷烴，并放出熱量，稱為氫化熱(heat of hydrogenation，1mol不飽和烴氫化時放出熱量)。催化加氫的機理（改變反應途徑，降低活化能）：吸附在催化劑上的氫分子生成活潑的氫原子與被催化劑削弱了鍵的烯、炔加成。
分類
1、加氫裂化催化劑
加氫裂化催化劑（hydrocracking catalyst）是石油煉制過程中，重油在360~450℃高溫，15~18MPa高壓下進行加氫裂化反應，轉化成氣體、汽油、噴氣燃料、柴油等產品的加氫裂化過程使用的催化劑。加氫裂化過程在石油煉制過程屬于二次加工過程，加工原料為重質餾分油，也可以是常壓渣油和減壓渣油，加氫裂化過程的主要特點是生產靈活性大，產品的分布可由操作條件來控制，可以生產汽油、低凝固點的噴氣燃料和柴油，也可以大量生產尾油用作裂解原料或生產潤滑油。所得的產品穩定性好，但汽油的辛烷值不高，。
展開 科普｜煉油廠主要加工工藝之催化加氫！
導讀：石油加工當中一個重要的過程是催化加氫，近年來隨著環保要求不斷提高及后續產品不斷開發，高質量的加氫產品需求逐漸加大，催化加氫技術在化工生產中的地位也越來越受到重視，大量不飽和化合物、含氧化合物、含氮化合物等利用催化加氫技術制備的后續產品質量好、收率高。
目前煉油廠采用的加氫過程主要分為兩類，一類是加氫處理，一類是加氫裂化。用這種技術的目的在于脫除油品中的硫、氮、氧及金屬等雜質，同時還使烯烴、二烯烴、芳烴和稠環芳烴選擇加氫飽和，從而改善原料的品質和產品的使用性能。此外，加氫裂化的目的在于將大分子裂化為小分子以提高輕質油收率，同時還除去一些雜志。其特點是輕質油收率高，產品飽和度高，雜質含量少。
一、作用機理
吸附在催化劑上的氫分子生成活潑的氫原子與被催化劑削弱了鍵的烯、炔加成。烯烴在鉑、鈀或鎳等金屬催化劑的存在下，可以與氫加成而生成烷烴。加氫過程可分為兩大類：
①氫與一氧化碳或有機化合物直接加氫，例如一氧化碳加氫合成甲醇：CO＋2H2─→CH3OH；；己二腈加氫制己二胺：NC(CH2)4CN＋4H2─→H2N(CH2)6NH2。
②氫與有機化合物反應的同時，伴隨著化學鍵的斷裂，這類加氫反應又稱氫解反應，包括加氫脫烷基、加氫裂化、加氫脫硫等。例如烷烴加氫裂化，甲苯加氫脫烷基制苯，硝基苯加氫還原制苯胺，油品加氫精制中非烴類的氫解：RSH＋H2─→RH＋H2S非烴類含氮化合物最難氫解；在同類非烴中分子結構越復雜越難氫解。
二、催化加氫反應
1、加氫處理反應
（1）加氫脫硫反應
石油餾分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及雜環硫化物，在加氫條件下發生氫解反應，生成烴和H2S。
展開 中國煉油加氫催化過程強化技術進展
圖4 催化柴油選擇性轉化為高辛烷值清潔汽油的加氫轉化反應過程示意圖
為將催化柴油中大分子芳烴高效轉化為小分子芳烴以期實現增值利用，中國石化石油化工科學研究院開發了兩個強化技術[21-24]，分別是LTAG（LCO to aromatics and gasoline）催化柴油加氫處理-催化裂化組合技術和RLG催化柴油加氫轉化技術。LTAG 技術利用加氫單元和催化單元組合，在加氫處理單元通過對催化柴油中的芳烴進行定向加氫飽和，將催化柴油中雙環以上芳烴高選擇性地加氫飽和為單環芳烴，其加氫產物在催化裂化單元通過工藝參數等的優化來控制氫轉移反應的比例，高選擇性開環裂化，最終實現催化柴油轉化為富含芳烴的高辛烷值汽油，LTAG 技術中催化柴油轉化率可達70%以上，汽油選擇性可達80%左右且氫耗相對較低（2.0%～2.5%），LTAG技術具有易實施的優點，已在中國石化多家企業的二十余套工業裝置成功實施，效益顯著。其中加氫單元可以是柴油加氫精制裝置、蠟油加氫處理裝置、渣油加氫處理裝置或柴油加氫改質裝置。RLG技術通過控制加氫精制段芳烴飽和程度在加氫精制反應區盡可能保留烷基苯、四氫萘等單環芳烴的同時降低氮含量至適宜的水平，為加氫裂化段提供原料；通過控制加氫裂化段四氫萘等單環芳烴的異構、開環以及烷基苯等單環芳烴的烷基側鏈斷裂，有效將柴油餾分中的烷基苯等單環芳烴轉化為汽油餾分中的苯、甲苯、二甲苯等高辛烷值組分，從而達到生產高辛烷值汽油或BTX原料的目的，RLG技術產品汽油收率靈活可調（30%～70%），產品汽油餾分辛烷值可達93～97，柴油餾分十六烷值提高幅度可達10～17個單位且氣體產率和氫耗相對較低（C1～C4收率4%～9%，汽油收率50%以下對應化學氫耗3%左右）。
