柴油加氫控制

韓敏

摘要：在經(jīng)濟飛速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，汽車已然成為覆蓋規(guī)模較大的交通工具之一，幾乎已經(jīng)成為居民出行必不可少的運輸載體，在該產(chǎn)業(yè)市場需求量有增無減的背景下，與汽車相關(guān)的行業(yè)和資源領(lǐng)域也隨之而被推動。其中，汽車運行的動力來源主體，即柴油的開采量和使用量也與日俱增。這在促進產(chǎn)業(yè)鏈總體發(fā)展的同時，由于柴油本身的硫含量較高，所帶來的資源浪費和環(huán)境污染問題也較為嚴(yán)重。這也就意味著開發(fā)柴油加氫工藝，提高柴油的質(zhì)量和水平，提高能源的利用率，減少有害氣體的排放，維護自然生態(tài)可持續(xù)發(fā)展便成為社會不可忽視的責(zé)任，這也與五位一體總布局的方針戰(zhàn)略相契合。本文將從柴油加氫的工藝角度出發(fā)，闡述該技術(shù)在自身發(fā)展中的現(xiàn)狀，并就其未來提出些許意見和展望。

關(guān)鍵詞：柴油加氫技術(shù)重點;技術(shù)依賴;經(jīng)驗教訓(xùn)

引言

柴油加氫技術(shù)可以理解為運用相關(guān)機械設(shè)備在柴油中注入氫，并令其與柴油里的硫發(fā)生反應(yīng)，從而減少柴油內(nèi)硫的含量，推動整體柴油質(zhì)量的拔高和進步。這項工藝在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)社會已經(jīng)得到了較為客觀的運用量，不僅僅是因為汽車的更新?lián)Q代需要更加節(jié)能有效的動力主體，更是由于生態(tài)環(huán)境的維護要求。加氫柴油無論是在性能還是在節(jié)能方面都比以往的普通柴油更能適用和諧社會的市場需求，為了能夠更好地讓加氫柴油在交通運輸領(lǐng)域被運用，對其技術(shù)的精進和控制是十分有必要的。

一、加氫控制存在的合理性和依靠原理

正如上文所述，現(xiàn)代社會發(fā)展過程中面臨的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，其中具有鮮明時代特點的便是廢氣排放所帶來的大氣污染，廢氣排放的主要來源之一便是交通工具對于柴油能源的大量消耗，原始的柴油作為以往汽車的運行主體，不可避免地含有高濃度的硫，而硫的排放正是造成大氣污染的元兇之首。因此降低柴油中的硫含量，用較為清潔的能源進行置換，以推動性能和節(jié)能的雙效發(fā)展便成為當(dāng)下柴油改進技術(shù)所面臨的重要任務(wù)，這也就說明柴油加氫是順應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)有之策[1]。

（一）基礎(chǔ)置換的化學(xué)反應(yīng)

由于硫含量并不能依照較為直接的方法迅速減少，可行性較高的方案便是將其與氫和催化劑進行結(jié)合，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將原有的硫代換成硫化氫等污染較低的物質(zhì)。這一過程對催化劑的依賴性較高，大致可以分為兩個部分，首先是要將所需要置換的油以進行一定程度的過濾，從而保證發(fā)生反應(yīng)時的柴油純度較高。接著便是將氫氣分兩路分別與柴油中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，此步驟對于溫度和壓力都有較為精準(zhǔn)的要求，不得超出規(guī)格限制。其次是將化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后產(chǎn)生的物質(zhì)進行適當(dāng)?shù)姆诸惡头蛛x，在催化劑的輔助下，分別對產(chǎn)物進行處理。

（二）重點加氫的分餾過程

分餾是對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生物的進一步深化處理，這一過程主要接收的是經(jīng)過低壓制冷等步驟后而形成的柴油。過程中需要足夠量的氫來保證其穩(wěn)定性和可靠性，這也是為了達(dá)到加氫目的的必要之策。這也就意味著大量的氫要在這一過程中發(fā)生較為復(fù)雜和連續(xù)的反應(yīng)，為了能夠保證其順利有效地進行，通過產(chǎn)物中的液態(tài)來進行反應(yīng)從而不斷地為氫的循環(huán)提供動力，并承擔(dān)氫分壓壓力，也就具有重要意義。

二、加氫控制的受制條件

柴油加氫可以總結(jié)為是對技術(shù)水平和實施環(huán)境有精準(zhǔn)要求的化學(xué)反應(yīng)，該過程的順利完成必然少不了相關(guān)條件的滿足和實現(xiàn)，這也就意味著其中自然有能夠影響加氫步驟的主要因素。對這些主要因素加以把握，能夠為柴油加氫控制提供可靠的借鑒意義，加氫控制的受制條件可以大致總結(jié)為以下幾點：

