一、裝(zhuang)置(zhi)簡介
重(zhong)油(you)輕質(zhi)化基本原理是(shi)改(gai)變(bian)油(you)品(pin)的(de)(de)相(xiang)對(dui)分(fen)子質(zhi)量和氫碳比，而改(gai)變(bian)相(xiang)對(dui)分(fen)子質(zhi)量和氫碳比往往是(shi)同時(shi)進行的(de)(de)。改(gai)變(bian)油(you)品(pin)的(de)(de)氫碳比有兩(liang)條途(tu)徑(jing)，一是(shi)脫碳，二是(shi)加氫。
加(jia)(jia)氫裂化(hua)(hua)(hua)屬于石油(you)(you)(you)加(jia)(jia)工過程的加(jia)(jia)氫路線，是(shi)在催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)存在下從外(wai)界補入(ru)氫氣以(yi)提高(gao)油(you)(you)(you)品(pin)的氫碳比。加(jia)(jia)氫裂化(hua)(hua)(hua)實(shi)質(zhi)上(shang)是(shi)加(jia)(jia)氫和(he)催化(hua)(hua)(hua)裂化(hua)(hua)(hua)過程的有機結(jie)合，一(yi)方面能使重質(zhi)油(you)(you)(you)品(pin)通(tong)(tong)過裂化(hua)(hua)(hua)反應轉化(hua)(hua)(hua)為汽油(you)(you)(you)、煤油(you)(you)(you)和(he)柴油(you)(you)(you)等輕質(zhi)油(you)(you)(you)品(pin)，另(ling)一(yi)方面又可防止像催化(hua)(hua)(hua)裂化(hua)(hua)(hua)那(nei)樣(yang)生成大量焦(jiao)炭(tan)，而(er)且還可將(jiang)原料中的硫、氯(lv)、氧化(hua)(hua)(hua)合物雜質(zhi)通(tong)(tong)過加(jia)(jia)氫除去，使烯烴(jing)飽(bao)和(he)。
加(jia)(jia)氫(qing)(qing)處(chu)理裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)不(bu)僅(jin)能夠提(ti)高(gao)原(yuan)油的(de)收率(lv)，而(er)且可(ke)獲得(de)高(gao)質量的(de)輕質燃料油。現代(dai)化的(de)煉油廠無不(bu)把(ba)加(jia)(jia)氫(qing)(qing)處(chu)理裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)列為必上項目。根(gen)據原(yuan)料油的(de)不(bu)同，預(yu)期獲得(de)的(de)產品類型不(bu)同。加(jia)(jia)氫(qing)(qing)處(chu)理裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)分為加(jia)(jia)氫(qing)(qing)精制裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、加(jia)(jia)氫(qing)(qing)脫硫裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、加(jia)(jia)氫(qing)(qing)裂(lie)化裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、潤滑油加(jia)(jia)氫(qing)(qing)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)等類型。這(zhe)里介紹(shao)加(jia)(jia)氫(qing)(qing)裂(lie)化裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)。
加氫裂(lie)化裝置(zhi)的(de)原料(liao)油(you)(you)主要(yao)是上游(you)裝置(zhi)如常減壓、催(cui)化、焦(jiao)化的(de)重質(zhi)餾分油(you)(you)、渣油(you)(you)或其(qi)混合物。這些重質(zhi)油(you)(you)在一定的(de)壓力(li)、溫度條件下，并(bing)在催(cui)化劑的(de)作用下與氫氣發生化學(xue)反應，從而達(da)到(dao)使重質(zhi)油(you)(you)變(bian)為優質(zhi)輕(qing)質(zhi)燃料(liao)油(you)(you)的(de)目的(de)。加氫裂(lie)化裝置(zhi)的(de)產品主要(yao)有高級(ji)汽油(you)(you)、航空(kong)煤(mei)油(you)(you)、低凝固點柴油(you)(you)、石腦油(you)(you)等。
原料：重質油等。產品(pin)：輕質油（汽油、煤油、柴油或(huo)催化裂化、裂解(jie)制烯烴(jing)的(de)原料）。
二、典型加氫裂化裝置的(de)工藝及特點
加氫裂化(hua)裝(zhuang)置生產流(liu)程，按反應器中催化(hua)劑所處(chu)的狀態(tai)不同，可分為固定床(chuang)、沸騰床(chuang)和懸浮床(chuang)等(deng)幾種。
1. 固(gu)定床(chuang)加氫(qing)裂(lie)化(hua)
