石油煉制加氫技術問題探析

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了石油煉制加氫技術問題探析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：石油以及化工行業(yè)是我國工業(yè)體系中的重要部分。文章針對石油煉制技術當中加氫技術進行了簡要介紹，首先總結(jié)加氫技術的工作原理、工作現(xiàn)狀，從3個方面列舉了實際煉制工作中的具體應用，如汽油、柴油以及渣油的開發(fā)，之后結(jié)合加氫中失活的成因，希望可以給相關生產(chǎn)工作的開展提供一些參考與借鑒。

關鍵詞：石油煉制；加氫技術；催化劑

石油是世界上重要的能源資源，隨著世界各國對石油的依賴程度的不斷加深，過度開采問題愈加嚴重。所以如何提高石油開發(fā)效率的同時提高石油產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量也就成為了行業(yè)內(nèi)備受關注的問題。輕質(zhì)油是市面上應用較為廣泛的石油材料，可通過在重質(zhì)油中以氫氣作為催化劑，從而提高石油冶煉工藝水平。

1加氫技術的原理分析

在石油煉制工作中，加氫即是借助于催化劑的反應作用來加快反應速率、提高石油利用率，對反應物進行深度轉(zhuǎn)化，從而提高石油煉制品的經(jīng)濟價值。在催化劑的作用下，重油可以變?yōu)檩^高原子含量的油種，如汽油、柴油等等，但是在煉制過程中不僅僅對于催化劑的使用有一定的要求，同時對于反應溫度與壓強也提出了相應的標準。在正常情況下，溫度需要控制在500℃左右，而壓強的最佳區(qū)間則在0.2MPa為宜，這樣的條件下最有利于重油反應物的裂解，提高油料當中氫元素的含量。由于氫分子可以在催化劑表面上吸附，所以大大提高了氫原子的活性，并且與烯烴與炔烴進行反應，在金屬催化劑的影響之下形成烷烴。加氫反應過程主要分為兩個類型，第一種是有機化合物與氧化碳進行加氫，第二種則是有機物在被加氫的同時化學鍵即出現(xiàn)了斷裂反應[1]。

2加氫工藝的地位與優(yōu)勢

加氫技術在我國的石油煉制工藝當中的地位極為重要，已經(jīng)成為最重要的前沿石油加工技術之一，將其應用于石油煉制當中可以有效地緩解世界能源危機，在保證石油煉制的質(zhì)量的同時提高了輕質(zhì)油的生產(chǎn)量，確保了能源供給。世界各國在不斷加大對加氫技術的投入，石油煉制水平也因此得到了顯著提高。隨著技術的不斷改進，加氫裂化工藝也已成為加氫技術的重要發(fā)展方向。在石油煉制加工當中，加氫裂化即是將氫氣注入到相應的壓力容器當中，將溫度與壓力調(diào)整到一定的范圍內(nèi)，在正常情況下，溫度在400～450℃左右時反應即可開始，容器壓強達到0.1～0.15MPa催化劑即可這作用。在達到最佳環(huán)境條件時，即溫度500℃左右，壓強的最0.2MPa時即可致使反應物發(fā)生變化，發(fā)生裂化反應，實現(xiàn)重質(zhì)原油的轉(zhuǎn)化，提高利用率。加氫技術的優(yōu)勢較為明顯，如可以最大程度上轉(zhuǎn)化重油，同時降低副產(chǎn)物的產(chǎn)量，讓反應后期產(chǎn)物的質(zhì)量得到了保證。但是在反應過程中對條件有較為嚴格的要求，對于先進的生產(chǎn)器材與生產(chǎn)工藝有較高的依賴性，同時需要相應的資金支持與技術支持，這樣才能保證工藝質(zhì)量，提高成品的應用價值[2]。