展開 
渣油加氫裝置關鍵設備控制方案，加氫人必讀！
02
加氫反應器溫度監測與控制
①反應器床層溫度監測
渣油加氫反應器一般由單層催化劑床層組成。反應混合物的溫度沿反應物料的流向升高，反應器催化劑填料設置測溫點，在催化劑床層不同標高處，按上中下三層設置。通過測量不同高度但同一圓周方位的床層溫度，測量圓周直徑按反應器50%左右設置，測量點為8個，了解床層中反應的程度。為了減少反應器開口以及滿足圓周多點測量位置需要，選用8個柔性熱電偶，與反應器通過法蘭直接連接，按圓周要求布置以滿足測量需要。同時為了進一步監測反應器溫度，在反應器表面設置表面熱電偶，與反應器內溫度測量相互補充。表面熱電偶通過預埋在反應器表面的螺栓與反應器固定，外表面固定標高與催化劑床層內測溫點標高一致。反應器溫度測點布置如圖4所示。
②第一加氫反應器入口溫度控制
第一加氫反應器入口溫度控制和反應進料加熱爐主燃料氣壓力控制構成串級控制回路，控制主燃料氣控制閥，主燃料氣控制閥故障位置均為F.C。第一加氫反應器入口溫度控制為主回路，控制器選用反作用；主燃料氣壓力控制為副回路，控制器選用反作用，溫度控制器輸出作為壓力控制器的設定值。
當第一加氫反應器入口溫度高于設定值時，降低主燃氣壓力，燃料氣控制閥開度減小；當第一加氫反應器入口溫度低于設定值時，提升主燃氣壓力，燃料氣控制閥開度增大。
③其他反應器入口溫度控制
渣油加氫反應器的設置一般為反應進料加熱爐后串聯4~5臺高壓加氫反應器，除第一加氫反應器入口溫度采用加熱爐燃料氣調節外，其他幾臺反應器均采用注冷氫調節反應器入口溫度。入口溫度調節回路采用單回路控制，注冷氫控制閥故障位置均為F.O，溫度控制器選用反作用。
展開 煉油廠采用的主流石油加工工藝——催化加氫工藝詳解
石油加工當中一個重要的過程是催化加氫，近年來隨著環保要求不斷提高及后續產品不斷開發，高質量的加氫產品需求逐漸加大，催化加氫技術在化工生產中的地位也越來越受到重視，大量不飽和化合物、含氧化合物、含氮化合物等利用催化加氫技術制備的后續產品質量好、收率高。
目前煉油廠采用的加氫過程主要分為兩類：一類是加氫處理，一類是加氫裂化。
用這種技術的目的在于脫除油品中的硫、氮、氧及金屬等雜質，同時還使烯烴、二烯烴、芳烴和稠環芳烴選擇加氫飽和，從而改善原料的品質和產品的使用性能。此外，加氫裂化的目的在于將大分子裂化為小分子以提高輕質油收率，同時還除去一些雜志。其特點是輕質油收率高，產品飽和度高，雜質含量少。
作用機理
吸附在催化劑上的氫分子生成活潑的氫原子與被催化劑削弱了鍵的烯、炔加成。烯烴在鉑、鈀或鎳等金屬催化劑的存在下，可以與氫加成而生成烷烴。加氫過程可分為兩大類：
①氫與一氧化碳或有機化合物直接加氫，例如一氧化碳加氫合成甲醇：CO＋2H2─→CH3OH；；己二腈加氫制己二胺：NC(CH2)4CN＋4H2─→H2N(CH2)6NH2。
②氫與有機化合物反應的同時，伴隨著化學鍵的斷裂，這類加氫反應又稱氫解反應，包括加氫脫烷基、加氫裂化、加氫脫硫等。例如烷烴加氫裂化，甲苯加氫脫烷基制苯，硝基苯加氫還原制苯胺，油品加氫精制中非烴類的氫解：RSH＋H2─→RH＋H2S非烴類含氮化合物最難氫解；在同類非烴中分子結構越復雜越難氫解。
展開 氫氣傳感器用于加氫站的H2 泄露報警檢測
隨著氫燃料電池汽車的快速發展，加氫站的建設已日益成為氫產業鏈中的重要一環。其安全、穩定及可靠運行問題備受社會關注。
