加氫處理工藝與工程（第二版）

第一章　緒論 ( １ )　
第一節(jié)　加氫基礎(chǔ)理論 ( １ )　　
一、加氫脫硫機(jī)理 ( １ )　　
二、加氫裂化機(jī)理 ( ２ )　　
三、擇形催化概念 ( ２ )　　
四、催化劑活性中心模型 ( ２ )　
第二節(jié)　加氫催化劑制備技術(shù) ( ３ )　　
一、加氫處理/ 加氫精制催化劑制備技術(shù) ( ３ )　　
二、加氫裂化催化劑制備技術(shù) ( ４ )　　
三、加氫催化劑制備及其配套技術(shù)進(jìn)步 ( ４ )　
第三節(jié)　煉油工業(yè)加氫技術(shù)進(jìn)展 ( ６ )　　
一、生產(chǎn)清潔汽油的加氫技術(shù) ( ６ )　　
二、生產(chǎn)清潔柴油的加氫技術(shù) ( ７ )　　
三、生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的加氫技術(shù) ( ８ )　　
四、生產(chǎn)化工原料的加氫技術(shù) ( ９ )　　
五、渣油加氫技術(shù) ( １０ )　　
六、生產(chǎn)替代燃料的加氫技術(shù) ( １０ )　
第四節(jié)　加氫技術(shù)面臨的問題及研發(fā)方向 ( １０ )　　
一、加氫技術(shù)面臨的問題 ( １１ )　　
二、研發(fā)方向 ( １２ )　
第五節(jié)　加氫技術(shù)前景展望 ( １４ )　　
一、劣質(zhì)重油/ 渣油高效轉(zhuǎn)化必須發(fā)展加氫技術(shù) ( １４ )　　
二、加氫技術(shù)仍然是生產(chǎn)清潔燃料的核心技術(shù) ( １４ )　　
三、加氫技術(shù)將成為生產(chǎn)高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的主流技術(shù) ( １５ )　　
四、加氫技術(shù)將在油化結(jié)合中繼續(xù)發(fā)揮積極作用 ( １５ )　　
五、加氫技術(shù)將在替代燃料生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用 ( １５ )　
參考文獻(xiàn) ( １６ )
第二章　加氫反應(yīng)過程的化學(xué) ( ２３ )　
第一節(jié)　石油中的非烴類化合物類型及分布 ( ２３ )　　
一、硫化物 ( ２３ )　　
二、氮化物 ( ２５ )　　
三、氧化物 ( ２７ ) 　　
四、金屬組分 ( ２８ ) 　
第二節(jié)　加氫處理反應(yīng)過程的化學(xué) ( ２９ ) 　　
一、加氫脫硫 ( ２９ ) 　　
二、加氫脫氮 ( ３７ ) 　　
三、加氫脫氧 ( ４８ ) 　　
四、芳烴加氫飽和 ( ６１ ) 　　
五、烯烴加氫 ( ７１ ) 　　
六、渣油加氫處理 ( ７２ ) 　
第三節(jié)　加氫裂化反應(yīng)過程的化學(xué) (１０１) 　　
一、烷烴及烯烴的反應(yīng) (１０２) 　　
二、環(huán)烷烴的反應(yīng) (１０２) 　　
三、芳烴的反應(yīng) (１０３) 　　
四、餾分油加氫裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) (１０５)
第三章　加氫催化劑 (１１３) 　
第一節(jié)　加氫處理催化劑載體 (１１３) 　　
一、載體的作用、分類及選擇 (１１３) 　　
二、以Ａｌ２Ｏ３ 為主要成分的載體 (１２３) 　　
三、其他載體 (１４８) 　
參考文獻(xiàn) (１６３) 　
第二節(jié)　餾分油加氫處理催化劑 (１６９) 　　
一、餾分油加氫處理催化劑的性質(zhì)與反應(yīng)活性的關(guān)系 (１７０) 　　
二、汽油加氫處理催化
劑 (２０５) 　　
三、噴氣燃料油加氫處理催化劑 (２１８) 　　
四、柴油加氫處理催化劑 (２２４) 　　
五、蠟油加氫處理催化劑 (２５０) 　　
六、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油加氫處理催化劑 (２６７) 　　
七、工業(yè)上應(yīng)用的加氫處理催化劑 (２８７)
八、餾分油加氫催化劑的發(fā)展和未來 (２９３) 　
