反應(yīng)壓力對加氫工藝的影響

　摘要：通過論述反應(yīng)壓力在煤焦油加氫過程中的影響，了解反應(yīng)壓力在加氫過程工藝參數(shù)中的重要性，對提高成品油的產(chǎn)率和質(zhì)量都有很好的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：反應(yīng)壓力；氫分壓；反應(yīng)器；催化劑

　　1 反應(yīng)壓力對加氫工藝的影響

　　1.1 反應(yīng)壓力是加氫裂化工藝過程中的重要參數(shù)。反應(yīng)壓力越高對加氫裂化工藝過程化學(xué)反應(yīng)越有利。當(dāng)裝置建成后，操作人員對于總壓力的改變是無能為力的，不過，在加氫過程中，起主要意義的不是總壓力，而是氫分壓。提高反應(yīng)壓力，在循環(huán)氫濃度不變情況下，即提高了氫分壓。由于加氫裂化反應(yīng)總體上是體積縮小的反應(yīng)，提高壓力對加氫熱力學(xué)平衡有利。對受平衡限制的芳烴加氫反應(yīng)，壓力的影響尤為明顯。對于加氫脫硫和烯烴的加氫飽和反應(yīng)，在壓力不太高時(shí)就可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化深度。而對于餾分油的加氫脫氮，由于比加氫脫硫困難，因此需要提高壓力。其中氫分壓的增加對加氫脫氮速率常數(shù)的影響大于加氫脫硫速率常數(shù)，主要原因是加氫脫氮反應(yīng)需要先進(jìn)行氮雜環(huán)的加氫飽和所致，而提高壓力可顯著地提高芳烴的加氫飽和反應(yīng)速度。對于氣－液相加氫裂化反應(yīng)來說，反應(yīng)壓力高，氫分壓也高，使加氫裂化反應(yīng)速度提高。雖然壓力升高將使油的汽化率下降，油膜厚度增加，從而增加了氫向催化劑表面擴(kuò)散的阻力。但是壓力提高使氫通過液膜向催化劑表面擴(kuò)散的推動(dòng)力增加，擴(kuò)散速度提高，總的轉(zhuǎn)化率提高。一般來說，原料越重，所需反應(yīng)壓力越高。此外，提高壓力還有利于減少縮合和疊合反應(yīng)的發(fā)生，并使碳平衡向有利于減少積炭方向進(jìn)行，有助于抑制焦炭生成而減緩催化劑失活，延長裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

　　1.2 反應(yīng)氫分壓是影響產(chǎn)品質(zhì)量的最重要因素，無論使用哪種工藝過程，重質(zhì)原料在輕質(zhì)化過程中都要進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴和芳烴飽和等加氫反應(yīng)，從而大大改變產(chǎn)品質(zhì)量。研究院曾對大港餾分油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，采用沸石分子篩的裂解催化劑，工藝過程為有精制段的串聯(lián)流程，一次通過操作。在轉(zhuǎn)化深度接近的條件下，無論是重石腦油、噴氣燃料組分還是柴油，產(chǎn)品的主要性質(zhì)，特別是芳烴含量與反應(yīng)壓力關(guān)系很大。在14.7MPa的高壓下，無論是石腦油、煤油組分,芳烴含量都很低，煤油煙點(diǎn)相當(dāng)高，隨著壓力降低，油品中與芳香性有關(guān)的指標(biāo)都變差。

　　1.3 無論是單段、單段串聯(lián)或兩段工藝流程，無論是全循環(huán)深度轉(zhuǎn)化或高轉(zhuǎn)化率的一次通過以及緩和加氫裂化，在同一轉(zhuǎn)化率下比較，反應(yīng)壓力對產(chǎn)品分布均沒有影響。原因是加氫裂化工藝過程的裂解功能，主要由無定形硅-鋁或沸石分子篩的固體酸所提供，它遵循正碳離子反應(yīng)和β-鍵斷裂的反應(yīng)機(jī)理，而這一催化反應(yīng)過程基本上與氫分壓無關(guān)。提高氫分壓的辦法是盡可能生產(chǎn)和補(bǔ)充高純度的氫氣，必要時(shí)，應(yīng)多補(bǔ)充些新鮮氫氣，同時(shí)排放些低純度循環(huán)氫氣。氫分壓的降低，不一定都是由于補(bǔ)充的新鮮氫氣純度低導(dǎo)致的，有時(shí)在操作中由于反應(yīng)器上部催化劑床層被機(jī)械雜質(zhì)或金屬有機(jī)化合物還原成的金屬堵塞，產(chǎn)生較大的壓力降，從而使整個(gè)反應(yīng)器的壓力下降，也會(huì)相應(yīng)降低氫分壓。另一種原因是催化劑裝填不好，或反應(yīng)器溫度失控，催化劑局部過熱損壞了催化劑，產(chǎn)生反應(yīng)器床層通路不暢。為避免床層壓力降過大，被迫降低循環(huán)氫量操作。

　　2 結(jié)束語

　　總之，不管是為了保護(hù)裂化催化劑活性，加強(qiáng)原料油脫氮，或是為了避免裂化反應(yīng)產(chǎn)物縮合生焦,提高氫分壓，是可以起到抑制催化劑失活作用的。氫分壓可以用反應(yīng)器入口或出口為準(zhǔn)來計(jì)算。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]姚玉英.化工原理[S].

　　[2]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程，中國石化出版社.

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