热有三种基本方式：传导、辐射、对流。影响传热的因素有：两种物质之间的温差、热导性、传热面积、管子中物料的流速、换热器液体流向。
传热设备有两类：直接型和间接型。常用的有用于流体加热的加热炉，用于流体冷却的冷却器，用于流体预热的预热器，用于气体的冷凝器，用于物料加热汽化的重沸器，以及用冷冻分离的深冷热交换器。
第三节 蒸馏
液体混合物加热后就会沸腾，混合物最初的蒸汽与液体混合物的组成不同。蒸馏就是利用在一定压力、温度下，轻重组份的沸点和挥发性不同，使气液相中轻重组分产生分离，通过传热达到传质的目的，蒸馏就是这种使混合物分离的过程。
蒸馏的变量：压力、温度以及物料组成是蒸馏的重要变量。一般压力保持恒定，那么温度测定是沸腾的混合物的组成的直接指示。蒸馏过程的操作的另一些重要的变量是流量和液位。液位测定表示有多少液体在塔顶受槽和塔底，这对保护泵和适当的再沸器操作是重要的，流量的测定表示加工了多少原料和生产了多少产品。
6
第二章 加氢裂化装置
第一节 概述
上海石油化工股份有限公司高压加氢裂化装置系我国八十年代初成套引进的四套高压加氢裂化装置之一，由德国鲁奇公司进行工程设计，使用美国联合油公司的专利，采用一段串联循环流程。原设计是以生产重石脑油为目的产品，大于177℃馏份全部再循环转化，处理能力为90万吨/年减压柴油，1981年3月开始建设,1984年7月进入开工准备阶段,于1985年1月投产。
为了充分发挥加氢裂化装置的生产潜力和产品调整的灵活性，提高企业对国内外市场的适应能力。1998年对加氢裂化装置进行了改扩建，改造后的处理能力由90万吨/年扩大至150万吨/年，生产方案由全循环改为一次通过。
加氢裂化的原料为氢气和减压柴油，产品为干气、液化气、丙烷、轻石脑油、重石脑油、航煤、轻柴油及尾油，同时可根据原料及产品供求变化情况，调整装置的生产流程和操作条件，以达到优化生产，提高效益的目的。
胺处理装置是处理加氢裂化装置脱戊烷塔顶回流罐FA-107中分离的含硫气体和液体，以及低分FA-104分离的含硫气体。通过脱硫剂MDEA水溶液在气体吸收塔吸收处理后，燃料气中硫化氢含量不大于25ml/m后送入燃料气管网；液化气经液体吸收塔吸收后，液化气硫化氢含量不大于10ml/m后送入液化气回收装置（900单元）。饱吸硫化氢的富溶液经汽提塔处理后解吸出浓度约为97%（vol）的硫化氢气体送硫回收装置（1100单元）进行回收处理。
液化气回收装置将来自950#胺处理装置的液态烃和300#重整装置脱戊烷塔顶液作为原料，借助各组分的挥发度不同，在脱丁烷塔中使混合物分离为轻石脑油和液态烃．900 C3/C4分离塔DA-911还可以对从FB-2401来自重石脑油进行分割处理。
我国加入WTO后，加工进口原油是沿海石化企业提高经济效益的有效途径，随着原油价格逐步与国际市场接轨。我们装置从以前只加工国内大庆油、黄岛油等逐步转向加工外油。特别是由于沙轻油硫含量较高，使原料中硫含量比以前大幅增加。由于在高压加氢裂化生产过程中具有高温、高压、临氢及局部真空和存在H2S和少量的NH3。工艺介质易燃、易爆、易腐蚀，属公司一级关键装置。同时，高压加氢裂化装置作为涤纶装置的上游装置，另外，尾油供乙烯装置作裂解原料，液化气和柴油为市场紧俏产品，所以，高压加氢裂化在股份公司的地位十分重要。
#
#
3
3
第二节 工艺原理
加氢裂化是减压柴油原料（VGO）处于临氢压力和催化剂下，使之转变为低分子烃类产品如航煤、重石脑油、轻石脑油等过程。其反应包括加氢精制反应和加氢裂化反应。
本装置有三个反应器。第一个加氢精制反应器中的催化剂3996起加氢精制作用，主要目的是除去原
7
料中的硫、氮、氧、金属杂质，以防止加氢裂化催化剂中毒，其反应深度以反应器出口流出物氮含量不大于10 mg/kg为标志。第二个加氢裂化反应器内装有两种催化剂，上面是加氢裂化催化剂FC-12，其目的为使原料转变为低分子烃类产品；底部是FF-16后精制催化剂，其目的为将在加氢裂化过程中生成的硫醇转变为硫化氢和烷烃，以使其产品含硫量符合下游装置的要求。第三个加氢精制反应器中的催化剂FF-16起加氢精制作用，主要目的是除去原料中的硫、氮、氧、金属杂质，以防止加氢裂化催化剂中毒，其反应深度以反应器出口流出物氮含量不大于10ml/m为标志。 2.1 加氢精制反应
