石油煉制中的加氫技術問題探析

張洪旭

摘 要：石油煉制利用加氫技術能夠提高煉制效率，本文分別對柴油、汽油和渣油等提煉環節加氫技術的運用問題展開分析，并提出解決之策。

關鍵詞：石油煉制;加氫技術;問題;解決方案

煉制石油過程，加氫技術為重點技術，運用之后可提高煉制質量，進而降低煉制環節產生的有害氣體。添加催化劑，脫碳降硫，降低煉制期間污染物的排放。因此，研究加氫技術的實踐運用價值較高。

1 石油煉制加氫技術介紹

1.1 原理介紹

石油煉制期間，使用加氫技術主要是利用催化劑，提高反應效率，提高石油的利用率，深度轉化反應物，提高石油煉制經濟效益。在催化劑使用之下，能夠將重油轉變為柴油、汽油等類型的高原子油種。煉制石油過程，對于催化劑用量和使用方法均有嚴格要求，需要在特定溫度、壓強之下才能發生反應。在溫度方面，需要保證不低于500℃，在壓強方面，需要控制在0.2MPa左右。上述條件可加速重油裂解，將油料當中氫元素質量提升。在催化劑上能夠附著大量氫分子，因此，催化劑的添加能夠提高氫原子的活性，加速其和烯烴、炔烴等反應速度。同時，處于金屬催化劑環境之下，還能形成烷烴。通常來講，加氫反應分為兩種：第一，一氧化碳、有機化合物二者之間加氫反應;第二，有機物處于加氫環境下，化學鍵斷裂，產生的反應。

1.2 應用優勢

石油煉制期間，加氫技術具有顯著地位，并且屬于石油加工領域使用的前沿技術之一。應用此工藝，能夠提高石油煉制效率，緩解能源危機。同時還能確保石油產品品質，提高輕質油產量，確保能源供給。當前，不同國家對于石油煉制領域當中加氫技術使用投入力度增加，使得該技術迅速發展。在技術發展過程，加氫裂化工藝成為主導方向。煉制石油過程，通過加氫裂化，將氫氣向壓力容器中注入，并且將反應溫度、環境壓力設置在特定范圍。通常在溫度達到400～450℃，即可發生反應，并且容器內部壓強處于0.1～0.15MPa時，催化劑可發生作用。當溫度上升至500℃時，加強達到0.2MPa，即可使反應物產生變化，裂

化反應發生，將重油向輕質油轉化，可提高石油利用效率。

通過加氫技術的應用，可以看出其優勢顯著，能夠最大化將重油轉化，降低石油煉制期間低副產物產量，保證反應產物質量。但是，對于反應條件要求相對嚴格，需要依托先進反應器材、生產工藝等，同時，還需要充足資金、技術等作為支持，才可確保工藝順利運用，高效利用石油成品。

2 石油煉制過程加氫技術相關問題及解決措施

2.1 柴油加氫環節問題

2.1.1 主要問題

針對柴油提煉過程加氫技術的運用，目的為控制柴油當中含硫物質含量。歐洲對于柴油當中含硫量最開始要求為350mg/g，之后降低為50mg/g，當前要求此含量為10mg/g。在石油提煉過程，可通過加氫技術的運用，降低柴油內含硫量，但是技術的實踐應用還存在問題。

2.1.2 解決措施

柴油提煉環節，運用加氫技術，可采取如下措施：第一，選擇高性能技術實現加氫，對比于低性能的加氫技術，高性能技術的運用可提高去硫效果3～5倍。第二，加氫過程，將環境溫度改變，由于環境溫度存在差異，對于加氫效果有直接影響，將環境溫度調節至最適合反應溫度，可有效降低柴油產品當中硫含量。第三，將氫分壓、氫油比等提升，可利用RTS技術，但是此技術應用過程還需要將硫化物參與加氫脫硫這一反應環節與芳香烴的加氫反應之間熱力平衡的問題考慮其中。