GB 50516—2010《加氫站技術規范》
該標準是中國強制性國家標準，由國家住房和城鄉建設部和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布。
該標準適用于加氫站、加氫加油合建站和加氫加氣合建站新建、改建、擴建的加氫站工程的設計、施工、建造。特別需要注意的是，該標準僅適用于氣態氫加氫站，不適用于液態氫加氫站。該規范定義的加氫站是“為氫能汽車或氫氣內燃機汽車或氫氣天然氣混合燃料汽車等儲氫瓶充裝氫燃料的專門場所”，而不僅僅是給目前流行的FCV加注氫氣。
該標準對加氫站的站址選擇及總布置做出總體要求，并對各系統設備設施如加氫設施、消防安全設施、電氣裝置、建筑設施、給水排水、采暖通風等做出技術性和安全性的要求，最后對施工、安裝、驗收和運行管理作出規定。
ISO 19880-1：2016《Gaseous hydrogen—Fuelling stations—Part 1: General requirements》
該標準由國際標準化組織（ISO）制定并發布。
從標準的范圍來看，該標準為輕型陸用車輛加氫的公共或非公共的氣態氫加氫站的安全建議了最低標準的設計特性和推薦性能，但該標準提到了液態氫的部分要求。ISO19880-1在液氫方面則對液氫儲存槽設計與位置、液氫轉換區、輸送管及閥門、降壓裝置和清洗方法都作出了詳細的安全規定。該標準適用于輕型陸用車輛的氫氣加注，但也可作為儲氫能力超出目前公布的加注協議標準如SAE 12601的公共汽車、有軌電車、摩托車和叉車的氫氣加注指南。
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萬鋼：推廣氫燃料電池汽車對實現碳達峰、碳中和目標有重要意義
加氫站：
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氫能產業鏈深度報告：制氫、運氫和加氫站建設
一文了解商業加氫站建設全過程項目管理
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是什么推高了加氫站成本？
報告：加氫站發展現狀，成本及運營分析
100座加氫站，2000億產值！
展開 國內外加氫裂化催化劑技術發展
編 輯 | 化工活動家
作 者 | 劉雪玲等
來 源 | 煉油技術與工程
關鍵詞 | 加氫裂化 催化劑 發展
共 3198 字 | 建議閱讀時間 13 分鐘
導 讀
未來市場對于化工產品的需求將持續增長，由煉油型向化工型轉型發展已成為煉油企業的主要選擇。加氫裂化產品中的輕烴、輕石腦油、重石腦油以及尾油均為優質的基礎化工原料。
加氫裂化催化劑是加氫裂化技術的核心。國外生產商及專利商主要有Axens，CLG，Criterion，UOP和Haldor Tops?e等，國內的專利商主要有中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院（FRIPP）、中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院（RIPP）等。
國外加氫裂化催化劑技術
01
Axens公司
近年，Axens公司加氫裂化催化劑開發的重點是緩和加氫裂化技術和高轉化率加氫裂化技術，圖1列出了Axens部分加氫裂化催化劑。
在緩和加氫裂化技術方面主要有HDK786，HDK776，HDK766，其中HDK786適于生產潤滑油基礎油和中間餾分油，HDK766適用最大量生產柴油，可以用作預處理劑以及原料為輕柴油、劣質蠟油、溶劑脫瀝青油等的加氫裂化反應。在提高轉化率上，Axens開發了HYC600，HYK700兩個系列加氫裂化催化劑。
展開 從反應流程、反應器、換熱器和加熱爐，看懂加氫裝置大型化發展趨勢
導 讀
