石油煉制中加氫技術(shù)的初步探討

（哈爾濱石油學(xué)院 黑龍江 150028）

1.前言

加氫技術(shù)在我國一些石油煉制中存在安全隱患，以及節(jié)能性不高的不足之處。試劑、設(shè)備等都存在一定程度的問題，因此應(yīng)采取完善、升級及更新等措施使其能源消耗降低，為石油煉制質(zhì)量及效率提供一定保障。本研究針對加氫技術(shù)應(yīng)用于石油煉制中的重要作用及其基本原理進(jìn)行分析，并初步探討實際應(yīng)用中的常見問題，為相關(guān)工作人員提供重要幫助，進(jìn)而對石油工程提高環(huán)保及安全性提供保障，對于合理利用石油資源具有一定推動作用，也使經(jīng)濟(jì)社會效益得到明顯提高。

2.加氫技術(shù)應(yīng)用于石油煉制中的重要作用

加氫技術(shù)主要是利用催化劑的催化作用，在溫度和氫壓保持一定的情況下，使原料油與氫氣發(fā)生反應(yīng)使油品質(zhì)量得到明顯提高，或獲得預(yù)期產(chǎn)品的一種化學(xué)工藝。隨著我國近年來快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會水平，石油煉制工程數(shù)量呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。社會各界應(yīng)用輕質(zhì)石油較多，重質(zhì)石油因其碳?xì)浜枯^高，不符合市場實際需要，應(yīng)采用加氫技術(shù)使重質(zhì)石油減少碳?xì)淞浚瑸楹侠砝檬唾Y源提供保障。對于順利實施煉油工程具有重要推動作用，為石油產(chǎn)品生產(chǎn)效率及質(zhì)量提供重要保障，并使生產(chǎn)工作人員提高效率，對于石油工程提高環(huán)保及安全性也具有一定的保障作用。

3.石油煉制加氫技術(shù)的基本化學(xué)原理

在原油中加入可發(fā)揮催化劑作用的氫氣，使其產(chǎn)生氫原子，與烯炔進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生烷烴。其冶煉方法一般分兩種，一是混合加入氫、一氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；二是有機(jī)化合物、氫化學(xué)鍵發(fā)生斷裂的氫解反應(yīng)。石油是具有關(guān)鍵性的一種戰(zhàn)略能源，重質(zhì)石油因碳?xì)浜枯^高，無法符合現(xiàn)階段的實際要求，所以，應(yīng)采用加氫技術(shù)使重質(zhì)石油降低碳?xì)浜?。由此可知，在加氫時氫氣具有催化作用，在加氫中是一種重要的催化劑，可對順利實施煉油工程具有一定的推動作用，并對提高煉制技術(shù)水平及其純度具有重要作用。

4.加氫技術(shù)在石油煉制中的應(yīng)用

在石油煉制中，加氫精制技術(shù)的合理使用對于提高煉制效果具有一定的推動作用，以下對加氫技術(shù)在石油煉制中應(yīng)用進(jìn)行重點分析。

(1)加氫脫硫催化劑

現(xiàn)階段加氫技術(shù)應(yīng)用于石油煉制汽油中存在很多問題，一定要逐漸完善更新，加氫精制技術(shù)比較常用的有多段加氫、低溫脫硫及循環(huán)重汽油三種。對氣溫及環(huán)境等方面低溫脫硫的要求較低，可在低溫條件下進(jìn)行脫硫，進(jìn)而使辛烷值降低一定的損失率，對于汽油提高收率具有一定推動作用。循環(huán)重汽油關(guān)鍵在于隨著不斷升高的反應(yīng)器溫度，也相應(yīng)升高了辛烷值。一般條件下，溫度每升高5度，辛烷值將升高5個單位。目前此技術(shù)的發(fā)展趨勢是向吸附脫硫?qū)用?，對分子篩及固定溶液的合理使用，可使汽油脫硫要求得到滿足。并利用對石油脫硫率的分析可對加氫技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)符合程度進(jìn)行判定，隨著加氫技術(shù)逐漸發(fā)展，可使烯烴飽和度符合要求。應(yīng)特別注意在脫硫技術(shù)應(yīng)用中，一定要對脫硫效果提高重視，并非對其局部提高重視。另外，在煉化工程前，一定要對油烴分布情況進(jìn)行全面深入分析，才能對石油應(yīng)用價值進(jìn)行更有效的判斷。

