【正文】 大于350℃的重餾分在加氫精制條件下，經(jīng)常處于氣液混相，所以提高氫分壓可以顯著提高反應速度從而提高精制效果。但是由于這種反應條件所要求的設備投資較高，較少采用。芳烴加氫的轉(zhuǎn)化率隨反應壓力升高顯著提高。提高反應壓力不僅提高了芳烴轉(zhuǎn)化率，其反應速度也明顯提高。 反應溫度加氫反應為放熱反應，從熱力學來看，提高溫度對放熱反應是不利的，但是從動力學角度來看，提高溫度能加快反應速度。由于在加氫精制通常的使用溫度下硫、氮化物的氫解屬于不可逆反應，不受熱力學平衡的限制，反應速度隨溫度的升高而加快，所以提高反應溫度，可以促進加氫反應，提高加氫精制的深度，使生成油中的雜質(zhì)含量減少。但溫度過高，容易產(chǎn)生過多的裂化反應，增加催化劑的積炭，產(chǎn)品的液收率降低，甚至增加產(chǎn)品中的烯烴含量。對于硫、氮雜環(huán)化合物，由于受芳環(huán)加氫熱力學的限制，在不同壓力下存在極限反應溫度，當超過這一極限反應溫度時，脫硫或脫氮率開始下降。工業(yè)上，加氫裝置的反應溫度與裝置的能耗以及氫氣的耗量有直接關系，最佳的反應溫度應是使產(chǎn)品性質(zhì)達到要求的最低的溫度。因此，在實際應用中，應根據(jù)原料性質(zhì)和產(chǎn)品要求來選擇適宜的反應溫度。空速是指單位時間里通過單位催化劑的原料油的量，它反應了裝置的處理能力?？账儆袃煞N表達形式，一種是體積空速，另一種是質(zhì)量空速。體積空速=原料油體積流量（20℃，－１）/催化劑體積（m3）質(zhì)量空速=原料油質(zhì)量流量（－１）/催化劑體積（m3）空速是根據(jù)催化劑性能、原料油性質(zhì)及要求的反應深度而變化的。允許空速越高表示催化劑活性愈高，裝置處理能力越大。但是空速不能無限制提高。對于給定的加氫裝置，進料量增加時空速增大，空速大意味著單位時間里通過催化劑的原料多，原料在催化劑上的停留時間短，反應深度淺。相反，空速小意味著反應時間長，降低空速對于提高反應的轉(zhuǎn)化率是有利的。但是較低的空速意味著在相同處理量的情況下需要的催化劑數(shù)量較多，反應器體積較大，在經(jīng)濟上是不合理的。所以工業(yè)上加氫過程空速的選擇要根據(jù)裝置的投資、催化劑的活性、原料性質(zhì)、產(chǎn)品要求等各方面綜合確定。氫油比通常是指單位時間里進入反應器的氫氣量與原料油量的比值。習慣上也可把氣油比——進入反應器的氣體量與原料油量的比值看作氫油比。進入反應器的氣體由新氫和循環(huán)氫構(gòu)成，為保證反應器內(nèi)催化劑床層出口有較高的氫分壓，設計的循環(huán)氫流量通常比新氫流量高3倍以上。提高氫油比，反應器內(nèi)氫分壓上升，參與反應的氫分子數(shù)增加，有利于提高反應深度，有助于抑制加氫縮合反應，使催化劑表面積炭下降，維持催化劑的活性，延長了催化劑的使用周期。但是氫油比過高，會使得循環(huán)氫壓縮機和氣液分離系統(tǒng)的負荷增大，能量消耗增多，動力消耗增大，操作費用增加，因此要根據(jù)具體情況選擇適宜的氫油比。 加氫精制典型工藝流程加氫精制裝置工藝流程差異很大，我們以中壓柴油加氫精制為例簡要說明加氫裝置工藝流程。 