一、裝置(zhi)簡(jian)介
重油(you)輕(qing)質(zhi)化基本原(yuan)理是(shi)(shi)改(gai)變(bian)(bian)油(you)品的(de)(de)相對(dui)分子質(zhi)量(liang)和(he)氫(qing)碳(tan)比(bi)，而改(gai)變(bian)(bian)相對(dui)分子質(zhi)量(liang)和(he)氫(qing)碳(tan)比(bi)往往是(shi)(shi)同時進行的(de)(de)。改(gai)變(bian)(bian)油(you)品的(de)(de)氫(qing)碳(tan)比(bi)有兩(liang)條途徑，一(yi)是(shi)(shi)脫碳(tan)，二是(shi)(shi)加(jia)氫(qing)。
加(jia)氫(qing)裂(lie)化(hua)屬于石油(you)加(jia)工過(guo)(guo)程的(de)加(jia)氫(qing)路線，是(shi)(shi)在催(cui)化(hua)劑存(cun)在下(xia)從外界(jie)補入氫(qing)氣以提(ti)高油(you)品的(de)氫(qing)碳比。加(jia)氫(qing)裂(lie)化(hua)實質(zhi)上(shang)是(shi)(shi)加(jia)氫(qing)和催(cui)化(hua)裂(lie)化(hua)過(guo)(guo)程的(de)有機結合(he)，一(yi)方(fang)面能使重質(zhi)油(you)品通(tong)過(guo)(guo)裂(lie)化(hua)反應轉化(hua)為(wei)汽油(you)、煤油(you)和柴油(you)等輕質(zhi)油(you)品，另一(yi)方(fang)面又可(ke)防止像催(cui)化(hua)裂(lie)化(hua)那樣(yang)生(sheng)成大(da)量焦炭，而且(qie)還可(ke)將原(yuan)料(liao)中的(de)硫、氯、氧化(hua)合(he)物(wu)雜(za)質(zhi)通(tong)過(guo)(guo)加(jia)氫(qing)除去，使烯烴飽和。
加氫(qing)(qing)(qing)處理(li)(li)裝置(zhi)(zhi)不僅能(neng)夠提高(gao)原油(you)的(de)(de)收率，而且可獲(huo)得高(gao)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)輕質(zhi)(zhi)燃料(liao)油(you)。現(xian)代化的(de)(de)煉(lian)油(you)廠無(wu)不把加氫(qing)(qing)(qing)處理(li)(li)裝置(zhi)(zhi)列為(wei)必上項目。根據原料(liao)油(you)的(de)(de)不同，預(yu)期獲(huo)得的(de)(de)產品類型(xing)不同。加氫(qing)(qing)(qing)處理(li)(li)裝置(zhi)(zhi)分為(wei)加氫(qing)(qing)(qing)精制裝置(zhi)(zhi)、加氫(qing)(qing)(qing)脫(tuo)硫裝置(zhi)(zhi)、加氫(qing)(qing)(qing)裂化裝置(zhi)(zhi)、潤滑油(you)加氫(qing)(qing)(qing)裝置(zhi)(zhi)等(deng)類型(xing)。這里(li)介紹加氫(qing)(qing)(qing)裂化裝置(zhi)(zhi)。
加氫裂化裝置的(de)(de)原料油(you)主要是上(shang)游裝置如(ru)常減壓、催(cui)化、焦(jiao)化的(de)(de)重質(zhi)餾分油(you)、渣油(you)或其混(hun)合物。這(zhe)些重質(zhi)油(you)在(zai)一定的(de)(de)壓力、溫(wen)度條件下(xia)，并在(zai)催(cui)化劑(ji)的(de)(de)作用下(xia)與氫氣發(fa)生(sheng)化學反(fan)應(ying)，從(cong)而達到使(shi)重質(zhi)油(you)變為優質(zhi)輕質(zhi)燃料油(you)的(de)(de)目的(de)(de)。加氫裂化裝置的(de)(de)產品主要有高(gao)級汽油(you)、航空煤油(you)、低凝固點(dian)柴油(you)、石腦油(you)等。
原料：重質油等。產品(pin)：輕質油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料）。
二、典型加氫(qing)裂化裝置的工(gong)藝及特點
加氫裂化裝(zhuang)置生產(chan)流(liu)程，按反(fan)應器中催化劑所(suo)處的狀態不同，可分為固定床、沸騰床和懸(xuan)浮床等幾種。
1. 固(gu)定(ding)床加氫裂化
固定床是(shi)指將顆粒狀(zhuang)的催化劑放置(zhi)在反(fan)應器(qi)內，形成靜態(tai)催化劑床層。原料(liao)油(you)和(he)(he)氫(qing)氣(qi)經升(sheng)溫(wen)、升(sheng)壓達(da)到反(fan)應條件后(hou)進(jin)入反(fan)應系統，先進(jin)行加(jia)氫(qing)精制以除(chu)去硫(liu)、氮、氧雜質和(he)(he)二烯烴，再進(jin)行加(jia)氫(qing)裂化反(fan)應。反(fan)應產物經降溫(wen)、分(fen)(fen)離、降壓和(he)(he)分(fen)(fen)餾后(hou)，目的產品送出裝置(zhi)，分(fen)(fen)離出含氫(qing)較高(gao)（80％，90％）的氣(qi)體，作為循(xun)環(huan)氫(qing)使(shi)用。未轉化油(you)（稱尾油(you)）可以部分(fen)(fen)循(xun)環(huan)、全部循(xun)環(huan)或不(bu)循(xun)環(huan)一次通過。
