石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)研究

惠肖峰

摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)人們對能源需求的增多。為了滿足人們對于石油資源的巨大需求，就要提高石油冶煉技術(shù)，在同樣量的原油中提取更多的石油。石油煉制的過程中主要是以加氫、催化劑等化學(xué)原料為主，保證石油資源滿足市場的需求，并且對環(huán)境也不會造成嚴(yán)重的影響，進(jìn)而提升我國是由行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文就石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)展開探討。

關(guān)鍵詞：石油；催化劑；技術(shù)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，石油煉制業(yè)暴露出諸多問題，石油資源上升的碳?xì)浔仁蛊渥兊酶恿淤|(zhì)，而發(fā)展的社會對石油產(chǎn)品尤其是輕質(zhì)油的需求加大，這就需要限制油品中碳?xì)浔?。石油燃料燃燒是生活中常見的污染來源，而世界范圍?nèi)環(huán)保呼聲越來越大，更嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)進(jìn)一步制定，這對石油產(chǎn)品的品質(zhì)提出了更高的要求。因此車用燃料今后的發(fā)展主要以高辛烷值、低硫、低烯烴的汽油以及低硫、低芳烴柴油為主。石油煉制企業(yè)所面臨的關(guān)鍵難題在于利用有限的資源滿足市場需求的同時(shí)還要兼顧環(huán)保問題。冶煉過程中使用加氫方法可以調(diào)整油品結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。加氫技術(shù)不僅能生產(chǎn)“環(huán)境友好”石油產(chǎn)品，還可以增產(chǎn)柴油。為此，國內(nèi)外的相關(guān)機(jī)構(gòu)都十分關(guān)注對加氫技術(shù)的研制開發(fā)，催生了很多新技術(shù)在市場中的使用。

1石油加氫技術(shù)原理

目前石油的提煉過程主要指的是石油分子中氫、碳比例的調(diào)整，進(jìn)而產(chǎn)生新產(chǎn)品的過程。石油的煉制大致分為脫碳、加氫兩個(gè)過程，脫碳過程主要是將一部分的石油碳含量降低，另一部分石油碳、氫比例升高，這一過程的典型就是焦化。而加氫的過程是使所有石油的碳、氫比下降。目前各國所開采的石油品質(zhì)越來越低，就是因?yàn)樘肌涞谋戎翟絹碓礁?，但是隨著國家經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，對于石油煉制的品質(zhì)要求越來越嚴(yán)格，這就使得石油煉制中越來越多的運(yùn)用到加氫技術(shù)。目前石油大多被煉制成汽油、柴油等，其中從石油到汽油的過程就是硫含量的變化以及烯烴和芳烴值大幅度下降，從石油到柴油的特點(diǎn)是其硫含量降低，十六烷值有所提高。為了煉制出高質(zhì)量的燃油，從石油中提煉出高辛烷值的汽油和低硫的柴油是未來提煉的發(fā)展趨勢。目前想達(dá)到這類提煉效果，都可以通過加氫來完成，這樣既可以降低石油煉制后產(chǎn)品中硫、烯烴、芳烴的含量，還能提高十六烷值和改善石油結(jié)構(gòu)。所以目前各國的石油公司和它們的科研機(jī)構(gòu)都在大力研發(fā)石油煉制的加氫技術(shù)，越來越多的新型加氫技術(shù)被石油廠所采用。

2石油煉制中應(yīng)用加氫技術(shù)的必要性

石油資源作為全球重要戰(zhàn)略資源。而石油又分成了重質(zhì)和劣質(zhì)石油，使得這種石油內(nèi)的碳?xì)浜亢艽螅y以滿足市場所需。而市場上目前所需的石油產(chǎn)品大都是輕質(zhì)石油，所以需要在重質(zhì)石油中加強(qiáng)加氫技術(shù)的應(yīng)用，才能能原油內(nèi)的碳?xì)浜拷档?，因而氫氣在加氫過程中的作用就在于催化劑，有助于石油煉制水平和提純效果的提升。

3加氫催化劑和技術(shù)在石油煉制中的應(yīng)用

3.1在石油中的應(yīng)用

加氫催化劑和技術(shù)在石油開發(fā)的過程中，起到了非常重要的作用和意義。主要是提升石油的運(yùn)用效率。同時(shí)，由于環(huán)境污染變的愈發(fā)的嚴(yán)重，對清潔細(xì)型能源的需求也越來越急迫，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，逐漸將加氫催化劑和技術(shù)應(yīng)用到其中。其實(shí)，加氫催化劑和技術(shù)重點(diǎn)在加氫，一般情況下主要是利用分餾點(diǎn)切割法與卡法加氫催化劑等技術(shù)。其中，用分餾點(diǎn)切割法主要是根據(jù)石油內(nèi)部的元素，例如：碳、氫、以及硫等元素含量比例，對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析的度，選擇有效的分餾點(diǎn)將反應(yīng)物進(jìn)行切割，這樣可以在一定程度上降低反應(yīng)生成物的飽和度；卡法加氫催化劑技術(shù)主要是針對反應(yīng)生成物，通過利用相對合適的催化劑，創(chuàng)建活性度相對較強(qiáng)石油結(jié)構(gòu)元素，并且將其與催化劑之間的關(guān)系，進(jìn)行模擬創(chuàng)建，進(jìn)而完善石油開發(fā)中加氫催化劑和技術(shù)的加氫工作。