1966年國內投產的首套加氫裂化裝置規模僅0.40Mt/a，1982年~1990年引進國外技術、國外企業總承包的4套大型化加氫裂化裝置最大規模1.20Mt/a，1993年投產的首套國產化現代加氫裂化裝置最大規模0.80Mt/a，受鐵路運輸限制，需要把一臺反應器拆分成兩部分來運輸。
2014年6月國務院提出重點建設七大石化基地，多個千萬噸以上大型化煉油企業向沿海七大石化基地聚集，將國內多年在催化劑、工程研發、工程設計、設備制造、新材料、設備運輸、施工機具等技術進步的成果在各類大型化加氫裝置應用。
下面老姜帶大家看看加氫裝置大型化的發展歷程
下表列出了不同年代投產的最大加氫裂化裝置的情況。
從上表可以看出，加氫裂化裝置大型化需要多系列才能實施；隨著技術進步，單系列加氫裂化裝置規模在逐步擴大；可采用不同流程實現加氫裂化裝置大型化；大型化加氫裂化技術的專利商集中在CLG，Shell和Axens；2018年前投產的最大規模加氫裂化裝置均在國外；2019年世界最大規模加氫裂化裝置將在中國投產。
下表列出了不同年代投產的最大規模渣油加氫裝置的情況。
從上表可以看出，渣油加氫裝置大型化也需要多系列才能實施；隨著技術進步，單系列渣油加氫裝置規模也在不斷擴大；大型化渣油加氫技術的專利商集中在CLG，UOP和Axens；2018年前投產的最大規模渣油加氫裝置均在國外；2019年世界最大規模渣油加氫裝置將在中國投產；2020年投產的世界最大規模渣油加氫裝置又將被國外公司超越。
下表列出了不同年代投產的最大加氫處理裝置的情況。
展開 它和傳統加氫相比有何優勢？
與傳統加氫的不同與優勢
液相加氫技術較傳統的加氫技術在流程上可省去整個循環氫系統及循環氫脫硫系統，取而代之的是反應器底部的循環泵，同時由于此技術正常生產時石腦油產品量很低，因此后續分餾部分只設置一座汽提塔，省掉了傳統加氫技術中的分餾塔、分餾塔底重沸爐、塔頂空冷器、水冷器、回流罐等設備。
以某煉廠200萬t/a柴油加氫精制裝置為例，對傳統加氫精制技術和液相加氫精制技術在設備選擇、主要操作條件、產品質量及收率、能耗等4個方面進行對比。
01
設備
對傳統加氫精制技術和液相加氫精制技術在設備選擇的主要區別見下表。
通過以上對比可知，液相加氫技術較傳統加氫技術節省了高壓容器、循環氫系統、循環氫脫硫系統、高壓空冷和分餾系統等設備；同時增加了反應器循環泵和部分低壓空冷。另外，由于液相加氫反應器結構與傳統加氫有較大區別，反應器床層較多，各床層間有氣液分離空間，因此液相加氫反應器重量要比傳統的大。
02
操作條件
對傳統加氫精制技術和液相加氫精制技術在主要操作條件上的區別見下表。
液相加氫技術較傳統加氫技術反應壓力相同，平均反應溫度稍高，化學耗氫基本相同，兩種加氫技術的主催化劑體積空速相同，催化劑用量沒有區別。
03
產品質量及收率
對傳統加氫精制技術和液相加氫精制技術在產品質量及收率上的區別見下表。
展開 
專家講堂│煉油結構轉型下沸騰床加氫技術
圖3為沸騰床加氫和催化裂化組合生成清潔油品路線，渣油經過沸騰床加氫單元后，加氫重油作為催化裂化的進料，生產液化氣、汽油、柴油和重油，其中重油和油漿可和渣油混合進沸騰床加氫單元。
表2列出了沸騰床加氫原料和加氫重油（＞350℃）的性質，可以看出沸騰床原料金屬含量和殘炭較高，常規的固定床加工困難，采用沸騰床加氫處理后生成的加氫重油性質得到明顯改善，金屬質量分數降低到10.0μg/g以下，殘炭也低于6.0%，是優良的催化裂化原料。
表3為沸騰床加氫重油催化裂化生產輕油的收率和性質。由表3可見，催化裂化汽油具有較高的收率，同時性質良好，雜質含量較低，辛烷值較高，沸騰床加氫和催化裂化組合生產清潔油品具有良好的可行性。
●生產化工原料
相對于其他渣油加工手段，沸騰床加氫具有較高的渣油轉化率，可將渣油中較多的重餾分轉化為輕質蠟油、柴油和石腦油餾分，然后配置靈活的加氫裂化工藝流程來進一步將蠟油和柴油輕質餾分轉化為適宜生成烯烴等化工原料的石腦油餾分，實現渣油到化工原料的高效轉化。圖4為沸騰床加氫與加氫裂化組合生產化工原料路線。
