石蠟加氫精制工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

樊敏超

摘要：石蠟加氫精制工藝技術(shù)在如今的石油化工產(chǎn)業(yè)中屬于不可獲取的組成部分，對(duì)國(guó)內(nèi)油氣化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著重大推動(dòng)作用。本文主要針對(duì)該項(xiàng)工藝技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀展開(kāi)簡(jiǎn)析，并對(duì)石蠟生產(chǎn)中存在的問(wèn)題予以分析，希望能為我國(guó)石蠟加氫精制工藝技術(shù)的應(yīng)用提供一定參考。

關(guān)鍵詞：石蠟加氫;精制工藝;現(xiàn)狀;發(fā)展

縱觀國(guó)內(nèi)石蠟資源的分布，會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分油田產(chǎn)出原油中的蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過(guò)20%，表現(xiàn)出豐富的資源條件，而且在石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展背景下，國(guó)內(nèi)的石蠟產(chǎn)量也在逐年提高。其中我國(guó)石蠟加氫精制工藝技術(shù)水平也隨著產(chǎn)量、質(zhì)量、出口量的提升而取得跨越式進(jìn)步，從1979年首套石蠟加氫精制工業(yè)裝置投入生產(chǎn)至今，在這方面的工藝水平已然達(dá)到世界先進(jìn)水平。下文主要針對(duì)石蠟加氫精制工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展展開(kāi)全面分析。

一、石蠟加氫精制過(guò)程的主要反應(yīng)

對(duì)石蠟加氫精制過(guò)程中的反應(yīng)進(jìn)行探析，則要先了解石蠟的構(gòu)成。石蠟主要由正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、少量烯烴、芳烴和非烴化等合物構(gòu)成，如果純度較高的石蠟長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下暴曬，會(huì)發(fā)生變色。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，也會(huì)因?yàn)殡s質(zhì)滲入石蠟而導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低，如果含油率高于5%，便會(huì)導(dǎo)致石蠟變色。原因在于陽(yáng)光中的紫外線會(huì)對(duì)非烴類雜質(zhì)中氮氧硫的化學(xué)鍵形成破壞，所以會(huì)在氧與光的雙重作用下，導(dǎo)致石蠟中極性物質(zhì)與鍵能偏小的烴類分子出現(xiàn)氧化反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生烴基或羧基類的降解產(chǎn)物，這一過(guò)程不僅會(huì)導(dǎo)致石蠟變色，也會(huì)影響石蠟的質(zhì)量。此外，石蠟中含有致癌物苯并芘，因此一定要對(duì)石蠟作精制處理，將其中致癌組分脫除非常必要。

在對(duì)石蠟進(jìn)行精制過(guò)程中，采取加氫精制的做法不僅無(wú)需改變?cè)蠘?gòu)成和性能，而且能高效脫除石蠟中的硫、氮、氧，促進(jìn)芳烴、烯烴、稠芳烴趨于飽和，能提高石蠟產(chǎn)品質(zhì)量，有效防止石蠟含油量上升。

二、石蠟加氫精制工藝簡(jiǎn)析

1.優(yōu)選工藝條件

主要選用固定床反應(yīng)器開(kāi)展滴流床液相反應(yīng)，能夠促進(jìn)石蠟加氫之后光、熱的穩(wěn)定性，會(huì)因?yàn)闅浞謮旱纳仙c空速的降低而不斷得到優(yōu)化。同時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中溫度不斷提高，石蠟開(kāi)始裂解，可促使其含油量上升。例如，當(dāng)溫度超過(guò)340℃后，石蠟產(chǎn)品的油量上升速度明顯增高，而含油量的增多直接影響其質(zhì)量。

2.優(yōu)選工藝流程

石蠟加氫精制的工藝流程與餾分油精制流程有一定相似性，主要分為三個(gè)階段：原材料預(yù)處理、加氫反應(yīng)、后期處理。其中，原材料預(yù)處理一般采取過(guò)濾、脫氣等方式，將原材料中的雜質(zhì)、水、溶劑以及溶解的空氣、氧氣等予以脫除，然后在一定壓力下與加入的氫氣進(jìn)行融合，經(jīng)過(guò)加熱提高溫度后進(jìn)入反應(yīng)器中進(jìn)行精制反應(yīng)，在高溫、高壓與低壓過(guò)程中實(shí)現(xiàn)氣液分離，最后通過(guò)汽提、干燥與過(guò)濾而獲得精制石蠟產(chǎn)物。

脫除硫、氮等非烴類化合物屬于石蠟加氫精制工藝過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，該反應(yīng)必須在較高的溫度環(huán)境下進(jìn)行，其中芳烴飽和因?yàn)闀?huì)受到化學(xué)反應(yīng)平衡的局限，實(shí)際上處在低溫環(huán)境下更加有利，如果采取單段單反應(yīng)的流程去實(shí)現(xiàn)脫除非烴與飽和物的效果，具有一定的實(shí)際操作難度。