(2)柴油應(yīng)用加氫技術(shù)進(jìn)行開發(fā)

隨著我國近年來的發(fā)展日新月異，大型設(shè)備數(shù)量快速增長，隨著柴油需求量不斷提高。我國現(xiàn)階段環(huán)境狀況日益降低，逐漸被嚴(yán)重破壞，廣大群眾不斷提高了環(huán)保意識，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是備受社會重視的重要內(nèi)容。由于碳、硫在柴油中具有較高比例，嚴(yán)重破壞環(huán)境，現(xiàn)階段對柴油排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日益提高。應(yīng)用加氫技術(shù)可使其含硫率明顯降低，逐漸成為專家學(xué)者的一個研究熱點。以此為基礎(chǔ)，在柴油煉制過程中，應(yīng)對加氫技術(shù)逐漸完善、更新。對原料過濾器存在的達(dá)不到過濾能力、不能及時在線處理等一些問題已進(jìn)行處理，但針對環(huán)保方面問題還需要深入研究。

(3)加氫脫硫的催化裂化技術(shù)

汽車數(shù)量近年來的增長十分迅速，隨之使汽油需求量也逐漸增長，使脫硫技術(shù)備受社會關(guān)注，而且社會各界對環(huán)保問題非常重視，所以含硫量石油未來將具有非常廣闊的市場前景，而加氫技術(shù)可使硫含量明顯降低。通常條件下，石油煉制中容易產(chǎn)生較多的渣油。應(yīng)用加氫脫硫的催化裂化技術(shù)可二次利用渣油，對于合理利用石油資源具有重要推動作用。還能對更多技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確掌控，對于完善、升級及更新加氫技術(shù)具有比較重要的促進(jìn)作用。

5.石油加氫技術(shù)中的常見問題

通常條件下，加氫技術(shù)應(yīng)用于石油煉制中有很多問題，其中在技術(shù)、裝置及催化劑等方面是主要問題。針對加氫裝置而言，存在很多亟待解決的常見問題。

(1)汽油加氫技術(shù)常見問題

隨著廣大群眾環(huán)保意識日益提高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)在現(xiàn)階段逐漸成為備受社會關(guān)注的一個重要問題，造成對脫硫率具有更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。由傳統(tǒng)脫硫方法可達(dá)到80%-90%到現(xiàn)階段95%-96%的較高水平，硫含量應(yīng)小于50微克/克，RON一定要對其損失降低，催化裂化汽油逐漸提高對加氫脫硫技術(shù)的要求?，F(xiàn)階段若要符合以上要求，一定要降低石油中飽和烯烴含量。一是應(yīng)對石油分子中分布不同硫、烯烴的特點詳細(xì)了解；二是一定要對加氫技術(shù)進(jìn)行不斷更新及完善。

(2)柴油加氫技術(shù)常見問題

應(yīng)用柴油加氫技術(shù)主要目的是使柴油中的硫含量有效降低，但硫含量在對柴油中的相關(guān)規(guī)定并非固定不變，經(jīng)常會發(fā)生變動，因此，一定要不斷更新加氫技術(shù)。另外，對反應(yīng)溫度進(jìn)行及時改變，降低氮化物和多環(huán)芳烴含量對其產(chǎn)生的影響，或利用低溫反應(yīng)區(qū)盡可能清除剩余硫化物等都是比較常見的問題。

(3)渣油加氫技術(shù)常見問題

目前催化劑使用年限在渣油加氫技術(shù)中具有關(guān)鍵性作用，所以，亟待解決催化劑有效提高利用率的問題，降低積炭、催化劑利用率、瀝青質(zhì)加氫轉(zhuǎn)化等都是核心技術(shù)。