固定床是指(zhi)將(jiang)顆(ke)粒狀的(de)催化(hua)劑放置在反(fan)應(ying)器(qi)內，形成(cheng)靜(jing)態催化(hua)劑床層。原料油(you)和氫(qing)(qing)氣(qi)經升(sheng)溫(wen)、升(sheng)壓(ya)達到反(fan)應(ying)條件后(hou)進入反(fan)應(ying)系(xi)統(tong)，先進行(xing)加氫(qing)(qing)精制以除去硫、氮、氧(yang)雜質和二烯烴，再進行(xing)加氫(qing)(qing)裂化(hua)反(fan)應(ying)。反(fan)應(ying)產物經降溫(wen)、分(fen)離、降壓(ya)和分(fen)餾(liu)后(hou)，目(mu)的(de)產品送(song)出裝置，分(fen)離出含氫(qing)(qing)較高（80％，90％）的(de)氣(qi)體，作為循環(huan)氫(qing)(qing)使用。未轉化(hua)油(you)（稱尾油(you)）可以部分(fen)循環(huan)、全部循環(huan)或不循環(huan)一次(ci)通過。
2. 沸騰床加(jia)氫(qing)裂(lie)化
沸(fei)(fei)騰床（又稱膨脹床）工藝(yi)是借(jie)助于流(liu)體流(liu)速帶動(dong)具有一(yi)定顆粒度(du)的催化劑運(yun)動(dong)，形成氣、液、固三相床層，從而使氫(qing)氣、原料油(you)和(he)催化劑充分接觸(chu)而完成加氫(qing)反(fan)應過程。沸(fei)(fei)騰床工藝(yi)可以處理金屬含量和(he)殘炭值較高的原料（如減壓渣油(you)），并可使重油(you)深度(du)轉(zhuan)化；但反(fan)應溫度(du)較高，一(yi)般在400～450℃范圍內。此種工藝(yi)比較復雜，國內尚未工業(ye)化。
3. 懸浮床（漿液床）
加(jia)(jia)氫工(gong)藝 懸浮床(chuang)工(gong)藝是(shi)為(wei)了適應(ying)(ying)非常劣質的原料(liao)而重新得到重視(shi)的一(yi)(yi)種(zhong)加(jia)(jia)氫工(gong)藝。其(qi)原理與(yu)沸騰床(chuang)相類似，其(qi)基本(ben)流程是(shi)以(yi)細(xi)粉狀催化劑(ji)與(yu)原料(liao)預(yu)先混合，再(zai)與(yu)氫氣一(yi)(yi)起進(jin)入反(fan)應(ying)(ying)器自(zi)下而上流動(dong)，催化劑(ji)懸浮于液(ye)相中，進(jin)行加(jia)(jia)氫裂化反(fan)應(ying)(ying)，催化劑(ji)隨著(zhu)反(fan)應(ying)(ying)產物一(yi)(yi)起從反(fan)應(ying)(ying)器頂部流出。該裝置能加(jia)(jia)工(gong)各種(zhong)重質原油和普通原油渣油，但裝置投(tou)資(zi)大(da)。該工(gong)藝目前(qian)在國內尚屬研究(jiu)開發階段。
典型加(jia)氫裂化裝置(zhi)的工藝(yi)流(liu)程如圖(tu)2.9所示。
原料(liao)油(you)以常溫(wen)、低壓(ya)(ya)(ya)條(tiao)件進(jin)入裝置，經(jing)過(guo)過(guo)濾、脫水(shui)等，進(jin)入換(huan)(huan)熱(re)器逐次換(huan)(huan)熱(re)，然后(hou)通過(guo)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)原料(liao)油(you)泵加(jia)壓(ya)(ya)(ya)。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣以常溫(wen)、低壓(ya)(ya)(ya)條(tiao)件進(jin)入裝置，然后(hou)通過(guo)新(xin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)壓(ya)(ya)(ya)縮機，逐級進(jin)行加(jia)壓(ya)(ya)(ya)。新(xin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)壓(ya)(ya)(ya)縮機一般為大(da)型往復式壓(ya)(ya)(ya)縮機。新(xin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣幾乎(hu)不(bu)含硫化氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)等腐蝕(shi)介(jie)質。高(gao)壓(ya)(ya)(ya)新(xin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣與(yu)循環氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)混合(he)在一起(qi)與(yu)反應流(liu)出(chu)(chu)物進(jin)行換(huan)(huan)熱(re)。從加(jia)熱(re)爐出(chu)(chu)來的高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣與(yu)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)原料(liao)油(you)混合(he)，一起(qi)進(jin)入加(jia)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反應器進(jin)行加(jia)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反應。此(ci)流(liu)程(cheng)稱為爐后(hou)混氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。有些(xie)生產裝置則是采用原料(liao)油(you)與(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣先混合(he)然后(hou)一起(qi)進(jin)加(jia)熱(re)爐加(jia)熱(re)的流(liu)程(cheng)，稱為爐前混氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。