（一）實際操作的壓力要求

加氫對于精度的要求較高，決定了壓力是影響加氫具體質(zhì)量和加氫純度的重要因素。壓力的主要體現(xiàn)在于氫的分壓，而氫分壓也與實際過程中的設(shè)備狀態(tài)，柴油和氫氣的配比，硫的轉(zhuǎn)化等等有緊密聯(lián)系。因此操作中實際壓力的狀況也具有復(fù)雜性和特殊性，原料本身可以是以氣為主，也可以是氣液兼而有之。由于氫氣自身條件的客觀性，對原料的加工業(yè)一般以氣為主。通過對壓力的升高來提高加氫的純度和質(zhì)量，從而盡可能地將柴油中的硫含量降到最低，同時實現(xiàn)加氫效率和速率的雙重提高。其中的壓力包括機器設(shè)備的運行設(shè)定壓力，氫分壓在整體操作過程和硫含量中的平衡等等。

（二）發(fā)生預(yù)估反應(yīng)的溫度要求

除了對機器設(shè)備和柴油原料的壓力要求以外，溫度是化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生的重要條件，同時溫度的調(diào)整和設(shè)定也受制于加氫壓力的既定范圍。在一般的操作條件下，加氫的溫度理應(yīng)在420度以下，若是溫度較高，則會產(chǎn)生過于頻繁的化學(xué)反應(yīng)，從而造成原料和資源的浪費，也加重了加氫裝置的負(fù)擔(dān)。最后造成的結(jié)果也會一定程度上影響加氫的精度。

（三）維持整體效果的氫油比例要求

柴油加氫中的氫氣固然重要，但是想要在發(fā)生理想化學(xué)反應(yīng)的前提下，對加入的氫能源實現(xiàn)有效地利用和循環(huán)，就要對氫油比有著較為科學(xué)的把握和預(yù)估。氫油比例是影響置換量和置換速率的重要因素，其中較為明顯的體現(xiàn)便在于該比例對催化劑的良好維持，而催化劑又是發(fā)生一切化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)之一，氫油比能夠滿足其氫硫代換的實際需要，但同時也要明確的是這也會帶來部分資源的過量消耗，因此氫油比應(yīng)當(dāng)在量和質(zhì)之間找到平衡，當(dāng)下普遍的氫油比例的設(shè)定是400和600之間[2]。

三、加氫控制的把握重點

根據(jù)加氫節(jié)段所體現(xiàn)的特點，可以將加氫技術(shù)控制的側(cè)重方面加以總結(jié)，根據(jù)上文所述，加氫控制的把握重點可以體現(xiàn)為以下兩個方面：

（一）選擇高速率的催化劑

催化劑自身的速率影響著整個加氫過程效率，催化劑的原料分類多種多樣，能夠滿足具體操作要求的也不在少數(shù)，但在追求清潔和節(jié)能的大背景下，對各種催化劑進行篩選和比較，從而選出經(jīng)濟效益和環(huán)境效益兼顧的優(yōu)質(zhì)方案便顯得尤為重要。當(dāng)下可以在選擇催化劑時加以參考的重要條件包括分子的分散程度和孔道的具體結(jié)構(gòu)

（二）開發(fā)更深層面的脫硫技術(shù)

加氫的最終目的是為了減硫，現(xiàn)如今國家對于柴油中硫量的要求已經(jīng)日益嚴(yán)格，所以加氫的技術(shù)也應(yīng)當(dāng)向更廣的層面和領(lǐng)域進行開拓創(chuàng)新，以此來滿足脫硫的硬性指標(biāo)要求。我國目前對于加氫脫硫技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)獨樹一幟，在相技術(shù)上也有了較為顯著的突破和進展，這也就意味著加氫控制在未來也具有廣闊的發(fā)展前景。

四、結(jié)束語

綜上所述，柴油加氫技術(shù)的控制要以工藝原理的掌握為基礎(chǔ)，以各環(huán)節(jié)的實際操作為橋梁，以原料的優(yōu)化和技術(shù)的突破為動力，實現(xiàn)局部和整體的有機統(tǒng)一，提高柴油質(zhì)量和性能，從而推動汽車這一產(chǎn)業(yè)向著綠色生態(tài)和環(huán)境友好的方向發(fā)展，進而為整個自然社會的和諧發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻

[1]任智超.柴油液相加氫技術(shù)主要控制方案及儀表選型[J].自動化與儀器儀表，2017 （Sl）：61-63+67.

[2]薛少謙，李潤之，劉鵬剛，etal.柴油加氫反應(yīng)器爆破超壓變化規(guī)律的試驗?zāi)M研究[J].安全與環(huán)境工程，2018，v.25;No.118 （04）：169-172.