參考文獻(xiàn) (２９４) 　
第三節(jié)　芳烴飽和催化劑 (３０６) 　　
一、柴油加氫脫芳 (３０６) 　　
二、石蠟加氫催化劑 (３１１) 　　
三、白油加氫催化劑 (３１８) 　
參考文獻(xiàn) (３３２) 　
第四節(jié)　雙烯(炔)烴選擇性加氫催化劑 (３３５) 　　
一、反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析 (３３６) 　　
二、雙烯(炔)烴選擇性加氫催化劑的組成和性質(zhì) (３４２) 　　
三、工業(yè)催化劑及其使用性能 (３４７) 　　
四、選擇性加氫催化劑的發(fā)展趨勢(shì) (３６０) 　
參考文獻(xiàn) (３６２) 　
第五節(jié)　加氫脫氧催化劑 (３６５) 　
參考文獻(xiàn) (３７５) 　
第六節(jié)　渣油加氫催化劑 (３７８) 　　
一、固定床渣油加氫反應(yīng)過程對(duì)催化劑性能的要求 (３７８) 　　
二、固定床渣油加氫催化劑的特性 (３８６) 　　
三、渣油沸騰床(膨脹床)加氫催化劑 (４１０) 　　
四、渣油懸浮床(漿液床)加氫催化劑 (４１１) 　　
五、渣油加氫處理催化劑的發(fā)展趨勢(shì) (４１３) 　
參考文獻(xiàn) (４１３) 　
第七節(jié)　加氫裂化催化劑 (４１５) 　　
一、加氫裂化催化劑的基本組成和性質(zhì) (４１７) 　　
二、加氫裂化催化劑的制備 (４３４) 　　
三、工業(yè)加氫裂化催化劑 (４３９) 　
參考文獻(xiàn) (４５６) 　
第八節(jié)　擇形和異構(gòu)催化脫蠟催化劑 (４６０) 　　
一、擇形催化裂解脫蠟催化劑 (４６１) 　　
二、擇形催化異構(gòu)脫蠟催化劑 (４７８) 　
參考文獻(xiàn) (５０５) 　
第九節(jié)　加氫過程輔助催化劑 (５０９) 　　
一、加氫保護(hù)劑 (５０９) 　　
二、活性支撐劑 (５２９) 　
參考文獻(xiàn) (５３０) 　
第十節(jié)　加氫處理催化劑的工業(yè)生產(chǎn) (５３２) 　　
一、催化劑生產(chǎn)的主要方法 (５３３) 　　
二、催化劑的成型技術(shù) (５５２) 　
參考文獻(xiàn) (５６１) 　
第十一節(jié)　催化劑的活化及再生 (５６２) 　　
一、催化劑的活化 (５６２) 　　
二、催化劑的再生 (５７７) 　
參考文獻(xiàn) (５９５) 　
第十二節(jié)　廢加氫催化劑的處理和利用 (５９７)　　
一、廢加氫催化劑的危害性和相關(guān)的管理法規(guī) (５９７) 　　
二、非貴金屬?gòu)U加氫催化劑的填埋處
理 (５９９) 　　
三、非貴金屬?gòu)U加氫催化劑的金屬回收 (６００) 　　
四、非貴金屬?gòu)U加氫催化劑的復(fù)活和再用 (６０５) 　　
五、利用非貴金屬?gòu)U加氫催化劑作原料生產(chǎn)其他產(chǎn)品 (６０６) 　
參考文獻(xiàn) (６１１) 　
第十三節(jié)　固定床加氫反應(yīng)器的催化劑裝卸技術(shù) (６１１) 　　
一、催化劑裝填技術(shù) (６１２) 　　
二、催化劑卸出技術(shù) (６１６) 　
參考文獻(xiàn) (６１８) 　
第十四節(jié)　加氫處理催化劑的結(jié)構(gòu)及活性相模型 (６１９) 　　
一、負(fù)載型催化劑的表面物種和表面結(jié)構(gòu) (６２０) 　　
二、負(fù)載型催化劑中金屬組分的作用 (６２６) 　　
三、加氫處理活性相模型 (６３３) 　　
四、加氫催化劑中的活性中心 (６４０) 　　
五、催化劑結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性的關(guān)聯(lián) (６４２) 　
參考文獻(xiàn) (６５１) 　
第十五節(jié)　加氫催化劑的分析表征與評(píng)價(jià) (６６２) 　　
一、加氫催化劑的分析表征技術(shù) (６６２) 　　
二、反應(yīng)性能評(píng)價(jià)技術(shù) (６７５) 　
參考文獻(xiàn) (６８７)
第四章　加氫過程的工藝因素 (６９１) 　
第一節(jié)　加氫裝置的工藝流程 (６９１) 　　
