反应压力对加氢工艺的影响

1、反应压力对加氢工艺的影响

      1.1 反应压力是加氢裂化工艺过程中的重要参数。反应压力越高对加氢裂化工艺过程化学反应越有利。当装置建成后，操作人员对于总压力的改变是无能为力的，不过，在加氢过程中，起主要意义的不是总压力，而是氢分压。提高反应压力，在循环氢浓度不变情况下，即提高了氢分压。由于加氢裂化反应总体上是体积缩小的反应，提高压力对加氢热力学平衡有利。对受平衡限制的芳烃加氢反应，压力的影响尤为明显。对于加氢脱硫和烯烃的加氢饱和反应，在压力不太高时就可以达到较高的转化深度。而对于馏分油的加氢脱氮，由于比加氢脱硫困难，因此需要提高压力。其中氢分压的增加对加氢脱氮速率常数的影响大于加氢脱硫速率常数，主要原因是加氢脱氮反应需要先进行氮杂环的加氢饱和所致，而提高压力可显著地提高芳烃的加氢饱和反应速度。对于气－液相加氢裂化反应来说，反应压力高，氢分压也高，使加氢裂化反应速度提高。虽然压力升高将使油的汽化率下降，油膜厚度增加，从而增加了氢向催化剂表面扩散的阻力。但是压力提高使氢通过液膜向催化剂表面扩散的推动力增加，扩散速度提高，总的转化率提高。一般来说，原料越重，所需反应压力越高。此外，提高压力还有利于减少缩合和叠合反应的发生，并使碳平衡向有利于减少积炭方向进行，有助于抑制焦炭生成而减缓催化剂失活，延长装置运转周期。

      1.2 反应氢分压是影响产品质量的最重要因素，无论使用哪种工艺过程，重质原料在轻质化过程中都要进行脱硫、脱氮、烯烃和芳烃饱和等加氢反应，从而大大改变产品质量。研究院曾对大港馏分油进行了实验研究，采用沸石分子筛的裂解催化剂，工艺过程为有精制段的串联流程，一次通过操作。在转化深度接近的条件下，无论是重石脑油、喷气燃料组分还是柴油，产品的主要性质，特别是芳烃含量与反应压力关系很大。在14.7MPa的高压下，无论是石脑油、煤油组分,芳烃含量都很低，煤油烟点相当高，随着压力降低，油品中与芳香性有关的指标都变差。

      1.3 无论是单段、单段串联或两段工艺流程，无论是全循环深度转化或高转化率的一次通过以及缓和加氢裂化，在同一转化率下比较，反应压力对产品分布均没有影响。原因是加氢裂化工艺过程的裂解功能，主要由无定形硅-铝或沸石分子筛的固体酸所提供，它遵循正碳离子反应和β-键断裂的反应机理，而这一催化反应过程基本上与氢分压无关。提高氢分压的办法是尽可能生产和补充高纯度的氢气，必要时，应多补充些新鲜氢气，同时排放些低纯度循环氢气。氢分压的降低，不一定都是由于补充的新鲜氢气纯度低导致的，有时在操作中由于反应器上部催化剂床层被机械杂质或金属有机化合物还原成的金属堵塞，产生较大的压力降，从而使整个反应器的压力下降，也会相应降低氢分压。另一种原因是催化剂装填不好，或反应器温度失控，催化剂局部过热损坏了催化剂，产生反应器床层通路不畅。为避免床层压力降过大，被迫降低循环氢量操作。

2、结束语

      总之，不管是为了保护裂化催化剂活性，加强原料油脱氮，或是为了避免裂化反应产物缩合生焦,提高氢分压，是可以起到抑制催化剂失活作用的。氢分压可以用反应器入口或出口为准来计算。

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