煤焦油加氢
1.1煤焦油的主要化学反应
煤焦油加氢为多相催化反应,在加氢过程中,发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应:
①加氢脱硫反应
②加氢脱氮反应
③芳烃加氢反应
④烯烃加氢反应
⑤加氢裂化反应
⑥加氢脱金属反应
1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素
主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为:反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。
1.2.1 反应压力
提高反应器压力和/或循环氢纯度,也是提高反应氢分压。提高反应氢分压,不但有利于脱除煤焦油中的s、n等杂原子及芳烃化合物加氢饱和,改善相关产品的质量,而且也可以减缓催化剂的结焦速率,延长催化剂的使用周期,降低催化剂的费用。不过反应氢分压的提高,也会增加装置建设投资和操作费用。
1.2.2反应温度
提高反应温度,会加快加氢反应速率和加氢裂化率。过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度,使稠环化合物缩合生焦,缩短催化剂的使用寿命。
1.2.3体积空速
提高反应体积空速,会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。对于新设计的装置,高体积空速,可降低装置的投资和购买催化剂的费用。较低的反应体积空速,可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率,同时延长催化剂的使用周期,但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。
1.2.4氢油体积比
氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据,描述的是加氢进料的需氢量相对大小。煤焦油加氢比一般的石油类原料,要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主,在反应过程中需要消耗更多氢气;另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程,需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走,避免加氢装置“飞温”。
1.2.5煤焦油性质
煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。
氮含量
氮化物主要集中在芳环上,它的脱除是先芳环加氢饱和,后c-n化学键断裂,因此,原料中氮含量的增加,对加氢催化剂活性有更高的要求,同时,反应生成的nh3也会降低反应氢分压,影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
硫含量
原料中的硫在加氢过程中生成h2s,因此,硫含量主要影响反应氢分压,高的硫含量增加,会明显降低反应氢分压,从而影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
沥青质
沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳,引起催化剂失活,加速反应器的提温速度,缩短催化剂的使用寿命。
微量金属杂质
原料中含的微量金属杂质主要有fe、cu、v、pb、na、ca、ni、zn等,这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上,堵塞催化剂孔道,造成催化剂永久失活。
2. 煤焦油的加氢结果(举例)
2.1高温煤焦油的重洗油加氢
加氢后产品性质
密度(20℃) /g/cm-3 0.8730 总环烷 80.6
馏程/℃其中: 一环 38.2
ibp/10% 120/196 二环 40.4
30%/50% 213/218 三环 2.0
70%/90% 224/232 总芳烃 19.4
95%/ebp 242/274 其中: 一环 18.1
十六烷值 33.1 二环 0.3
由于洗油处于石油中的柴油沸程内,因此洗油加氢后只有一种产品,那就是好的柴油调和组分。由加氢生成的柴油馏分性质可以看出,其密度为0.8730、十六烷值提高为约33,已是很好的柴油调和组分。
2.2高温煤焦油的蒽油加氢
蒽油加氢的产品分布
项目 数据,%
气体 2.31
<65℃ 2.51
65~177℃(石脑油馏分) 24.44
>177℃(柴油馏分) 70.74
c5+液收 97.69
蒽油加氢石脑油(65~177℃)的性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.786 环烷烃 90.0
辛烷值(ron) 65 c5/c6 0.2/19.0
s/mg×g-1 <0.5 c7/c8 23.4/17.6
n/mg×g-1 <0.5 c9/c10 14.3/13.5
组成分析, %
c11 2.0
烷烃 6.2
芳烃 3.8
c4/c5 0.2/0.9
c6/c7 1.4/0.8
c6/c7 1.9/1.7
c8/c9 0.6/0.9
c8/c9 0.9/0.5
c10 0.1
芳潜 88.53
蒽油加氢柴油馏分(>177℃)性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.8904 闪点/℃ 56
馏程/℃凝点/℃ <-50
ibp/10% 176/213 冷滤点/℃ <-41
30%/50% 226/240 十六烷值 37.8
70%/90% 260/296 s/?g?g-1 <5
95%/ebp 311/346 n/?g?g-1 <1.0
从上述表中数据可以看出,石脑油(65~177℃)产品是优质的化工石脑油原料,尤其用作生产“三苯”的重整进料;而柴油馏分(>177℃)则是优质 冷滤点
煤焦油加氢为多相催化反应,在加氢过程中,发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应:
①加氢脱硫反应
②加氢脱氮反应
③芳烃加氢反应
④烯烃加氢反应
⑤加氢裂化反应
⑥加氢脱金属反应
1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素
主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为:反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。
1.2.1 反应压力