反應單元 原料處理單元主要是原料的過濾和保護。 為了減少原料油中攜帶的機械雜質(zhì)和固體顆粒進入反應器堵塞催化劑床層和催化劑本身的微孔，使床層壓降上升。加氫裝置一般都設有原料過濾設施，將大于25μm的雜質(zhì)濾出。對于原料比較干凈的，還可以不用帶自動反沖洗的過濾器，而采用固定切換操作、定期清掃或吹掃的過濾器。為了防止原料油與空氣接觸生成膠質(zhì)，進入反應器堵塞催化劑床層和催化劑本身的微孔，加氫裝置一般都設有原料保護設施，用氮氣或燃料氣將原料與空氣隔絕。在進入裝置前的原料罐，一般采用氮氣保護；而裝置內(nèi)的原料罐，多采用燃料氣密封，這樣可以減少氮氣進入低壓燃料氣，避免氮氣進入燃料氣管網(wǎng)造成不必要的浪費。原料經(jīng)過濾后進入緩沖罐，經(jīng)原料泵升壓后，進入換熱單元。在換熱單元，爐前混氫流程是原料油在和氫氣混合后，與反應產(chǎn)物進行換熱，經(jīng)加熱爐加熱到一定溫度后進入反應器；對于爐后混氫流程則是原料油換熱加熱后，與經(jīng)過單獨或部分換熱的氫氣在反應器入口混合。 反應分離 原料和氫氣經(jīng)過加熱爐加熱后進入反應器，為了控制反應器床層溫度，一般在床層之間都設有冷氫，冷氫的注入控制了各個床層之間較大的溫差，充分利用各個床層上中下各部分的催化劑，使其充分發(fā)揮作用，并保持相近的使用壽命。對于冷高分流程，反應產(chǎn)物經(jīng)過換熱后進入高壓分離器，反應產(chǎn)物在高壓分離器中進行氣、油、水三相分離。高壓分離器油相送至低壓分離器后再次進行油、氣、水三相分離。從高壓分離器及低壓分離器底部出來的含硫污水經(jīng)減壓后，送出裝置外（污水汽提裝置）處理。由低分閃蒸出的含硫氣體去氣體脫硫裝置處理。對于熱高分流程，自反應器出來的反應流出物經(jīng)換熱至220℃左右首先進入熱高壓分離器進行氣液分離。熱高分氣經(jīng)熱高分氣/混合氫換熱器換熱后，再經(jīng)熱高分氣空冷器冷卻至45℃進入冷高壓分離器。冷卻后的熱高分氣在冷高分進行油、氣、水三相分離。冷高分油在液位控制下，進入冷低壓分離器。冷高分氣經(jīng)循環(huán)氫脫硫塔入口分液罐脫除攜帶的微液滴后進入循環(huán)氫脫硫塔底部。 注水為防止反應生成的銨鹽在低溫下結(jié)晶堵塞反應產(chǎn)物空冷器管束，在反應產(chǎn)物空冷器前注入軟化水以洗去銨鹽。銨鹽產(chǎn)生的原因就是原料中的氮、硫經(jīng)反應生成的NH3和H2S,結(jié)合生成NH4 HS,它在油中的溶解度低，極易析出，形成晶體，堵塞管線和冷卻器，造成冷卻器偏流，產(chǎn)生安全隱患；同時造成反應系統(tǒng)壓降增大，影響裝置正常運行。注水一般選用軟化水，也可使用污水汽提裝置的凈化水，但凈化水比例不宜過大。 氫氣 氫氣包括新氫和循環(huán)氫，新氫理論上等于裝置耗氫量。外來氫進入裝置經(jīng)壓縮機壓縮后進入反應系統(tǒng)，和循環(huán)氫一起作為混氫，為裝置提供反應用氫氣，包括消耗氫氣和反應需要的氫油比。循環(huán)氫來自于系統(tǒng)，循環(huán)于系統(tǒng)。