探讨石油炼制中加氢技术问题

2023-01-14

由于石油资源中劣质石油和重质石油的比重在不断增加, 使得石油中的碳氢含量也在不断加大, 但是市场中对石油产品的需求还是以轻质石油为主, 这样就使得石油中碳氢的比例就必须要有所下降。通过种种实验证明, 催化剂是降低石油中碳氢含量的主要成分之一, 因此加大力度的发展加氢催化剂和技术是石油冶炼的未来发展方向。

1 加氢催化剂技术的工作原理

吸附在催化剂上的氢分子可以产生活泼的氢原子, 氢原子与被催化剂削弱了的烯和炔产生加成的作用, 而烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂的存在下, 可以与氢加成而生成烷烃。加氢的过程可以分为两类, 一类是一氧化碳或者有机化合物直接加氢, 还有一类是有机化合物在与氢发生反应的同时还伴随着化学键的断裂, 这一类型的加氢反应又成为是氢解反应[2]。

2 在石油炼制中加氢催化剂和技术的实际应用

2.1 加氢脱硫催化剂技术用于对石油的开发

经济的迅速发展致使汽车工业发展迅速, 汽油的消费量也随之随见升高, 导致低硫汽油也有了较为广阔的市场, 低硫汽油的加氢脱硫率也随着技术的成熟也一步步变高。加氢脱硫技术的核心在于加氢脱硫的同时还要最大程度的饱和烯烃, 有两种途径能达到这一点, 一种是根据汽油中的硫、烯烃的分布特点, 再对原料和目标产品的综合考虑, 运用适当的分馏点进行切割来减少烯烃的饱和;还有一种是卡法加氢脱硫催化技术, 这一技术的核心是要研究出加氢脱硫催化剂与活性结构之间的关系, 才能研发出具有针对性的催化剂产品[3]。

2.2 加氢脱硫技术用于对柴油的开发

柴油消耗量的增多是因为大型的机械越来越多, 这些机械的使用导致柴油的污染和消耗量也越来越大, 而过量的污染和消耗是跟当今社会提倡的环保要求是相悖的, 因此使柴油的含硫率降低是石油炼制单位所要关注的重点。含硫量的减少就是柴油符合环境保护的最基本的要求。能使柴油加氢脱硫的工艺主要是有以下几点:一是要能够让加氢脱硫催化剂的性能得到提高;二是要提高现在已有催化剂的反应温度;三是为了降低体系空速。现在主要使用的加氢脱硫技术存在着能耗高、投资大等问题, 幸而因为对加氢脱硫技术的深入研究, 终于使高空速柴油超深度的加氢脱硫技术横空面世, 这一技术很好的解决了硫化物的加氢脱硫的反应温度与热力平衡之间的关系。

2.3 加氢催化裂化技术用于对渣油开发

在对石油的冶炼过程中, 渣油也会得到炼制, 这样石油资源的利用效率可以得到有效的提高。对渣油的加氢脱硫处理不仅能清洁产品还能使整个生产的过程得到清洁, 是一项环保技术。在对渣油的加氢催化剂研究方面, 催化剂本身的活性及寿命是最为关键的问题。对渣油的加氢脱硫加工是通过脱硫装置对劣质渣油进行加氢处理, 然后再为重油的催化裂化提供原料, 还能产出少量的柴油等轻质原油。渣油加氢催化技术的难点有很多, 主要是催化剂的利用率能否提高、积碳是否可以消除、沥青的加氢转化和催化剂与活性结构之间如何达到平衡等等, 而大力干扰加氢催化剂有效利用率的主要因素是因为渣油中含有的大分子和渣油本身的高粘度。所以降低渣油的高粘度和大分子在催化剂孔内的扩散是渣油加氢技术的改进出发点[4]。

3 导致加氢催化剂失活的原因分析

因为功能的不同, 催化剂可以分成为以下三种:一是分子筛, 这是催化剂活性的主要来源之一;二是基质, 可以很大程度的使催化剂本身的强度得到提高, 当中的大孔活性基质是能够增加渣油的裂化性能的;三是助剂, 这是用来改善催化剂的活性和选择性的性能。但是在实际的生产过程中, 催化剂经常会发生失活的情况。水热失活是催化剂在水蒸气和高温的情况下, 因为催化剂的表面结构发生变化而产生的活性选择性降低, 这是一个缓慢的过程, 因此生产时温度控制得当才能保证催化剂的稳定;结焦失活是因为反应生焦沉积在催化剂的表面导致催化剂的活性有所降低;生产过程中所产生的一些有毒物质也会导致催化剂的失活。

4 结语

石油资源不是取之不尽、用之不竭的, 如何更为有效的利用石油资源, 使劣质的不能被使用的石油变成可以使用的石油产品, 是所有的石油冶炼单位都非常关心的问题。虽然加氢技术的使用, 适当的缓解了这一问题, 但是面对石油资源的日益枯竭, 只能通过一系列质量、性能都较高的催化剂产品来降低石油资源的使用量, 这些产品的研发就是现今每一个炼油企业的工作重心。

摘要：改革开放以来, 随着经济的迅猛发展, 大大增加了对石油产品的需求, 催化剂在石油的生产炼制过程中的重要作用也随之呈现出来, 成为当今炼油过程中不可缺少的一种物质。随着对石油资源的过度开采, 石油的炼制出现了石油资源的紧缺和对轻质原油的高需求这两个方面的问题, 因为开采出的石油质量劣质化和重质化现象越来越严重, 在石油的炼制中如何加氢脱碳降硫, 使石油资源能在高效倡导环保的当今社会既能达到环保对石油产品的排放标准又能满足市场对石油产量的需求, 是石油炼制单位所要面临的技术问题[1]。

关键词：石油炼制,加氢催化剂,加氢脱硫,应用