在(zai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)內進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)加氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)為放熱(re)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)，故(gu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)需(xu)要在(zai)不同的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)通(tong)入(ru)高壓(ya)(ya)冷氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)，以控制反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度。加氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)采用的(de)(de)(de)(de)催化(hua)劑需(xu)要硫(liu)維(wei)持其(qi)(qi)活性(xing)，因(yin)此即(ji)使原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)中(zhong)不含(han)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)等(deng)硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)，要通(tong)過催化(hua)劑的(de)(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)而維(wei)持反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)里面有(you)(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)硫(liu)含(han)量。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)在(zai)加氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)條件下(xia)與(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣結合生(sheng)(sheng)產硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。當(dang)原(yuan)料(liao)油(you)(you)(you)中(zhong)含(han)有(you)(you)(you)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，氮(dan)會與(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣發生(sheng)(sheng)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產生(sheng)(sheng)氨(an)(an)。因(yin)此，從反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)底(di)(di)部流出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)混合物(wu)(wu)（稱(cheng)為反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)流出(chu)(chu)(chu)物(wu)(wu)）富(fu)含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣和硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)，有(you)(you)(you)時候也(ye)含(han)一(yi)定量的(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)流出(chu)(chu)(chu)物(wu)(wu)通(tong)過換熱(re)器(qi)(qi)逐次進(jin)行(xing)換熱(re)降溫(wen)，然后(hou)(hou)再(zai)通(tong)過高壓(ya)(ya)空冷器(qi)(qi)進(jin)一(yi)步降溫(wen)至露(lu)點以下(xia)，進(jin)入(ru)高壓(ya)(ya)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)，進(jin)行(xing)富(fu)余氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣和反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)頂部排(pai)除的(de)(de)(de)(de)循(xun)(xun)環(huan)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)進(jin)入(ru)循(xun)(xun)環(huan)