國家生產“歐Ⅳ”和“歐Ⅴ”兩種型號的柴油，分別開發RTS技術，借助RPP研發出超深度柴油脫硫加氫技術。技術運用過程，需要重點考慮芳香烴、硫化物二者參與加氫反應環節熱力平衡的控制。具體而言，將反應溫度控制在400℃以內，使用該技術可獲得硫含量小于10μg/g的柴油產品。據研究，芳香烴參與加氫反應，對于環境溫度高度敏感，這一特點，使得在催化劑的作用之下，利用加氫技術能夠生成黃綠色產品。同時，提煉柴油時，加氫技術的運用，處于變化的環境溫度當中，還會影響熱力平衡的拐點。如果環境壓力較高，則溫度拐點也相對偏高。

利用加氫技術，提煉柴油還容易受到氮化物、多環芳香烴等物質含量之影響，因此，可通過轉變反應過程溫度，對上述物質含量加以控制。但是需要注意，環境溫度的轉變需要保證區域合理。由于反應最先發生在高溫區域，反應目的是將石油當中氮化物、硫化物等去除。同時，讓多環芳香烴能夠快速達到飽和狀態。之后低溫區才發生反應，將石油當中剩余硫化物去除，重新對于多環芳香烴加氫飽和。通過上述技術的運用，控制溫度在合適的區域轉變，能夠實現柴油產品顏色幾乎為白色，產品質量較高。

2.2 汽油加氫環節問題

2.2.1 主要問題

當前，全球范圍環境問題日益嚴峻，我國石油煉制期間，對于汽油提煉過程油品脫硫率相關要求逐漸提升，從以往含量在80～90%之間，變為95～98%，并且硫含量小于50μg/g，辛烷值損失可減少。但是，對于加氫脫硫的催化裂化使用技術要求相對嚴格，否則就會增加石油中飽和烯烴含量。

2.2.2 解決措施

為解決上述問題，需要借助加氫技術，將石油當中的飽和烯烴數量減少。一方面，掌握石油當中硫化物、烯烴實際分布特點，其中硫化物分布于重餾分當中，烯烴主要分布在輕餾分中，可使用切割技術，對FCC汽油當中全餾分進行切割。針對FCC中的重餾分，可通過加氫技術，降低不飽和烯烴含量。另一方面，還可加大力度開發出全新的加氫技術。研究表明，采取和活性結構對應的加氫技術，可有效降低石油當中飽和烯烴含量。

2.3 渣油加氫環節問題

2.3.1 主要問題

石油提煉過程，還常用到渣油加氫，主要目的為是將榨油通過加氫處理，作為重油的催化裂化原料。加氫的同時，還能產生部分石腦油、柴油等，運用渣油加氫，需要注意如下要點：第一，高效利用催化劑;第二，降低積炭問題;第三，保證反應器內部存在壓降與熱點;第四，將瀝青質進行轉化;第五，利用的加氫催化劑具有較強的活性。當前，加油提煉環節還存在加氫技術催化劑的利用效率不高，積炭降低效果不明顯等問題。

2.3.2 解決措施

分析對渣油加氫產生影響的主要原因，為渣油的粘度大，并且分子較大。為解決具體問題，需要為渣油分子提供擴散通道，提高其擴散速率。利用加氫技術，保證催化劑當中顆粒直徑不同，利用大直徑催化劑可加速渣油擴散;還可降低渣油粘度，提高其在催化劑當中擴散系數;或者將環境溫度提高;在實驗環節添加適量輕質油，將渣油粘度降低。但是需要注意，不可添加餾蠟油稀釋渣油，防止裝置誤將蠟油視為原料。以往石油提煉過程，渣油加氫通常將氫尾油當作催化劑，然而，使用催化裂化工藝，可導致回煉油當中存在大量有害氣體、焦炭以及污染物，不利于反應進行。

渣油加氫，通常情況下，多環芳香烴處于加氫環境下會產生飽和反應，生成飽和芳香烴。這一現象會導致加氫之后的部分雙環芳香烴在裂化反應之后生成柴油，渣油內部烴還會裂化為汽油餾分，芳香環、芳香烴還會存在部分液化氣餾分。加氫技術運用之后，產生的渣油當中焦碳含量更低。為提高渣油擴散性、相容性，并降低其粘度，可在加氫的同時，添加適量高芳香裂化回煉油，提高加氫反應效率

3 結束語

總之，石油煉制期間，需要選擇合理的加氫技術，正確選擇催化劑，針對煉制過程存在的各類問題，深入分析，全面優化，降低提煉過程污染物的排放，實現脫碳降硫，提高石油煉制質量。

參考文獻：

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