表4為沸騰床加氫柴油和蠟油組分的加氫裂化產物收率和性質數據。由表4可見：重石腦油具有較高的芳烴潛含量，是優良的芳烴重整原料；噴氣燃料具有良好的燃燒清潔性，煙點為27.4mm；柴油十六烷值指數較高，可作為清潔柴油調合組分或循環到加氫裂化裝置進一步裂化；加氫尾油的BMCI低于10，達到7.9，是優良的蒸汽裂解制乙烯原料。
●生產低硫石油焦
目前高硫石油焦的出路問題是擁有延遲焦化裝置的企業面臨的大問題，改善焦化原料性質是目前去除高硫焦轉而生產高價值低硫石油焦的關鍵。對于高硫渣油的加工處理，沸騰床加氫具有顯著優勢，通過催化劑的高效脫硫，使沸騰床未轉化油中硫含量大幅降低。
展開 加氫裂化裝置高壓換熱器選型分析
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 煉油技術與工程
作 者 | 陳立國 等
關鍵詞 | 加氫裂化 高壓換熱器 選型
共 2689 字 | 建議閱讀時間 12 分鐘
導讀
螺紋鎖緊環式換熱器是高壓加氫裝置上常見的換熱器之一，20世紀70年代由美國Chevron公司和日本千代田公司共同開發研究成功。歷經幾十年的發展，其制造水平不斷提高，已在煉油、化工、煤氣化等領域廣泛應用。
纏繞管式換熱器是一種結構緊湊的高效換熱設備，其結構形式不同于傳統的管殼式換熱器，近年來已被廣泛應用于煉油、化工、煤氣化、空分等領域。本文主要對兩種換熱器進行對比，分析加氫裂化裝置高壓換熱器的選型。
加氫裂化裝置高壓換熱器應用情況
1
高壓換熱器應用位置
加氫裂化裝置反應系統典型的流程見下圖。
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展開 世界最重加氫反應器制造成功
中國重大裝備制造領域日前再度刷新紀錄——總重達2400噸的260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，日前在國機重裝鎮江公司制造成功。4月28日，這臺巨無霸級的“龐然大物”由“萬里長江第一吊”吊裝上船，發運用戶。
這臺由中國機械工業集團有限公司（國機集團）所屬國機重型裝備集團股份有限公司（國機重裝）核心制造企業二重裝備研制的加氫反應器，是國內煉油板塊的首套沸騰床渣油加氫反應器。
創造了當今加氫反應器兩個“世界之最”：
一是產品的重量“世界之最”，這臺加氫反應器總長超過70米、外徑5.4米、重量達2400噸；
二是制造技術工藝復雜性“世界之最”，其制造工藝和復雜性均突破了世界加氫反應器極限制造紀錄。
就在今年3月28日，我國首家集科工貿為一體的高端重型裝備制造旗艦——國機重裝成立。國機重裝首秀實力，即推沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，打破同類產品極限制造多項世界紀錄，展現了重大裝備制造在變革中迸發的氣勢磅礴的“中國力量”。
石油煉化結構調整與提質升級事關國家能源安全，是石油煉化工業技術進步的重大舉措。260萬噸/年提質升級項目，正是貫徹國家能源戰略，打造具有自主知識產權渣油加氫技術體系的創新工程。其核心裝備沸騰床渣油鍛焊加氫反應器的制造是整個項目成敗的關鍵。
據悉，260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器項目建成投產后，可最大程度提高渣油轉化水平，將渣油轉化率提升至85%，而原裝置僅為40%~50%。同時，降低延遲焦化負荷，提升輕質油產能，使中國石油煉化工藝技術躋身世界先進行列，有力支撐國家能源戰略的實施，出色詮釋了新時代產業工人的風采。
由于產品超大、超重、超限，其運輸、吊裝、發運也創造了國內整體聯合吊裝新紀錄——產品及吊裝輔具總重量達驚人的2500噸。
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