2. 沸騰床加氫裂化
沸騰床(chuang)（又稱膨脹床(chuang)）工藝(yi)是借助于流體(ti)流速(su)帶動(dong)具有一定顆粒度(du)的(de)催(cui)化劑運動(dong)，形成氣、液、固三相(xiang)床(chuang)層，從(cong)而(er)使(shi)氫(qing)氣、原(yuan)料油(you)和催(cui)化劑充分接觸而(er)完成加氫(qing)反應過程。沸騰床(chuang)工藝(yi)可以處(chu)理(li)金屬含量和殘炭值(zhi)較高的(de)原(yuan)料（如減壓渣油(you)），并可使(shi)重油(you)深(shen)度(du)轉化；但反應溫度(du)較高，一般(ban)在400～450℃范圍內。此種工藝(yi)比較復雜，國(guo)內尚未工業化。
3. 懸浮(fu)床（漿液床）
加(jia)氫工(gong)(gong)(gong)藝 懸浮床工(gong)(gong)(gong)藝是為了適應(ying)(ying)非(fei)常劣質(zhi)的原(yuan)料而(er)重新(xin)得到重視的一(yi)種(zhong)加(jia)氫工(gong)(gong)(gong)藝。其(qi)原(yuan)理與沸騰床相類似，其(qi)基本流程是以(yi)細粉狀催化(hua)劑(ji)與原(yuan)料預先混合，再(zai)與氫氣(qi)一(yi)起進入反(fan)(fan)應(ying)(ying)器自下(xia)而(er)上流動，催化(hua)劑(ji)懸浮于液相中(zhong)，進行加(jia)氫裂(lie)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，催化(hua)劑(ji)隨(sui)著反(fan)(fan)應(ying)(ying)產物(wu)一(yi)起從反(fan)(fan)應(ying)(ying)器頂部(bu)流出。該裝置能加(jia)工(gong)(gong)(gong)各(ge)種(zhong)重質(zhi)原(yuan)油(you)和普通原(yuan)油(you)渣油(you)，但裝置投(tou)資大。該工(gong)(gong)(gong)藝目前在國內尚屬研究開發(fa)階(jie)段(duan)。
典型加氫裂(lie)化裝置的工藝流程如圖2.9所示。
原(yuan)(yuan)料油以(yi)常溫、低(di)壓(ya)(ya)條件進入(ru)(ru)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，經過過濾(lv)、脫水等，進入(ru)(ru)換熱(re)(re)器逐次(ci)換熱(re)(re)，然(ran)后(hou)(hou)通(tong)過高壓(ya)(ya)原(yuan)(yuan)料油泵(beng)加(jia)(jia)壓(ya)(ya)。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)以(yi)常溫、低(di)壓(ya)(ya)條件進入(ru)(ru)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，然(ran)后(hou)(hou)通(tong)過新氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)壓(ya)(ya)縮機(ji)，逐級進行(xing)(xing)加(jia)(jia)壓(ya)(ya)。新氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)壓(ya)(ya)縮機(ji)一(yi)般(ban)為(wei)大型(xing)往(wang)復式壓(ya)(ya)縮機(ji)。新氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)幾乎不含硫化氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)等腐蝕介質(zhi)。高壓(ya)(ya)新氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)與循環氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)混合(he)在一(yi)起(qi)與反(fan)應(ying)流(liu)出(chu)物進行(xing)(xing)換熱(re)(re)。從加(jia)(jia)熱(re)(re)爐出(chu)來的高壓(ya)(ya)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)與高壓(ya)(ya)原(yuan)(yuan)料油混合(he)，一(yi)起(qi)進入(ru)(ru)加(jia)(jia)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)應(ying)器進行(xing)(xing)加(jia)(jia)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)應(ying)。