石油炼制加氢技术问题探析

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摘要：石油以及化工行业是我国工业体系中的重要部分。文章针对石油炼制技术当中加氢技术进行了简要介绍，首先总结加氢技术的工作原理、工作现状，从3个方面列举了实际炼制工作中的具体应用，如汽油、柴油以及渣油的开发，之后结合加氢中失活的成因，希望可以给相关生产工作的开展提供一些参考与借鉴。

关键词：石油炼制；加氢技术；催化剂

石油是世界上重要的能源资源，随着世界各国对石油的依赖程度的不断加深，过度开采问题愈加严重。所以如何提高石油开发效率的同时提高石油产品的生产质量也就成为了行业内备受关注的问题。轻质油是市面上应用较为广泛的石油材料，可通过在重质油中以氢气作为催化剂，从而提高石油冶炼工艺水平。

1加氢技术的原理分析

在石油炼制工作中，加氢即是借助于催化剂的反应作用来加快反应速率、提高石油利用率，对反应物进行深度转化，从而提高石油炼制品的经济价值。在催化剂的作用下，重油可以变为较高原子含量的油种，如汽油、柴油等等，但是在炼制过程中不仅仅对于催化剂的使用有一定的要求，同时对于反应温度与压强也提出了相应的标准。在正常情况下，温度需要控制在500℃左右，而压强的最佳区间则在0.2MPa为宜，这样的条件下最有利于重油反应物的裂解，提高油料当中氢元素的含量。由于氢分子可以在催化剂表面上吸附，所以大大提高了氢原子的活性，并且与烯烃与炔烃进行反应，在金属催化剂的影响之下形成烷烃。加氢反应过程主要分为两个类型，第一种是有机化合物与氧化碳进行加氢，第二种则是有机物在被加氢的同时化学键即出现了断裂反应[1]。

2加氢工艺的地位与优势

加氢技术在我国的石油炼制工艺当中的地位极为重要，已经成为最重要的前沿石油加工技术之一，将其应用于石油炼制当中可以有效地缓解世界能源危机，在保证石油炼制的质量的同时提高了轻质油的生产量，确保了能源供给。世界各国在不断加大对加氢技术的投入，石油炼制水平也因此得到了显著提高。随着技术的不断改进，加氢裂化工艺也已成为加氢技术的重要发展方向。在石油炼制加工当中，加氢裂化即是将氢气注入到相应的压力容器当中，将温度与压力调整到一定的范围内，在正常情况下，温度在400～450℃左右时反应即可开始，容器压强达到0.1～0.15MPa催化剂即可这作用。在达到最佳环境条件时，即温度500℃左右，压强的最0.2MPa时即可致使反应物发生变化，发生裂化反应，实现重质原油的转化，提高利用率。加氢技术的优势较为明显，如可以最大程度上转化重油，同时降低副产物的产量，让反应后期产物的质量得到了保证。但是在反应过程中对条件有较为严格的要求，对于先进的生产器材与生产工艺有较高的依赖性，同时需要相应的资金支持与技术支持，这样才能保证工艺质量，提高成品的应用价值[2]。