提高反应器压力和/或循环氢纯度,也是提高反应氢分压。提高反应氢分压,不但有利于脱除煤焦油中的s、n等杂原子及芳烃化合物加氢饱和,改善相关产品的质量,而且也可以减缓催化剂的结焦速率,延长催化剂的使用周期,降低催化剂的费用。不过反应氢分压的提高,也会增加装置建设投资和操作费用。
1.2.2反应温度
提高反应温度,会加快加氢反应速率和加氢裂化率。过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度,使稠环化合物缩合生焦,缩短催化剂的使用寿命。
1.2.3体积空速
提高反应体积空速,会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。对于新设计的装置,高体积空速,可降低装置的投资和购买催化剂的费用。较低的反应体积空速,可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率,同时延长催化剂的使用周期,但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。
1.2.4氢油体积比
氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据,描述的是加氢进料的需氢量相对大小。煤焦油加氢比一般的石油类原料,要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主,在反应过程中需要消耗更多氢气;另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程,需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走,避免加氢装置“飞温”。
1.2.5煤焦油性质
煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。
氮含量
氮化物主要集中在芳环上,它的脱除是先芳环加氢饱和,后c-n化学键断裂,因此,原料中氮含量的增加,对加氢催化剂活性有更高的要求,同时,反应生成的nh3也会降低反应氢分压,影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
硫含量
原料中的硫在加氢过程中生成h2s,因此,硫含量主要影响反应氢分压,高的硫含量增加,会明显降低反应氢分压,从而影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
沥青质
沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳,引起催化剂失活,加速反应器的提温速度,缩短催化剂的使用寿命。
微量金属杂质
原料中含的微量金属杂质主要有fe、cu、v、pb、na、ca、ni、zn等,这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上,堵塞催化剂孔道,造成催化剂永久失活。
2. 煤焦油的加氢结果(举例)
2.1高温煤焦油的重洗油加氢
加氢后产品性质
密度(20℃) /g/cm-3 0.8730 总环烷 80.6
馏程/℃其中: 一环 38.2
ibp/10% 120/196 二环 40.4
30%/50% 213/218 三环 2.0
70%/90% 224/232 总芳烃 19.4
95%/ebp 242/274 其中: 一环 18.1
十六烷值 33.1 二环 0.3
由于洗油处于石油中的柴油沸程内,因此洗油加氢后只有一种产品,那就是好的柴油调和组分。由加氢生成的柴油馏分性质可以看出,其密度为0.8730、十六烷值提高为约33,已是很好的柴油调和组分。
2.2高温煤焦油的蒽油加氢
蒽油加氢的产品分布
项目 数据,%
气体 2.31
<65℃ 2.51
65~177℃(石脑油馏分) 24.44
>177℃(柴油馏分) 70.74
c5+液收 97.69
蒽油加氢石脑油(65~177℃)的性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.786 环烷烃 90.0
辛烷值(ron) 65 c5/c6 0.2/19.0
s/mg×g-1 <0.5 c7/c8 23.4/17.6
n/mg×g-1 <0.5 c9/c10 14.3/13.5
组成分析, %
c11 2.0
烷烃 6.2
芳烃 3.8
c4/c5 0.2/0.9
c6/c7 1.4/0.8
c6/c7 1.9/1.7
c8/c9 0.6/0.9
c8/c9 0.9/0.5
c10 0.1
芳潜 88.53
蒽油加氢柴油馏分(>177℃)性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.8904 闪点/℃ 56
馏程/℃凝点/℃ <-50
ibp/10% 176/213 冷滤点/℃ <-41
30%/50% 226/240 十六烷值 37.8
70%/90% 260/296 s/?g?g-1 <5
95%/ebp 311/346 n/?g?g-1 <1.0
从上述表中数据可以看出,石脑油(65~177℃)产品是优质的化工石脑油原料,尤其用作生产“三苯”的重整进料;而柴油馏分(>177℃)则是优质 冷滤点
冷滤点是指在规定条件下,当试油通过过滤器每分钟不足20ml时的最高温度(即流动点使用的最低环境温度)。
根据国标(gb252—87),轻柴油规格按凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六个牌号,分别表示凝点不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃和-50℃;牌号越高,凝点越低。
冷滤点是衡量轻柴油低温性能的重要指标,能够反映柴油低温实际使用性能,最接近柴油的实际最低使用温度。用户在选用柴油牌号时,应同时兼顾当地气温和柴油牌号对应的冷滤点。5号轻柴油的冷滤点为8℃,0号轻柴油的冷滤点为4℃,-10号轻柴油的冷滤点为-5℃,-20号轻柴油的冷滤点为-14℃。
子发布人:lx_drq
内容:★近几年,由于外购原料品种等因素的影响,重油催化装置的原料性质的变化频繁,这样带来了一系列重油加工的技术问题,分馏塔中上部结盐就是在生产过程中出现的问题之一。
◆ 结盐的现象
正常生产情况下,分馏塔各段的温度,
煤焦油加氢
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本文2010-12-13 11:31:37发表“工作报告”栏目。
本文链接:https://www.wenmi123.com/article/183531.html
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