此流(liu)程稱(cheng)為(wei)爐后(hou)(hou)混氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。有些生產裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)則是采用原(yuan)(yuan)料油與氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)先混合(he)然(ran)后(hou)(hou)一(yi)起(qi)進加(jia)(jia)熱(re)(re)爐加(jia)(jia)熱(re)(re)的流(liu)程，稱(cheng)為(wei)爐前混氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。
在反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)內進(jin)行的(de)(de)加(jia)氫(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)為放熱(re)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)，故反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)需要(yao)在不(bu)同的(de)(de)位(wei)置(zhi)通入(ru)高壓(ya)冷(leng)(leng)氫(qing)(qing)，以(yi)控制反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度。加(jia)氫(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)采(cai)用(yong)的(de)(de)催(cui)化劑需要(yao)硫(liu)(liu)(liu)(liu)維(wei)持(chi)其活性(xing)，因此即使(shi)原料(liao)油中(zhong)不(bu)含(han)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化氫(qing)(qing)等硫(liu)(liu)(liu)(liu)化物，要(yao)通過催(cui)化劑的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化而維(wei)持(chi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)里(li)面有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)含(han)量。反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)在加(jia)氫(qing)(qing)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)條件下(xia)與氫(qing)(qing)氣(qi)結(jie)合(he)(he)生(sheng)(sheng)產硫(liu)(liu)(liu)(liu)化氫(qing)(qing)。當原料(liao)油中(zhong)含(han)有(you)氮(dan)的(de)(de)情況下(xia)，氮(dan)會與氫(qing)(qing)氣(qi)發生(sheng)(sheng)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產生(sheng)(sheng)氨。因此，從反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)底部流出的(de)(de)混合(he)(he)物（稱為反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)流出物）富含(han)氫(qing)(qing)氣(qi)和(he)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化氫(qing)(qing)，有(you)時候也(ye)含(han)一(yi)(yi)定量的(de)(de)氨。反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)流出物通過換熱(re)器(qi)(qi)(qi)逐次進(jin)行換熱(re)降溫(wen)，然(ran)后(hou)再通過高壓(ya)空(kong)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)進(jin)一(yi)(yi)步降溫(wen)至露(lu)點以(yi)下(xia)，進(jin)入(ru)高壓(ya)分(fen)離器(qi)(qi)(qi)，進(jin)行富余氫(qing)(qing)氣(qi)和(he)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成物的(de)(de)分(fen)離。