一、加氫過程在煉油廠總工藝流程的位置 (６９１) 　　
二、催化加氫裝置的工藝流程 (６９４) 　　
三、全氫型潤(rùn)滑油生產(chǎn)流程的串聯(lián)組合和加氫裝置的聯(lián)合 (７２６) 　
第二節(jié)　加氫裝置開工、停工和催化劑再生操作 (７３０) 　　
一、前期準(zhǔn)備工作 (７３０) 　　
二、催化劑裝填及預(yù)硫化 (７３４) 　　
三、切換原料和初活鈍化 (７４６) 　　
四、停工及重新開工 (７４７) 　　
五、加氫催化劑器內(nèi)氧化再生 (７４８) 　
參考文獻(xiàn) (７５２) 　
第三節(jié)　加氫過程的主要影響因素 (７５３) 　　
一、原料油及其影響 (７５３) 　
　二、氫氣及其影響 (７６４) 　
　三、反應(yīng)器溫度 (７６８) 　　
四、冷氫的控制 (７７４) 　　
五、進(jìn)料量和空速 (７７４) 　　
六、加氫轉(zhuǎn)化率 (７７６) 　
　七、氫分壓和壓降 (７７７) 　　
八、氫油比 (７８２) 　　
九、氣相環(huán)境的影響 (７８４) 　　
十、冷凝水的注入 (７８６) 　
參考文獻(xiàn) (７８７) 　
第四節(jié)　熱平衡 (７９０) 　　
一、反應(yīng)熱計(jì)算 (７９１) 　　
二、反應(yīng)熱的排除 (７９５) 　
參考文獻(xiàn) (８００) 　
第五節(jié)　氫耗量 (８０１) 　　
一、耗氫的分類及影響耗氫的因素 (８０１) 　　
二、耗氫量的計(jì)算 (８０３) 　
參考文獻(xiàn) (８０４) 　
第六節(jié)　高壓下氫/ 油氣液平衡計(jì)算 (８０４) 　　
一、Ｃｈａｏ－Ｓｅａｄｅｒ 法計(jì)算高壓汽－液平衡 (８０６) 　　
二、狀態(tài)方程法計(jì)算氣－液平衡 (８１０) 　　
三、高壓氫/ 油氣液相平衡的手算方法[１１ １２] (８１２) 　　
四、計(jì)算示例 (８２１) 　　
五、應(yīng)用流程模擬軟件進(jìn)行氣、液相平衡計(jì)算 (８２３) 　
參考文獻(xiàn) (８４６)
第五章　加氫工程和設(shè)備 (８４８) 　
第一節(jié)　加氫處理反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及其應(yīng)用 (８４８) 　　
一、餾分油加氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 (８４９) 　　
二、渣油加氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 (８８２) 　　
三、催化劑失活反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 (８８４) 　
參考文獻(xiàn) (８８６) 　
第二節(jié)　加氫裝置的主要控制 (８８９) 　　
一、簡(jiǎn)述 (８８９) 　　
二、加氫裝置的控制方案 (８９０) 　　
三、加氫裝置主要安全聯(lián)鎖控制
四、加氫裝置的安全監(jiān)控 (９０７) 　　
五、加氫處理及加氫裂化裝置的先進(jìn)控制 (９０８)　　
六、常用國(guó)內(nèi)外規(guī)范 (９１２) 　
參考文獻(xiàn) (９１４) 　
第三節(jié)　加氫反應(yīng)器 (９１５) 　　
一、固定床反應(yīng)器 (９１５) 　　
二、沸騰床反應(yīng)器 (９２６) 　　
三、渣油加氫中的其他類型反應(yīng)器 (９２６) 　
參考文獻(xiàn) (９２８) 　
第四節(jié)　其他設(shè)備 (９２８) 　　
一、加熱爐[１] (９２８) 　　
二、高壓換熱器 (９４０) 　　
三、高壓空冷器 (９４７) 　　
四、高壓分離器 (９５１) 　　
五、壓縮機(jī)和泵 (９５３) 　　
六、高壓管道[３] (９７１) 　
參考文獻(xiàn) (９８５) 　
第五節(jié)　加氫裝置設(shè)備的腐蝕與選材 (９８６) 　　
一、高溫氫腐蝕[１] (９８６) 　　
二、氫脆 (１００１) 　　
三、硫化氫腐蝕 (１００５) 　　
四、濕硫化氫腐蝕 (１０１３) 　
參考文獻(xiàn) (１０１９)
第六章　加氫處理工藝過程 (１０２０) 　
