探索石油煉制中的加氫技術問題

靳聰聰 劉青菊

【摘 要】經過多年的發(fā)展，我國的石油化工產業(yè)取得了是十足的進步，隨著科學技術的發(fā)展，我國的石油煉制技術也得到相應的提高。石油在煉制的過程中會產生大量的有毒有害物質，這些有毒有害物質對于我們的環(huán)境造成了惡劣的影響，這也和我國的環(huán)境保護政策背道而馳，近年來，如何降低石油煉制中有毒有害物質的產生，提升石油煉制的環(huán)保性已經被我國大部分石油化工企業(yè)所重視。目前石油煉制加氫可以有效降低有毒硫化氣體的產生，把石油煉制過程中的污染程度降到最低。文章主要對石油煉制中的加氫技術應用進行探討。

【關鍵詞】工藝；發(fā)展方向；問題研究

一、國內石油煉制技術現(xiàn)狀及趨勢研究

1.1石油煉制工藝

目前我國石油煉制大致分為以下幾類：原油蒸餾。利用減壓或者是常壓蒸餾的方法，將原油中多種沸點不同的組分分離成餾分。二次加工。此工藝是指由于從原油中得到的輕餾分是極其有限的，因此，大多數重餾分或者是渣油都應該進行深加工，從而得到更多種類的輕質油品。其中此工藝主要包含催化裂化、重整與焦化等，加工工程主要是進行化學反應。

1.2石油煉制工藝分析

1.2.1 催化裂化工藝

通過使用硅酸鋁等催化劑，將重質油進行裂化反應，從而將其分解成汽油、柴油等輕質的產品。此反應就是催化裂化工藝。催化裂化反應裝置大致可分為三大類，即固定床、移動床以及流化床。但是，對于流化裂化反應來說，指的是將裂化反應與催化劑的再生呈流化狀態(tài)進行，結合流化狀態(tài)的基本特點，可以分成床層與提升管。

1.2.2 催化重整

重整指的是將分子結構加以重新排列與整理。對于催化重整工藝來說，指的是在鉑催化劑的作用下，把汽油餾分的烷烴轉變?yōu)榉枷銦N與結構不同的烷烴，從而得到高辛烷值汽油與苯類物質。目前，我國的重整工藝分為固定半床再生與移動床連續(xù)再生。

1.2.3 延遲焦化

焦化指的是將減壓渣油以及二次加工的尾油加以深度熱裂化與縮合的過程，除生成汽油、柴油等輕質產品外，還可以生成石油焦。而對于延遲焦化來說，必須要在加熱爐中進行加熱，再送到焦炭塔中生焦，以便進行生成。

1.2.4 催化裂解

比催化裂化溫度高，又比蒸汽裂解低得多的操作情況下，通過催化反應把重質油選擇性的烈火城低碳烯烴的過程。此工藝是我國自主研發(fā)的，并且已出口，曾經榮獲國家發(fā)明獎。在石油煉制過程中，將重質原料生產丙烯的催化技術得到學術界廣泛的關注?，F(xiàn)如今，通過大量的實踐證明，我國擁有多套工業(yè)生產裝置，有些技術已經出口到國外，可以說，石油煉制技術已趨于穩(wěn)定狀態(tài)，對石油行業(yè)的發(fā)展有巨大的影響。

1.3石油煉制技術今后發(fā)展的方向

1.3.1 開發(fā)清潔汽油生產技術

現(xiàn)如今，我國汽油調和組分中汽油占有的比例偏高，通過重整或者是烷基化得到汽油的產量較低，這樣一來，會造成成品汽油中高辛烷值占有的比例偏低，使得烯烴與硫含量過高。為了滿足環(huán)保法對各種成分的要求，石油煉制行業(yè)任務非常艱巨，開發(fā)新技術的難度系數將更大，因此，我們應該從石油煉制的生產工藝、汽油組分、添加劑的使用等開發(fā)出適合我國國情的石油煉制技術。

1.3.2 清潔柴油技術

提高柴油烷值，降低柴油密度技術。以劣質原油為生產原料，生產出比較清潔的柴油技術，不僅要求提高柴油的烷值，而且還要降低柴油的密度，使柴油質量的收率超過95%，目前，已經廣泛應用到工業(yè)生產中。中壓加氫裂化技術，以蠟油作為生產原料，在中等壓力作用下，使用加氫裂化技術將蠟油轉變成輕質油產品，當前，也已經應用到石油工業(yè)煉制中。生物脫硫技術。降低柴油中硫的含量，通過利用加氫與生物脫硫技術可以實現(xiàn)，生物脫硫技術成為工業(yè)石油煉制發(fā)展的主要趨勢，因此，我們必須進行深入的研究。