原料油在规定的反应温度、压力下进行的加氢精制反应，主要是含氮、含氧、含硫等有机化合物以及不饱和烃的加氢。其典型的反应如下： 2.1.1 含氮化合物加氢
原料油中的氮化物主要有吡啶、喹啉、吡咯等，它们是许多活性催化剂的毒物，又是油品不安定与变色的主要原因，需通过加氢将它们除掉．其反应方程式如下：
3
N（吡啶）5H2CH3-CH2-CH2-CH2-CH3（正戊烷）NH3（氨）N（喹啉）N（吡咯）4H2-CH2-CH2-CH3（丙基苯）CH3-CH2-CH2-CH3（丁烷）NH3（氨）NH3（氨）
4H22.1.2 含硫化合物加氢
原料油中的硫化物主要有硫醇，硫醚，二硫醚，环状硫化物及噻吩等．其反应方程式如下：
8
RSH（硫醇）R—S—R（硫醚）H2RHH2S（烷烃）（硫化氢）2H2RHRHH2S（硫化氢）（烷烃）（烷烃）3H2RHRH2H2SR—S—S—R（二硫醚）4H2S（噻吩）4H2S（环状硫化物）2.1.3 含氧化合物加氢
（硫化氢）（烷烃）（烷烃）CH3-CH2-CH2-CH3（正丁烷）CH3-CH2-CH2-CH3（正丁烷）H2S（硫化氢）H2S（硫化氢）
含氧化合物有酸类，酮类，酚类，其中高级酚类在加热过程中易起缩合作用，造成设备结焦，而且使油品氧化安定性变差，是油品中的不良组分．含氧化合物以苯酚为代表．其反应方程式如下：
OHH2（苯酚）2.1.4 不饱和烃加氢
原料ＶＧＯ是减压蒸馏的馏份油，所以含有少量的烯烃，这些烯烃经过加氢生成烷烃，因此加氢精制反应的产物没有不饱和的烯烃．其反应方程式如下：
H2O（苯）（水）
CnH2nH2CnH2n+2
加氢精制过程中，原料中非烃类化合物（有机硫、氮、氧化合物），基本上全部转化为既无毒于加氢裂化催化剂又易于和烃类化合物分离的H2S、H2O、NH3以及相应的烃类。他们的相对转化速度是硫化物> 氧化物> 氮化物。对于同一催化剂氮化物含量越高，要求的反应温度越高。在加氢精制过程中，原料中的金属通过催化剂吸附在表面而基本脱除。 2.1.5 后加氢精制
后加氢的作用在于将由硫化氢和烃类生成的硫醇基本上全部转化成硫化氢和相应的烃类，以确保产品中的硫含量达到要求。 2.2 加氢裂化反应
9
加氢裂化反应的主要目的是将减压柴油原料（VGO）转变为重整原料重石脑油和更轻的产品． 加氢裂化过程的化学反应是平行和复杂的，这不仅因为它采用了VGO为原料（分子量大，化学组成复杂）而且还采用了具有加氢性能和裂化性能的双功能催化剂，其反应主要有裂化，异构化，加氢等，典型的代表性反应如下： 2.2.1 裂化反应
在加氢裂化条件下，大分子烷烃容易裂解成小分子烷烃，带侧链的芳烃容易断侧链生成苯和烷烃，多环环烷烃和芳烃容易分裂成单环环烷烃．裂化通常包括原料分子的一次裂化和一次裂化产物的再裂化（即二次裂化），哪一个为主取决于催化剂的活性和操作条件．其典型反应方程式如下：
R-CH2-CH2-R’（烷烃）H2R-CH3（烷烃）R’CH3（烷烃）
RH2RH（烷烃）（苯） 9H22CH3（烷基苯）（三环芳烃）2.2.2 异构反应
（甲基环己烷）
异构化通常包括原料分子的异构化及裂化产品的异构化两方面，哪一方面为主取决于催化剂的组成和反应条件，当催化剂的裂化活性低于加氢活性时，原料分子会有明显的异构化作用。
进料中的大分子烷烃容易分裂成小分子正构烷烃，然后又进一步异构化生成异构烷烃，进料中带侧链的环烷烃在加氢裂化反应中，也容易裂解生成Ｃ4或C5的异构烷烃和减少环上的碳数而成为五元环的环烷烃。其典型反应方程式如下：
CH3C16H342H2CH3-CH-CH3（异丁烷）（十六烷烃）CH32CH3CH3CH3（1、2、4、6甲基环己烷）
2.2.3加氢反应
CH3CH3-CH-CH2-CH3（异戊烷）CH3C7H16（庚烷）5H222CH3-CH-CH2-CH3（环戊烷）（异戊烷）
10