第一節(jié)　輕烴餾分的加氫處理 (１０２０) 　　
一、煉油廠干氣加氫處理 (１０２０) 　　
二、烷基化原料的選擇性加氫處理 (１０３０) 　　
三、粗Ｃ４ 餾分選擇性加氫脫除炔烴技術(shù)[３６ 、４４] (１０３９) 　　
四、Ｃ５ 餾分選擇性加氫技術(shù)[３２ ３３ ４５ ４６] (１０３９) 　
參考文獻(xiàn) (１０４２) 　
第二節(jié)　汽油餾分加氫處理 (１０４３) 　　
一、催化裂化汽油餾分的加氫處理 (１０４４) 　　
二、重整原料的加氫精制[１０２ １０３] (１０７０) 　　
三、裂解汽油加氫 (１０７５) 　　
四、焦化汽油(或石腦油)加氫 (１０８１) 　　
五、汽油加氫脫苯 (１０８５) 　
Ⅵ 參考文獻(xiàn) (１０８６) 　
第三節(jié)　煤、柴油餾份加氫處理 (１０９０) 　　
一、煤油餾分加氫處理 (１０９１) 　　
二、柴油餾分超深度加氫脫硫及改質(zhì) (１０９９) 　
參考文獻(xiàn) (１１３４) 　
第四節(jié)　重餾分油加氫處理 (１１３６) 　　
一、ＦＣＣ 原料油加氫處理的作用 (１１３７) 　　
二、工藝過程及影響因素 (１１４３) 　
三、重餾分油加氫處理技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用 (１１５３) 　
參考文獻(xiàn) (１１６０) 　
第五節(jié)　潤(rùn)滑油加氫 (１１６２) 　　
一、潤(rùn)滑油加氫技術(shù)概述 (１１６２) 　　
二、潤(rùn)滑油加氫處理技術(shù) (１１６５) 　　
三、加氫脫蠟技術(shù) (１１７１) 　　
四、典型潤(rùn)滑油加氫工藝流程 (１１８８) 　
參考文獻(xiàn) (１１９９) 　
第六節(jié)　白油、蠟加氫精制 (１２０２) 　　
一、白油加氫精制 (１２０２) 　　
二、蠟加氫精制 (１２０８) 　
參考文獻(xiàn) (１２１５) 　
第七節(jié)　加氫裂化 (１２１６) 　　
一、化學(xué)原理 (１２１７) 　　
二、加氫裂化工藝過程及影響因素 (１２１８) 　　
三、加氫裂化技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用 (１２３０) 　
參考文獻(xiàn) (１２５９) 　
第八節(jié)　渣油加氫 (１２６１) 　　
一、渣油性質(zhì)及渣油加氫主要反應(yīng) (１２６２) 　　
二、渣油加氫工藝類型 (１２６５) 　　
三、渣油加氫操作主要影響因素 (１２７１) 　　
四、工業(yè)渣油加氫技術(shù) (１２７６) 　　
五、渣油加氫與其他工藝組合的技術(shù) (１２９７) 　
參考文獻(xiàn) (１３０８) 　
第九節(jié)　由生物質(zhì)原料生產(chǎn)可再生運(yùn)輸燃料的加氫技術(shù) (１３１１) 　　
一、動(dòng)植物油脂的加氫改質(zhì) (１３１２) 　　
二、其他生物質(zhì)原料生產(chǎn)運(yùn)輸燃料的加氫技術(shù)簡(jiǎn)介 (１３２６) 　
參考文獻(xiàn) (１３２７) 　
第十節(jié)　煤直接和間接液化產(chǎn)品的加氫提質(zhì) (１３３０)　　
一、煤直接液化油的加氫提質(zhì) (１３３０)
二、煤間接液化油的加氫提質(zhì) (１３４４) 　
參考文獻(xiàn) (１３５４)
第七章　加氫過程的能耗、環(huán)境保護(hù)、安全和衛(wèi)生 (１３５６) 　
第一節(jié)　催化加氫過程的能耗 (１３５６) 　　
一、概述 (１３５６) 　　
二、催化加氫過程的能耗 (１３６０) 　　
三、影響能耗的主要因素 (１３６１) 　
第二節(jié)　加氫裝置的環(huán)境保護(hù) (１３６７) 　　
一、加氫處理在煉油清潔生產(chǎn)中的作用 (１３６７) 　　
二、加氫裝置的污染物及排放 (１３６８) 　　
三、與加氫裝置相關(guān)的污染治理技術(shù) (１３７１) 　
第三節(jié)　安全和衛(wèi)生 (１３９３) 　　
一、加氫工藝過程的危險(xiǎn)性 (１３９３) 　　
二、事故防范 (１４０１) 　
參考文獻(xiàn) (１４２４)
第八章　制氫 (１４２６) 　