高分頂部的氫氣，經(jīng)循環(huán)氫脫硫后進入壓縮機入口分液罐，經(jīng)循環(huán)機重新升壓后分成兩路，一路作為急冷氫去反應器控制反應器床層溫升，另一路與來自新氫壓縮機出口的新氫混合，返回反應系統(tǒng)。一般采用爐前混氫（或者換熱器間混氫）或加熱爐加熱原料油的爐后混氫。因為一般來說加氫精制的原料油較輕，末期反應器入口溫度也不高，特別是直餾柴油，加熱爐不易結(jié)焦。爐后混氫的爐管選材可以較低。爐前混氫要考慮的加熱爐爐管的臨氫選材。 分餾單元分餾單元多為雙塔汽提流程。熱低分油與冷低分油混合進入脫硫化氫汽提塔，塔頂油氣經(jīng)汽提塔頂空冷器冷凝冷卻后，進入脫硫化氫汽提塔頂回流罐三相分離：含硫化氫氣體去干氣脫硫；含硫污水去污水汽提；液相經(jīng)脫硫化氫汽提塔頂回流泵升壓后全部作為塔頂回流；塔底油經(jīng)精制柴油/分餾塔進料換熱器與精制柴油換熱后進入產(chǎn)品分餾塔。為了抑制硫化氫對脫硫化氫汽提塔頂管道和冷換設備的腐蝕，在塔頂管道采用注入緩蝕劑措施。分餾塔頂油氣經(jīng)產(chǎn)品分餾塔頂空冷器冷凝后，進產(chǎn)品分餾塔頂回流罐。粗汽油經(jīng)產(chǎn)品分餾塔頂回流泵升壓后一部分作為塔頂回流，一部分作為產(chǎn)品出裝置；含油污水進入含油污水總管。分餾塔底油一部分經(jīng)分餾塔底重沸爐泵升溫，分餾塔底重沸爐加熱后返回分餾塔；另一部分作為產(chǎn)品由柴油泵升壓，經(jīng)換熱、冷卻至50℃出裝置。 有的裝置采用分餾進料加熱爐，而不采用重沸爐。有的裝置沒有脫硫化氫汽提塔，而是采用石腦油脫硫塔。加氫精制一般輕質(zhì)化程度較小，產(chǎn)品基本上為原料餾程。在反應部分熱量過剩較多，可以用換熱的方式取得汽提所需溫度，不設加熱爐，用過熱蒸汽汽提即可。也可采用熱分離器的方法來達到汽提所需的溫度。這樣流程簡單，投資少，能耗低。也有不少流程采用重沸爐汽提。如果用重沸爐作為系統(tǒng)不足熱量（例如重整原料預加氫，直餾煤油加氫等）的補充，并作汽提，或產(chǎn)品不希望帶水，則采用重沸爐是合適的。 對于某些原料，例如焦化汽柴油混合加氫、催化裂化原料加氫。由于汽油所占比例較大，氣化量較大，催化裂化原料沸點較高，且生成一定量的柴油需要分出，這種情況最好采用分餾塔、分餾爐。 脫硫單元 硫化氫的存在，不利于反應向脫硫方向進行，過高的硫化氫還會影響到催化劑活性的發(fā)揮，同時帶來設備腐蝕問題。在生產(chǎn)低硫、超低硫柴油時，硫化氫對反應的抑制更加明顯。在加工高硫原油的直餾柴油、焦化柴油等原料時，因其含硫超過1%，且含氮量較低，循環(huán)氫中含硫化氫會很高，一般設循環(huán)氫脫硫。高壓分離器頂出來的氣體經(jīng)凝聚器分離出液體后進入循環(huán)氫脫硫塔底部，在塔中由下而上的富氫氣體與由上而下的貧胺液逆向接觸以脫除硫化氫。脫完硫化氫的循環(huán)氫，經(jīng)循環(huán)機入口分液罐分液后進入循環(huán)氫壓縮機。貧胺液則來源于溶劑再生裝置，經(jīng)升壓進入循環(huán)氫脫硫塔，吸收硫化氫后，形成富液進入塔底，經(jīng)過液位控制出裝置。43