3.2柴油中的運(yùn)用

柴油在工業(yè)中的需求量不斷增多，在開發(fā)和使用過程中也帶來了相對嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此在柴油的開發(fā)過程中，如何減少污染的產(chǎn)生是急需解決的問題。加氫催化劑技術(shù)在柴油煉制中的運(yùn)用，可以達(dá)到減低柴油體系空速的效果。與分餾點(diǎn)切割法相同的是，這個(gè)反應(yīng)同樣需要通過催化劑的加溫來達(dá)到降低反應(yīng)生成物飽和程度的效果，在飽和度較低的情況下進(jìn)行加氫操作，才能有效地減輕環(huán)境污染?；诖?，我國也研制出了在國際上處于領(lǐng)先的柴油加氫裝置。雖然原油冶煉對環(huán)境的污染無法避免，但通過這種方式，能降低污染氣體和廢棄物的生成，實(shí)現(xiàn)冶煉技術(shù)上的進(jìn)步，為保護(hù)生態(tài)平衡做出貢獻(xiàn)。

3.3油渣開發(fā)中的運(yùn)用

加氫催化劑和技術(shù)是石油煉制的過程中，其應(yīng)用的方面有很多，油渣開發(fā)就是其中的一個(gè)。加氫催化劑和技術(shù)在油渣開發(fā)的過程中，主要是利用脫硫裝置，并且在加氫油渣處理以后，那么石油、柴油等輕質(zhì)原油也隨之產(chǎn)生。目前，我國的油價(jià)不斷上漲，因此加氫催化劑和技術(shù)在油渣開發(fā)的過程中，具有良好的發(fā)展前景。但是，加氫催化劑和技術(shù)在具體應(yīng)用的過程中，也存在著一些難點(diǎn)，催化劑主要是以碳物質(zhì)為主，對油渣中的一些有害物質(zhì)難以進(jìn)行有效的消除。另外，在加氫催化劑和技術(shù)應(yīng)用的過程中，通過利用加氫的方式，保證各個(gè)催化劑之間的平衡度，這樣不會對油渣中的大分子和高密度造成任何的影響。除此之外，通過利用打孔催化劑載體材料，這樣可以將催化劑進(jìn)行更好的擴(kuò)散，并且進(jìn)行溫度的提升，這樣可以降低油渣的密度，進(jìn)而起到潤滑的作用，展現(xiàn)了加氫催化劑和技術(shù)在油渣開發(fā)的效果。

3.4汽油的開發(fā)中的運(yùn)用

我國的汽油加氫催化劑技術(shù)和汽油加氫裝置在國際上處于先進(jìn)行列，研究成果有目共睹。汽油加氫裝置通過加氫單元、分餾單元脫硫單元等幾個(gè)組成單元，對原油進(jìn)行保護(hù)和過濾，通過預(yù)加氫將反應(yīng)產(chǎn)物分為輕汽油和重汽油，在進(jìn)一步脫硫后得到純度較高的輕重汽油，并將兩者混合，得到精致的汽油產(chǎn)品。

4加氧催化劑技術(shù)未來的研究方向和發(fā)展趨勢

按照現(xiàn)在國家和國民對于石油的需求，石油冶煉技術(shù)，未來也將是能源使用的關(guān)鍵，基于石油資源的不可替代性，加氫催化劑的使用和技術(shù)研究是能使企業(yè)利益最大化的方式。加氫催化裂化作為目前發(fā)現(xiàn)并投入使用的最能降低反應(yīng)生成物飽和度和增強(qiáng)元素活性的催化方法，未來也很難找出能替代它的催化劑，可以放心的研發(fā)和使用。這種提高資源利用率減少污染的方法也符合我國可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，具有不可估量的發(fā)展前景。

結(jié)語

綜上所述，本文對加氫催化劑和技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析和闡述，并且在此基礎(chǔ)之上，從石油、柴油、油渣等方面，對加氫催化劑和技術(shù)的應(yīng)用，也有著進(jìn)一步的明確，通過加氫、催化劑等化學(xué)物質(zhì)的使用，其主要的目的就是保證石油煉制的效率和質(zhì)量，也避免對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，滿足我國發(fā)展對石油原料的需求，并且也在一定程度上提升石油行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]曹亞軍.探究石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)[J].中國化工貿(mào)易，2016，8（7）.

[2]聶紅，李明豐，高曉冬，等.石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)[J].石油學(xué)報(bào)（石油加工），2015，26（s1）：77-81.

[3]趙海云，劉洪剛.淺談石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（13）.

[4]汪媛媛，向青和，李瑞梅.石油煉制中加氫精制催化劑的制備技術(shù)探討[J].當(dāng)代化工，2016，45（3）：592-594.

[5]蔣宗軒，劉欣毅.石油煉制催化作用[J].工業(yè)催化，2016，24（1）：84-112.

[6]于彥校. Al2O3載體改性及對渣油加氫催化劑的影響研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2015.