石油煉制中的加氫催化劑及其應(yīng)用

金煒

摘要：因?yàn)橹袊唾Y源相對比較短缺，在原油精煉的過程中，對輕質(zhì)原油的需求也相應(yīng)地比較高。同時(shí)，在國家環(huán)保的政策影響下，原油冶煉的生產(chǎn)流程中主要是以加氫、促進(jìn)劑等化學(xué)原料為主，確保石油資源滿足了市場的需要，但同時(shí)對環(huán)保方面又沒有產(chǎn)生很大的影響，從而提高了我國石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體效益。

關(guān)鍵詞：石油;煉制;加氫催化劑技術(shù);應(yīng)用

一、石油煉制中的加氫催化劑和技術(shù)分析

加氫裂化催化劑同時(shí)具備了加氫與裂解的雙重功效，按特性劃分包含了輕油型、靈活型、中油型和無定形型等四類，當(dāng)中以輕油型加氫裂化催化劑的沸石分子篩含量水平較高，催化合成活力也最大;無定形型加氫裂解促進(jìn)劑中則基本不含沸石分子篩，且催化活性最低。盡管這四種型式的加氫裂化催化劑，都能夠制造高品質(zhì)的重石腦油、柴油等，不過它們的使用要求與生產(chǎn)分布卻差異很大。加氫裂化裝置建成或投產(chǎn)后的催化劑種類和生產(chǎn)方案均相對較為穩(wěn)定，而加氫裂化反應(yīng)器則一般只上膛一種主要種類的催化劑。加氫裂化屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，為盡量防止不等溫反應(yīng)對產(chǎn)物選擇性帶來的不良影響，加氫裂化反應(yīng)堆中通常設(shè)有三負(fù)四個(gè)催化劑床層，在各個(gè)床層間透過加入大部分冷氫氣體來調(diào)節(jié)進(jìn)口溫度控制，以進(jìn)行等溫升操作。這種傳統(tǒng)的運(yùn)營模式面臨著產(chǎn)品選擇性比較單一等弊端，同時(shí)也會帶來巨大的反應(yīng)熱損失。催化級配工藝技術(shù)主要是針對原料油中的各種烴族在催化活性中心上進(jìn)行相互競爭吸收以及產(chǎn)生各種各樣的化學(xué)反應(yīng)的原理，在各個(gè)化學(xué)反應(yīng)區(qū)域裝填了各個(gè)種類的功能催化，通過充分發(fā)揮各種功能催化的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到烴族組分在目標(biāo)產(chǎn)品中的富集，進(jìn)而有效提高了目的產(chǎn)品的收率和品質(zhì)，而且，該工藝技術(shù)還可以大大降低裂解反應(yīng)器床層間的冷氫量并增加了后續(xù)材料的換熱工作溫度，從而減小了設(shè)備的運(yùn)行功率。

二、加氫催化劑和工藝在天然氣精煉中的運(yùn)用

（一）加氫催化劑和工藝技術(shù)在原油工業(yè)發(fā)展的過程中，一直發(fā)揮著十分關(guān)鍵的功能與意義，重點(diǎn)就是提高了原油的利用效果。在今天，隨著國際環(huán)境問題變的越來越嚴(yán)峻，對潔凈型燃料的要求也日益迫切，為達(dá)到這一目標(biāo)，人們逐步的把加氫催化和技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)當(dāng)中。而實(shí)際上，加氫催化劑和工藝技術(shù)的重點(diǎn)就是加氫，在通常情況下一般是使用分餾點(diǎn)切割法和卡法加氫催化等工藝技術(shù)，在這里，用分餾點(diǎn)切割法一般是按照原油內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要元素，比如：碳、氫以及硫等主要元素含量配比，對化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)加以了分類，并選取最合理的分餾點(diǎn)將反應(yīng)物加以分割，這樣一來就能夠在相應(yīng)程度上減少了反應(yīng)生成物的飽和度;卡法加氫催化工藝技術(shù)一般是根據(jù)反應(yīng)生成物，經(jīng)過使用比較理想的反應(yīng)催化劑，產(chǎn)生活度相對而言較強(qiáng)的原油結(jié)構(gòu)元素，并同時(shí)對其和反應(yīng)催化劑中間的相互關(guān)系，加以模擬分析建立，從而完成了油田開采中加氫反應(yīng)催化劑和技術(shù)條件的加氫工作。