三、國(guó)內(nèi)外石蠟加氫精制工藝技術(shù)流程比較分析

1.國(guó)內(nèi)石蠟加氫精制流程

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)進(jìn)行加工的石蠟多數(shù)是潔凈型蠟料，最主要用到的工業(yè)裝置為經(jīng)過(guò)中壓的單段單反應(yīng)器的石蠟加氫精制工藝流程實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后，主要流程為：氫氣與石蠟爐前混合，一次性經(jīng)過(guò)加熱爐，充分均勻混合提高精制效果;選用滴流床單反應(yīng)器，保證加熱爐中物料流動(dòng)速度穩(wěn)定，防止石蠟在爐管中超溫、偏流發(fā)生裂變;選用活性更高的加氫精制催化劑，不同牌號(hào)石蠟原料，經(jīng)過(guò)加氫催化器床層實(shí)現(xiàn)精制，從而產(chǎn)出不同等級(jí)的石蠟產(chǎn)品【1】。

2.國(guó)外石蠟加氫精制流程

國(guó)外石蠟加氫精制歷程大體上與上述的國(guó)內(nèi)流程相同，而差異部分重點(diǎn)集中在原材料性質(zhì)、催化劑及精制深度等方面，其中包含單段或者兩段的加氫精制流程。

單段石蠟加氫精制工藝技術(shù)流程可分為單段單反應(yīng)器與單段串聯(lián)雙反應(yīng)器兩種。其中，單反應(yīng)器的流程與國(guó)內(nèi)流程相同，裝置則分成脫色或是芳烴的保護(hù)反應(yīng)，同等操作條件基礎(chǔ)上可在不同的兩個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)精制目標(biāo)。石蠟原料與氫氣混合之后會(huì)到達(dá)加熱的第一反應(yīng)器，高溫加氫后脫除硫、氮等化合物，然后降溫后進(jìn)入第二反應(yīng)器，進(jìn)行低溫狀態(tài)下與芳烴、烯烴的飽和反應(yīng)，能夠提高石蠟加氫之后的穩(wěn)定性，保證殘留的稠環(huán)烴能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。第二反應(yīng)器精制后，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)高壓與低壓分離器作用，實(shí)現(xiàn)氣液分離，在汽提、干燥、過(guò)濾后獲得產(chǎn)物。

四、石蠟加氫精制流程中需注意的問(wèn)題

其一，因?yàn)椴糠质炘系馁|(zhì)量偏差，所以會(huì)導(dǎo)致部分石蠟加氫精制后的產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，最終不得不采取白土精制與加氫精制的配套工藝，才能最終提高產(chǎn)品質(zhì)量。不過(guò)其中白土的作用發(fā)揮在什么程度？產(chǎn)品質(zhì)量合格的主要影響因素到底是白土精制還是過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾效果？這些問(wèn)題均未有實(shí)質(zhì)性驗(yàn)證，所以很有必要進(jìn)行模擬試驗(yàn)加以證實(shí)。

其二，為了保證石蠟加氫精制工藝技術(shù)應(yīng)用下產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的石蠟產(chǎn)品，一定要以良好質(zhì)量的原料作為基礎(chǔ)，其中要做好及時(shí)清罐工作。倘若儲(chǔ)罐容積有限，清罐難以實(shí)施，則可嘗試?yán)猛矫撓炑b置直接向加氫精制裝置進(jìn)料的方式，清罐之后恢復(fù)經(jīng)過(guò)儲(chǔ)罐便可。前提是常減壓裝置減壓蠟油質(zhì)量穩(wěn)定，酮苯脫蠟裝置降低蠟含油指標(biāo)，保證原料性質(zhì)穩(wěn)定。

綜上所述，通過(guò)對(duì)石蠟加氫精制工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在工藝流程方面大致相同，均是通過(guò)選用石蠟原料加氫工藝，控制好反應(yīng)器催化劑裝填密度，在一定壓力、溫度控制下，而確保催化劑活性，進(jìn)而保障石蠟質(zhì)量與穩(wěn)定性，提高石蠟產(chǎn)品顏色等指標(biāo)。縱觀如今的石蠟市場(chǎng)需求表現(xiàn)，需要對(duì)現(xiàn)有的工藝實(shí)施不斷改進(jìn)，通過(guò)對(duì)石蠟加氫精制工藝進(jìn)行優(yōu)化組合，進(jìn)一步提高該項(xiàng)工藝的合理性與石蠟產(chǎn)品的質(zhì)量【2】。

參考文獻(xiàn)

[1]史迎軍，楊麗艷.加氫工藝和加氫技術(shù)分析[J].石化技術(shù).2017，（7）.76.

[2]脫驕.石蠟加氫精制工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J/OL].中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 工業(yè)A[2019-08-21]

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶煉化公司煉油生產(chǎn)三部 ?黑龍江 ?大慶 ?163411）