3加氢技术在石油炼制中的应用情况

在石油炼制工作当中应用以氢气作为催化剂可以有效地提高轻油的产量，并且保证石油炼制度，显著改善传统石油炼制环保性较差的弊端。当前加氢技术在石油炼制工作中的应用主要有以下几点：3.1加氢技术对汽油的处理。近年来随着汽车的普及，汽油的消费总量在逐年走高，随着人们环保意识的觉醒，清洁低硫汽油产品有了更为广阔的市场前景。清洁低硫汽油即是加氢技术来降低石油中的硫含量。举例来说，RIPP所开发的加氢脱硫技术可以最大程度上让烯烃处于饱和状态，在具体反应过程方面则可以分为两条路径：其一，以汽油当中硫与烯烃分布的特点为准，对原油与目标产品进行分析，选择合适的分馏点，对FCC汽油实现分隔，经过加氢的处理，来减少烯烃饱和量；其二，则是应用卡法加氢脱硫催化剂技术。总结起来，汽油与脱硫催化剂之间的关系非常密切，由于其活性较强，所以会影响到催化剂硫化态的活性相貌结构，以此为基础，建立起一个具有选择性的加氢脱硫活性模型。借助于活性结构与加氢催化剂的关系即可开发出具有较好针对性的催化剂。3.2柴油加氢脱硫技术。虽然汽油在普通汽车领域已经完成了对柴油的替代，但在各项建设事业当中，大型机械设备数量越来越多，所以柴油仍然有较大的使用需求。与汽油相比，柴油有较高的污染与能耗，与当前的节能环保理念相悖，这就需要针对柴油进行脱硫处理，降低柴油中的硫含量。柴油加氢脱硫处理技术出发点主要有以下几个方面：加氢脱硫催化剂性能得到显著提高，将活性维持在原数值的5倍左右，所以需要应用催化剂来降低整体空速，提高内部反应温度，从而降低装置的能耗。为这实现加氢分压与氢油与逆行增加，可以对压缩机设备进行更新换代。但是当前投入使用的柴油加氢脱硫技术普遍存在着成本高、能耗大的缺陷，仍然需要进一步改善。随着技术的进步，高空柴油超高空加氢脱硫技术得到了推广与普及，可以有效地缓解上述不足。只要反应区域具有足够的温度与湿度就可以将剩余的硫货物全面脱除，再进行加氢处理，就可以产出低硫柴油，降低其对环境的破坏。对现有的催化柴油加氢的技术进行优化，尤其对柴油加氢的深度处理，选择和应用双功能的催化剂体系，达到选择性发生化学反应的作用效果。脱除产物中的硫、氮、芳烃，提高产品的质量。3.3渣油的加氢裂化处理。渣油加氢脱硫加工技术主要是基于现有的脱硫装置来完成的，将劣质渣油进行加氢处理后，重油催化装置即可进行进一步加工，将其转化为轻质原油，如柴油、石油等等类型。当前我国油价较高，而将渣油利用起来，可以有效地提高资源利用率，对提高石油市场供货量、控制油价来说意义重大。但是当前的渣油加氢催化技术的应用仍然有较多的技术难点，其中催化剂利用率与积碳消除等方面的问题尤为重要；除此之外，对加氢转化与催化剂平衡方面也是需要探讨的问题。与普通原油相比，渣油的粘度较高，分子较大，所以在储运过程中很容易出现积碳问题。为此，可以适当提高温度，从而降低渣油材料的粘度，并利用打孔催化剂的载体材料来实现催化剂的孔内扩散。基于上述技术改善措施，可以有效改善渣油质量，并起到一定的润滑作用[3]。

4石油炼制加氢失活原因及处理

4.1加氢失活原因。在石油炼制工作中，加氢失败大多是失活所导致的。催化剂的类型可分为三个类型，分别是基质、助剂与分子筛，其中分子筛可以有效地发挥催化剂活性，基质可以提高催化剂的强度，从而促使催化剂发挥出相应的效果。助剂的应用可以提高催化剂活性，促进其作用的发挥。总结起来，催化剂的主要失活原因为水热失活、结焦失活或有素物质导致的失活。催化剂的水热失活：水热失活即是催化剂在反应温度过高的情况下，催化剂表面物质结构出现变化的情况。催化剂的结焦失活：在化学反应过程中，所产生的焦会直接在催化剂上聚集，从而影响反应速率，造成失活。在出现催化剂结焦失活后，加氢速率会不断降低，相应地，反应速率也会减缓。有毒物质造成的催化剂失活：很多常见的有毒物质也会导致催化剂失活，如重金属、碱性氮化物等等。所以在加工前首先需要去除原油材料中的杂质。4.2失活的处理措施。前文已经提到，在容器内温度达到400℃以上时即开始反应，而在500℃则处于最佳反应状态。在保持此温度阈值时，催化剂的水热失活反应则较慢，反之，如果温度超过该反应温度，则催化剂会加速失活。所以反应速度应当控制在500℃左右，从而避免出现水热失活的问题除此之外还可以进行石油炼制工艺程序进行优化。首先需要对炼油化工原材料进行预处理，避免由于原料当中的杂质成分过高，给汽油与柴油品质造成影响。对于所生产的油品进行制冷或换热处理，避免生产条件的变化，以免影响到油产品质量。其次，还可以应用循环加氢系统，确保氢气的充分利用，避免消耗量过大导致炼油成本的升高。最后，还可以应用相应的联合精制技术措施，来实现燃油的低硫化、低芳烃化。

5结语

在前文分析中不难发现，当前我国石油资源短缺，尤其是所炼制的石油产品多为劣化油，无法适应于实际应用需求，并且在一定程度上造成了环境的破坏。而加氢技术的应用可以很好地满足于轻质原油的应用需要，不仅可以提高轻质原油的产量与质量，更能实现石油炼制的清洁化发展，在未来将会进一步普及。

参考文献：

[1]颜灵峰.石油炼制中的加氢技术问题探析[J].化工管理,2019(17):121-122.

[2]邓俊.石油炼制中的加氢技术问题探析[J].石化技术,2018,25(12):233.

[3]李小辉.石油炼制中的加氢技术问题探析[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(23):143-144.

作者:李田亮 单位:延长石油延安炼油厂