分(fen)離器(qi)(qi)(qi)頂部排除的(de)(de)循(xun)環(huan)氫(qing)(qing)進(jin)入(ru)循(xun)環(huan)氫(qing)(qing)壓(ya)縮機(ji)加(jia)壓(ya)后(hou)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)，分(fen)離器(qi)(qi)(qi)底部排除的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成物經降壓(ya)后(hou)進(jin)入(ru)后(hou)續的(de)(de)分(fen)餾部分(fen)進(jin)行不(bu)同燃料(liao)油的(de)(de)分(fen)割。從分(fen)離器(qi)(qi)(qi)出來的(de)(de)循(xun)環(huan)氫(qing)(qing)富含(han)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化氫(qing)(qing)，有(you)時候會對其先脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)然(ran)后(hou)再循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)。分(fen)離器(qi)(qi)(qi)底部還會排出富含(han)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化氫(qing)(qing)的(de)(de)酸性(xing)水等，酸性(xing)水經降壓(ya)后(hou)進(jin)入(ru)全廠的(de)(de)酸性(xing)水汽提裝置(zhi)進(jin)行處(chu)理。
三、介質特點
加氫(qing)裂化(hua)裝(zhuang)置中包含(han)的特殊的介質有氫(qing)氣、硫化(hua)氫(qing)、連多硫酸、二硫化(hua)碳等。
氫(qing)(qing)與(yu)(yu)氟的(de)混合物在(zai)低(di)溫和(he)黑暗環境下就能發生自(zi)發性爆(bao)炸，與(yu)(yu)氯的(de)混合比(bi)為(wei)1：1時，在(zai)光照下也可爆(bao)炸，氫(qing)(qing)氣被列(lie)(lie)為(wei)甲類易(yi)(yi)燃(ran)氣體，屬(shu)于易(yi)(yi)燃(ran)、易(yi)(yi)爆(bao)介質。氫(qing)(qing)原子(zi)能夠被金(jin)屬(shu)吸附并滲入(ru)金(jin)屬(shu)內部，給金(jin)屬(shu)帶來一系列(lie)(lie)的(de)影(ying)響，如氫(qing)(qing)脆、氫(qing)(qing)鼓包(bao)。在(zai)一定(ding)的(de)溫度(du)和(he)壓力條件下，氫(qing)(qing)氣可與(yu)(yu)金(jin)屬(shu)中的(de)碳(tan)發生化學反應，生產甲烷，并引起金(jin)屬(shu)開裂或(huo)鼓包(bao)。氫(qing)(qing)氣極易(yi)(yi)從設備(bei)、管道元件的(de)連接處逸散出去，給設備(bei)、管道元件的(de)密封增加難(nan)度(du)。
硫化氫正常情況下是一種易燃的(de)酸性氣體(ti)，濃度(du)低(di)時(shi)帶惡臭，氣味(wei)如臭雞(ji)蛋(dan)，濃度(du)高時(shi)反而沒(mei)有氣味(wei)，因為高濃度(du)的(de)硫化氫可以麻痹嗅(xiu)覺神經。
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，對奧氏體不銹鋼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)透明液體，有刺(ci)激(ji)(ji)性氣味，易(yi)揮(hui)發，不溶(rong)于水，溶(rong)于乙(yi)醇、乙(yi)醚等多(duo)數有機溶(rong)劑(ji)。二硫化碳具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)毒性，為(wei)高(gao)(gao)度危害介質。極度易(yi)燃，具刺(ci)激(ji)(ji)性，并且在高(gao)(gao)溫下爆炸殺傷(shang)性加倍，高(gao)(gao)度危險。
四、加氫裂(lie)化(hua)裝(zhuang)置的配管設計
主要是對加熱爐、塔、換熱器、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。
高壓(ya)加氫反(fan)(fan)應(ying)(ying)器是裝置中的關鍵設備(bei)，工作(zuo)條(tiao)件苛刻，制造困難(nan)，價(jia)格昂貴。根(gen)據介質是否直(zhi)接(jie)接(jie)觸金屬器壁(bi)，分為冷壁(bi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器和熱壁(bi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器兩種結(jie)構。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器由(you)筒體和內部結(jie)構兩部分組成(cheng)。