6.石油加氫技術(shù)的發(fā)展趨勢

煉油技術(shù)近年來的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在：一是調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；二是升級汽柴油質(zhì)量；三是清潔生產(chǎn)技術(shù)；四是實現(xiàn)一體化煉油化工；五是資源利用最大化技術(shù)。隨著煉油技術(shù)日趨成熟，在該技術(shù)發(fā)展過程中更新?lián)Q代煉油催化劑是最突出的表現(xiàn)。

(1)低成本汽柴油加大研發(fā)加氫新技術(shù)，使升級油品質(zhì)量有效降低成本

在升級油品質(zhì)量中脫硫具有關(guān)鍵性作用，隨著國內(nèi)外逐漸增強(qiáng)的脫硫能力，一定會提高氫脫硫技術(shù)的應(yīng)用水平。所以，開發(fā)具有更強(qiáng)適應(yīng)性、更低成本、更長運行周期的汽柴油加氫等新技術(shù)一定對于加氫技術(shù)的發(fā)展具有引領(lǐng)性作用。

(2)對渣油加氫裂化技術(shù)不斷創(chuàng)新，加速工業(yè)化進(jìn)程

沸騰床加氫裂化技術(shù)是目前比較成熟的，且最高效的一種加工利用渣油技術(shù)。盡管已得到規(guī)模較大的應(yīng)用，但還具有一定的改進(jìn)空間。該技術(shù)應(yīng)不斷提高轉(zhuǎn)化深度、原料適應(yīng)性及催化劑使用年限，加大研發(fā)催化劑降耗等方面的力度，并對沸騰床集成其它技術(shù)工藝及處理未轉(zhuǎn)化尾油的相關(guān)工藝等進(jìn)行深入開發(fā)應(yīng)用。在煉油工業(yè)中，懸浮床加氫裂化技術(shù)目前是一個前沿技術(shù)及世界級難題，其應(yīng)用前景十分廣闊，但應(yīng)對高分散及高活性催化劑及裝置結(jié)焦問題的重點解決等方面深入開發(fā)。懸浮床技術(shù)缺乏較高質(zhì)量的加工原料，很多金屬、催化劑及反應(yīng)中的縮合產(chǎn)物在原料中通常都被未轉(zhuǎn)化的塔底油集中，造成未轉(zhuǎn)化塔底油達(dá)不到較好的二次加工性能，加工利用存在一定的難度，主要研究方向是妥善處理和塔底油利用未轉(zhuǎn)化的方式。所以，我國應(yīng)對研發(fā)懸浮床加氫裂化技術(shù)加快進(jìn)程，盡早將自主技術(shù)研發(fā)完成，為逐漸提高處理進(jìn)口劣質(zhì)原油提供有效解決措施。在煉油廠二次加工裝置原料中，加氫技術(shù)已成為改善清潔油品生產(chǎn)的一項關(guān)鍵技術(shù)。雖然汽柴油質(zhì)量在歐美等發(fā)達(dá)國家已處于國際先進(jìn)水平，但針對創(chuàng)新汽油、柴油加氫技術(shù)，特別是更新?lián)Q代汽柴油加氫催化劑一直沒有停止。渣油加氫作為對后續(xù)裝置原料質(zhì)量進(jìn)行有效改善的一個重要措施，沸騰床加氫成熟技術(shù)日益擴(kuò)大應(yīng)用范圍，而隨著應(yīng)用懸浮床加氫技術(shù)工業(yè)化裝置及逐漸改進(jìn)的相關(guān)技術(shù)，日后將不斷拓展該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

7.總結(jié)

綜上所述，工作學(xué)習(xí)及生產(chǎn)生活等方面與石油之間都具有密切關(guān)系，隨著社會經(jīng)濟(jì)日益提高對石油資源的需求，日益凸顯出安全、環(huán)保及節(jié)能等方面的問題。為使石油煉制工程持續(xù)性、安全及環(huán)保性得到保障，應(yīng)不斷完善及更新加氫技術(shù)，使能源消耗合理降低，對合理利用石油資源具有一定的推動作用。