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)壓(ya)(ya)縮機加壓(ya)(ya)后(hou)(hou)循(xun)(xun)環(huan)使用，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)底(di)(di)部排(pai)除的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)物(wu)(wu)經降壓(ya)(ya)后(hou)(hou)進(jin)入(ru)后(hou)(hou)續的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)餾部分(fen)(fen)(fen)進(jin)行(xing)不同燃(ran)料(liao)油(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)割(ge)。從分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)出(chu)(chu)(chu)來的(de)(de)(de)(de)循(xun)(xun)環(huan)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)富(fu)含(han)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)，有(you)(you)(you)時候會對其(qi)(qi)先脫硫(liu)然后(hou)(hou)再(zai)循(xun)(xun)環(huan)使用。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)底(di)(di)部還(huan)會排(pai)出(chu)(chu)(chu)富(fu)含(han)硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)性(xing)水等(deng)，酸(suan)(suan)性(xing)水經降壓(ya)(ya)后(hou)(hou)進(jin)入(ru)全廠的(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)性(xing)水汽提裝置(zhi)(zhi)進(jin)行(xing)處(chu)理。
三(san)、介質特點
加氫(qing)裂化(hua)裝置中包(bao)含的(de)(de)特殊的(de)(de)介質有氫(qing)氣、硫化(hua)氫(qing)、連(lian)多硫酸、二硫化(hua)碳等。
氫與氟(fu)的混(hun)合物在低溫和(he)黑暗環(huan)境下(xia)就能發生(sheng)自發性(xing)爆炸，與氯的混(hun)合比為1：1時(shi)，在光照下(xia)也可(ke)爆炸，氫氣(qi)被列(lie)為甲類易(yi)燃氣(qi)體，屬(shu)(shu)于(yu)易(yi)燃、易(yi)爆介質。氫原(yuan)子能夠被金(jin)(jin)屬(shu)(shu)吸附并滲入金(jin)(jin)屬(shu)(shu)內部，給(gei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶來一(yi)系列(lie)的影響(xiang)，如氫脆、氫鼓包(bao)(bao)。在一(yi)定的溫度和(he)壓力條件(jian)下(xia)，氫氣(qi)可(ke)與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的碳發生(sheng)化學反應，生(sheng)產甲烷，并引起金(jin)(jin)屬(shu)(shu)開(kai)裂或鼓包(bao)(bao)。氫氣(qi)極易(yi)從設備(bei)、管道元件(jian)的連(lian)接處逸散出去(qu)，給(gei)設備(bei)、管道元件(jian)的密(mi)封增加難度。
硫化(hua)氫正(zheng)常(chang)情況下是一種易燃的(de)酸性氣(qi)體，濃度(du)低(di)時帶惡臭(chou)(chou)，氣(qi)味(wei)如臭(chou)(chou)雞(ji)蛋，濃度(du)高時反而沒有氣(qi)味(wei)，因為高濃度(du)的(de)硫化(hua)氫可以(yi)麻(ma)痹嗅覺神經(jing)。
連多硫酸在石油化工裝置中并不常見，但如果一旦形成，其危害性是非常大的。連多硫酸多產生在高溫硫腐蝕的環境下，即硫化氫在高溫條件下能引起金屬材料的化學腐蝕，在裝置停工的時候，其腐蝕產物遇水、氧可能生成連多硫酸。連多硫酸是強酸，對奧(ao)氏體不銹鋼(gang)具有強烈的應力腐蝕開裂誘發傾向，嚴重時可在數分鐘之內導致奧氏體不銹鋼材料的開裂。
二硫化碳是(shi)一種無色(se)或淡黃色(se)透明液(ye)體，有刺激性氣味，易揮(hui)發，不溶于(yu)水，溶于(yu)乙醇、乙醚等多數有機溶劑。二硫化碳具有較高的毒性，為高度危(wei)害介質。極度易燃，具刺激性，并且在高溫下爆炸殺(sha)傷(shang)性加倍(bei)，高度危(wei)險。
四、加氫裂(lie)化裝置的配管(guan)設計
主要是對加熱爐、塔、換(huan)熱器、罐、泵等設備的配管設計。加氫工藝生產裝置的主要設備是在高溫、高壓及有氫氣和硫化氫存在的條件下運行的，故其設計、制造和材料的選用等要求都很高，對生產操作的控制也極嚴格。
高(gao)壓加氫(qing)反(fan)應(ying)(ying)器是裝置中的關鍵設備，工作條件苛刻，制造困(kun)難，價格(ge)昂貴(gui)。根(gen)據(ju)介(jie)質是否直(zhi)接接觸金屬器壁(bi)，分(fen)為冷壁(bi)反(fan)應(ying)(ying)器和熱壁(bi)反(fan)應(ying)(ying)器兩種(zhong)結構。反(fan)應(ying)(ying)器由筒體和內部(bu)結構兩部(bu)分(fen)組成(cheng)。