3加氫技術在石油煉制中的應用情況

在石油煉制工作當中應用以氫氣作為催化劑可以有效地提高輕油的產(chǎn)量，并且保證石油煉制度，顯著改善傳統(tǒng)石油煉制環(huán)保性較差的弊端。當前加氫技術在石油煉制工作中的應用主要有以下幾點：3.1加氫技術對汽油的處理。近年來隨著汽車的普及，汽油的消費總量在逐年走高，隨著人們環(huán)保意識的覺醒，清潔低硫汽油產(chǎn)品有了更為廣闊的市場前景。清潔低硫汽油即是加氫技術來降低石油中的硫含量。舉例來說，RIPP所開發(fā)的加氫脫硫技術可以最大程度上讓烯烴處于飽和狀態(tài)，在具體反應過程方面則可以分為兩條路徑：其一，以汽油當中硫與烯烴分布的特點為準，對原油與目標產(chǎn)品進行分析，選擇合適的分餾點，對FCC汽油實現(xiàn)分隔，經(jīng)過加氫的處理，來減少烯烴飽和量；其二，則是應用卡法加氫脫硫催化劑技術?？偨Y(jié)起來，汽油與脫硫催化劑之間的關系非常密切，由于其活性較強，所以會影響到催化劑硫化態(tài)的活性相貌結(jié)構(gòu)，以此為基礎，建立起一個具有選擇性的加氫脫硫活性模型。借助于活性結(jié)構(gòu)與加氫催化劑的關系即可開發(fā)出具有較好針對性的催化劑。3.2柴油加氫脫硫技術。雖然汽油在普通汽車領域已經(jīng)完成了對柴油的替代，但在各項建設事業(yè)當中，大型機械設備數(shù)量越來越多，所以柴油仍然有較大的使用需求。與汽油相比，柴油有較高的污染與能耗，與當前的節(jié)能環(huán)保理念相悖，這就需要針對柴油進行脫硫處理，降低柴油中的硫含量。柴油加氫脫硫處理技術出發(fā)點主要有以下幾個方面：加氫脫硫催化劑性能得到顯著提高，將活性維持在原數(shù)值的5倍左右，所以需要應用催化劑來降低整體空速，提高內(nèi)部反應溫度，從而降低裝置的能耗。為這實現(xiàn)加氫分壓與氫油與逆行增加，可以對壓縮機設備進行更新?lián)Q代。但是當前投入使用的柴油加氫脫硫技術普遍存在著成本高、能耗大的缺陷，仍然需要進一步改善。隨著技術的進步，高空柴油超高空加氫脫硫技術得到了推廣與普及，可以有效地緩解上述不足。只要反應區(qū)域具有足夠的溫度與濕度就可以將剩余的硫貨物全面脫除，再進行加氫處理，就可以產(chǎn)出低硫柴油，降低其對環(huán)境的破壞。對現(xiàn)有的催化柴油加氫的技術進行優(yōu)化，尤其對柴油加氫的深度處理，選擇和應用雙功能的催化劑體系，達到選擇性發(fā)生化學反應的作用效果。脫除產(chǎn)物中的硫、氮、芳烴，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。3.3渣油的加氫裂化處理。渣油加氫脫硫加工技術主要是基于現(xiàn)有的脫硫裝置來完成的，將劣質(zhì)渣油進行加氫處理后，重油催化裝置即可進行進一步加工，將其轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)原油，如柴油、石油等等類型。當前我國油價較高，而將渣油利用起來，可以有效地提高資源利用率，對提高石油市場供貨量、控制油價來說意義重大。但是當前的渣油加氫催化技術的應用仍然有較多的技術難點，其中催化劑利用率與積碳消除等方面的問題尤為重要；除此之外，對加氫轉(zhuǎn)化與催化劑平衡方面也是需要探討的問題。與普通原油相比，渣油的粘度較高，分子較大，所以在儲運過程中很容易出現(xiàn)積碳問題。為此，可以適當提高溫度，從而降低渣油材料的粘度，并利用打孔催化劑的載體材料來實現(xiàn)催化劑的孔內(nèi)擴散?；谏鲜黾夹g改善措施，可以有效改善渣油質(zhì)量，并起到一定的潤滑作用[3]。

4石油煉制加氫失活原因及處理

4.1加氫失活原因。在石油煉制工作中，加氫失敗大多是失活所導致的。催化劑的類型可分為三個類型，分別是基質(zhì)、助劑與分子篩，其中分子篩可以有效地發(fā)揮催化劑活性，基質(zhì)可以提高催化劑的強度，從而促使催化劑發(fā)揮出相應的效果。助劑的應用可以提高催化劑活性，促進其作用的發(fā)揮。總結(jié)起來，催化劑的主要失活原因為水熱失活、結(jié)焦失活或有素物質(zhì)導致的失活。催化劑的水熱失活：水熱失活即是催化劑在反應溫度過高的情況下，催化劑表面物質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化的情況。催化劑的結(jié)焦失活：在化學反應過程中，所產(chǎn)生的焦會直接在催化劑上聚集，從而影響反應速率，造成失活。在出現(xiàn)催化劑結(jié)焦失活后，加氫速率會不斷降低，相應地，反應速率也會減緩。有毒物質(zhì)造成的催化劑失活：很多常見的有毒物質(zhì)也會導致催化劑失活，如重金屬、堿性氮化物等等。所以在加工前首先需要去除原油材料中的雜質(zhì)。4.2失活的處理措施。前文已經(jīng)提到，在容器內(nèi)溫度達到400℃以上時即開始反應，而在500℃則處于最佳反應狀態(tài)。在保持此溫度閾值時，催化劑的水熱失活反應則較慢，反之，如果溫度超過該反應溫度，則催化劑會加速失活。所以反應速度應當控制在500℃左右，從而避免出現(xiàn)水熱失活的問題除此之外還可以進行石油煉制工藝程序進行優(yōu)化。首先需要對煉油化工原材料進行預處理，避免由于原料當中的雜質(zhì)成分過高，給汽油與柴油品質(zhì)造成影響。對于所生產(chǎn)的油品進行制冷或換熱處理，避免生產(chǎn)條件的變化，以免影響到油產(chǎn)品質(zhì)量。其次，還可以應用循環(huán)加氫系統(tǒng)，確保氫氣的充分利用，避免消耗量過大導致煉油成本的升高。最后，還可以應用相應的聯(lián)合精制技術措施，來實現(xiàn)燃油的低硫化、低芳烴化。

5結(jié)語

在前文分析中不難發(fā)現(xiàn)，當前我國石油資源短缺，尤其是所煉制的石油產(chǎn)品多為劣化油，無法適應于實際應用需求，并且在一定程度上造成了環(huán)境的破壞。而加氫技術的應用可以很好地滿足于輕質(zhì)原油的應用需要，不僅可以提高輕質(zhì)原油的產(chǎn)量與質(zhì)量，更能實現(xiàn)石油煉制的清潔化發(fā)展，在未來將會進一步普及。

參考文獻：

[1]顏靈峰.石油煉制中的加氫技術問題探析[J].化工管理,2019(17):121-122.

[2]鄧俊.石油煉制中的加氫技術問題探析[J].石化技術,2018,25(12):233.

[3]李小輝.石油煉制中的加氫技術問題探析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2018,38(23):143-144.

作者:李田亮 單位:延長石油延安煉油廠