（二）油渣開發(fā)技術(shù)中的運(yùn)用。加氫催化劑和工藝技術(shù)在原油煉制的過程中，其具體運(yùn)用的方式也有許多，而油渣開發(fā)技術(shù)便是其中的一種。由于加氫催化劑和工藝技術(shù)在油渣開發(fā)技術(shù)的運(yùn)用過程中，一般都是采用脫硫設(shè)備，在加氫油渣處理過程之后，即可制造汽車、柴油等輕質(zhì)油品。而目前，由于世界各地的油價(jià)正持續(xù)走高，所以加氫催化劑和工藝技術(shù)在油渣開發(fā)技術(shù)的運(yùn)用過程中，也有著不錯(cuò)的前景。不過，加氫催化劑和工藝技術(shù)在具體運(yùn)用的過程中，卻面臨著一些困難，因?yàn)榇呋瘎┊a(chǎn)品大多是由碳化合物所組成，對油渣中的部分有害物質(zhì)也難以實(shí)現(xiàn)高效的去除，并且，在加氫催化劑和科技應(yīng)用的過程中，我們能夠透過利用加氫的方法，提高了不同催化間的熱平衡率，這樣一來就沒有對油渣中的大分子和高密度物質(zhì)產(chǎn)生絲毫的危害。此外，由于采用打孔催化劑載體材料，還能夠使催化進(jìn)行良好的熱擴(kuò)散，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了工作溫度的提高，這樣一來就能夠有效減小了油渣的熱密度系數(shù)，從而達(dá)到了潤滑的功效，體現(xiàn)了加氫催化劑產(chǎn)品和科技對于油渣研發(fā)的功效。

三、加氫技術(shù)的應(yīng)用

（一）加氫裂化技術(shù)。煤焦油是原油開發(fā)過程中的副產(chǎn)品，具有高度易燃成分，但是由于長時(shí)間接觸煤焦油有很大的患癌風(fēng)險(xiǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免煤焦油的發(fā)生。而加氫裂化工藝則是在原有石油裂解工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一項(xiàng)新型工藝，它通過在含有氫氣的條件下進(jìn)行原油裂解，能夠有效控制產(chǎn)生煤焦油的化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行速度，降低了生成物中煤焦油所占的比例，從而提高了原油產(chǎn)能，同時(shí)提高了原料的利用率，從而降低了致畸危害。

（二）汽車加氫煙氣脫硫技術(shù)。由于中國市場經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，私家車的普遍程度愈來愈高，汽車和柴油的燃燒總量也有了很大的增加，但由此對汽車尾氣造成的大氣污染和酸雨現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重。酸雨產(chǎn)生的主因是由于大氣中存在大量二氧化硫、二氧化硫等廢氣，它溶于水后就會使得降雨的pH值大幅度地下降，從而提高了降雨的酸性，也因此給人類健康造成了很大的損失。而加氫脫磺酸基技術(shù)則可以降低石油中硫的濃度，同時(shí)使含硫量有機(jī)物或爆炸后形成的高含硫量物質(zhì)以非氣體的形態(tài)出現(xiàn)，進(jìn)而降低了大氣中高含硫量物質(zhì)的含量，從而減少了酸雨頻率。

（三）輕質(zhì)油生產(chǎn)的再開發(fā)。重油是指原油在通過各種處理方法后最終剩下的高可燃性產(chǎn)物，它的最大特征是原子量多、相對原子質(zhì)量大，故簡稱為重質(zhì)原油。其燃燒效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如輕質(zhì)油，應(yīng)用上也不甚普遍，但目前由于全世界對輕質(zhì)油的需求量在逐步增加，且可以利用到的原油中重油的濃度愈來愈高，這也使得輕量化的原油生產(chǎn)供不應(yīng)求。而加氫技術(shù)能夠完成由重油到輕油的過渡，而且還能夠使減壓渣油可以重新使用，從而降低對原油的消耗，進(jìn)而提高利用率，可以用更低的原油材料制造出更多的輕量化原油生產(chǎn)。

四、結(jié)語

綜上所述，本文對加氫催化劑和技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析和探討，在此基礎(chǔ)上，從石油、渣油等方面，對加氫催化劑進(jìn)行了分析，使用化學(xué)品的主要目的是確保石油加氣量的效率和質(zhì)量，同時(shí)避免對環(huán)境造成嚴(yán)重影響，滿足我國石油原料的發(fā)展，在一定程度上提高了石油工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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