第一節(jié)　煉油廠對(duì)氫氣的需求及氫氣來源 (１４２６) 　　
一、氫氣在煉油廠生產(chǎn)中的地位和作用 (１４２６)
二、氫氣來源分析和煉油廠氫氣平衡 (１４２６) 　　
三、制氫工藝及選擇 (１４２９) 　　
四、國(guó)內(nèi)外制氫技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向 (１４３１) 　
第二節(jié)　輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫 (１４３８) 　　
一、原料及預(yù)處理 (１４３８) 　　
二、烴－蒸汽轉(zhuǎn)化 (１４６０) 　　
三、ＣＯ 變換[１０] (１５０９) 　　
四、脫碳[２２~ ２３] (１５２４) 　　
五、甲烷化[１０] (１５３１) 　　
六、ＰＳＡ 凈化工藝 (１５３３) 　　
七、轉(zhuǎn)化爐 (１５４６) 　　
八、能量利用 (１５５４) 　
第三節(jié)　渣油部分氧化制氫 (１５５８) 　　
一、部分氧化法制氫的特點(diǎn)和在煉廠的應(yīng)用 (１５５８) 　　
二、部分氧化制氫的工藝過程 (１５６０)
三、渣油氣化工藝 (１５６３) 　　
四、煤氣化工藝[２９~ ３１] (１５６７) 　　
五、合成氣的凈化 (１５７２) 　　
六、氣化和聯(lián)合循環(huán)一體化(ＩＧＣＣ)的特點(diǎn)和在煉廠的應(yīng)用 (１５７７) 　　
七、ＰＯＸ 制氫/ ＩＧＣＣ 典型工業(yè)裝置實(shí)例 (１５７９) 　　
八、部分氧化制氫需要考慮的其他方面 (１５８６) 　
第四節(jié)　低濃度氫氣的回收利用 (１５８７) 　　
一、煉廠低濃度氫氣的資源和回收利用現(xiàn)狀 (１５８７) 　　
二、深冷分離氫氣提濃技術(shù) (１５８８) 　　
三、膜分離氫氣提濃技術(shù) (１５８９) 　　
四、ＰＳＡ 氫氣提濃技術(shù) (１５９５) 　　
五、膜分離、變壓吸附與深冷分離氫氣提濃工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 (１５９７) 　　
六、三種氫提濃工藝與制氫裝置的優(yōu)化組合 (１６０１) 　
參考文獻(xiàn) (１６０２)
第九章　加氫處理和制氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 (１６０５) 　
第一節(jié)　概述 (１６０５) 　　
一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析基本知識(shí) (１６０５) 　　
二、煉油裝置財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)方法 (１６０７) 　　
三、煉油裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性指標(biāo) (１６０７) 　
第二節(jié)　加氫處理工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性分析 (１６０８) 　　
一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的方法與采用參數(shù) (１６０８) 　　
二、不同加氫處理工藝路線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性 (１６０９) 　　
三、綜合分析 (１６５０) 　
第三節(jié)　制氫工藝過程的成本分析 (１６５５) 　　
一、評(píng)價(jià)方案的選擇 (１６５５) 　　
二、幾種主要制氫工藝過程的成本分析 (１６５８) 　　
三、綜合分析 (１６６６) 　
第四節(jié)　煉油廠典型案例分析 (１６７１) 　　
一、采用延遲焦化－循環(huán)流化床鍋爐(ＣＦＢ)組合工藝的某千萬噸級(jí)煉油廠 (１６７１) 　　
二、采用渣油加氫－催化裂化工藝的某千萬噸級(jí)煉油廠 (１６７４) 　　
三、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)及綜合分析 (１６７９) 　
參考文獻(xiàn) (１６８３)