1.3.3 重油與渣油的轉化技術

近年來，由于超重質原油的開發(fā)與資源的利用，對重油的開發(fā)和利用成為新世紀的主要能源，并且渣油煉制技術成為主要的煉制技術。其中，我們以加氫裂化技術為例進行研究。當前，開發(fā)成功的重質餾分油、催化劑、保護劑等得到了廣泛推廣；進一步研發(fā)高活性、低反應溫度等優(yōu)勢的催化劑，改善加氫裂化反應裝置，這樣一來，確保反應裝置可以安全可靠的運行下去；大大提高現(xiàn)有反應裝置的產品運轉率與負荷率[1-3]。

二、石油煉制中的催化劑問題研究

重質化的方向發(fā)展，石油中的碳氫比不斷增大，然而市場中需求的石油產品主要以輕質油品為主，并且需求量在急劇增加，這就要求石油中的碳氫比必須有所下降。如何利用現(xiàn)有的石油資源滿足市場不斷增長的需求，現(xiàn)已成為石油煉制企業(yè)亟待解決的問題之一。經過人們大量的實踐證明，催化劑對降低石油中的碳氫比有著十分顯著的效果。為此本文就石油煉制中的催化劑問題進行研究。

2.1催化裂化在石油煉制中的作用及地位

在石油煉制過程中，催化裂化是一項較為重要的加工程序，起著深度轉化的作用，能夠有效地提高石油煉制企業(yè)的經濟效益。有經過常減壓蒸餾處理以后，能夠得到10%-40%的輕質油品，其中主要包括煤油、汽油和柴油，剩余的部分為殘渣油以及種植餾分油，對于這部分油而言，如不經過二次深加工處理，其僅僅只能被當做重質燃料油及潤滑油原料。此外，隨著近年來內燃機壓縮比的不斷提高，對汽油的辛烷值也提出了更高的要求，這也在一定程度上促進了催化裂化過程的發(fā)展。催化裂化是一種能夠將重油、重質餾分油以及油渣等轉化為汽油、柴油、氣體、焦炭以及重質油的生產過程，前提條件是需要有催化劑的存在，并且溫度要在460～530℃這一范圍內，壓力則為0.1～0.3MPa之間，然后經過裂解等化學反應，最后生成上述物質。通常情況下，催化化反應主要是在催化劑的表面完成的，通過分解反應生成柴油、汽油和氣體等分子結構較小的產物，它們離開催化劑后則會進入到產品回收系統(tǒng)當中，而由縮合反應生成的焦炭，將會沉積在催化劑上，在這一過程中其活性會慢慢降低，為確保反應能夠不間斷地行，必須將催化劑表面上的積碳及時燒掉，以此來使其恢復活性，我們一般將這個過程稱之為再生。

催化裂化的整個過程主要由反應再生、分餾、吸收穩(wěn)定以及能量回收這四個系統(tǒng)完成，有些新裝置中還設有油品精致系統(tǒng)。

2.2導致催化劑失活的原因分析

催化劑根據功能通常含有以下三種組分：第一種是分子篩。該組分是催化劑活性的主要來源之一，一般采用的是HSY；第二種是基質。其屬于分子篩活性稀釋劑，它的作用是能夠有效地提高催化劑本身的機械強度，其中大孔活性基質可以增加油渣的裂化性能；第三種為助劑。用于改善催化劑的選擇性、釩鈍性、活性及捕獲性。在實際生產過程中，經常會發(fā)生催化劑失活的情況。

2.3石油煉制中加氫催化劑的具體應用

催化劑實質上就是一種能夠在特定條件改變物質化學反應速度的一種物質。其不僅能夠使某些物質的反應速度加快，而且也能夠對一些反應起到抑制的作用，催化劑是不會對在熱力學上沒有可能進行反應的物質起任何作用的。同時對于可逆反應而言，催化劑可以相等地對正向及逆向反應進行加速，也就是說它不會對反應的平衡性進行改變。

三、總結

近年來，多種石油煉制技術被我國的科研工利用，與國外90年代的技術水平比較接近，為從而使我國石油工業(yè)得到快速的發(fā)展。在步入新世紀后，我們必須要展望未來，研發(fā)出更新的石油煉制技術，使我國煉油行業(yè)再次取得突破性的進展。