石油炼制中的加氢催化剂和技术研究

惠肖峰

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。为了满足人们对于石油资源的巨大需求，就要提高石油冶炼技术，在同样量的原油中提取更多的石油。石油炼制的过程中主要是以加氢、催化剂等化学原料为主，保证石油资源满足市场的需求，并且对环境也不会造成严重的影响，进而提升我国是由行业的经济效益。本文就石油炼制中的加氢催化剂和技术展开探讨。

关键词：石油；催化剂；技术

引言

随着经济发展和社会进步，石油炼制业暴露出诸多问题，石油资源上升的碳氢比使其变得更加劣质，而发展的社会对石油产品尤其是轻质油的需求加大，这就需要限制油品中碳氢比。石油燃料燃烧是生活中常见的污染来源，而世界范围内环保呼声越来越大，更严格的环保法规进一步制定，这对石油产品的品质提出了更高的要求。因此车用燃料今后的发展主要以高辛烷值、低硫、低烯烃的汽油以及低硫、低芳烃柴油为主。石油炼制企业所面临的关键难题在于利用有限的资源满足市场需求的同时还要兼顾环保问题。冶炼过程中使用加氢方法可以调整油品结构实现环保目标。加氢技术不仅能生产“环境友好”石油产品，还可以增产柴油。为此，国内外的相关机构都十分关注对加氢技术的研制开发，催生了很多新技术在市场中的使用。

1石油加氢技术原理

目前石油的提炼过程主要指的是石油分子中氢、碳比例的调整，进而产生新产品的过程。石油的炼制大致分为脱碳、加氢两个过程，脱碳过程主要是将一部分的石油碳含量降低，另一部分石油碳、氢比例升高，这一过程的典型就是焦化。而加氢的过程是使所有石油的碳、氢比下降。目前各国所开采的石油品质越来越低，就是因为碳、氢的比值越来越高，但是随着国家经济、科技的发展，对于石油炼制的品质要求越来越严格，这就使得石油炼制中越来越多的运用到加氢技术。目前石油大多被炼制成汽油、柴油等，其中从石油到汽油的过程就是硫含量的变化以及烯烃和芳烃值大幅度下降，从石油到柴油的特点是其硫含量降低，十六烷值有所提高。为了炼制出高质量的燃油，从石油中提炼出高辛烷值的汽油和低硫的柴油是未来提炼的发展趋势。目前想达到这类提炼效果，都可以通过加氢来完成，这样既可以降低石油炼制后产品中硫、烯烃、芳烃的含量，还能提高十六烷值和改善石油结构。所以目前各国的石油公司和它们的科研机构都在大力研发石油炼制的加氢技术，越来越多的新型加氢技术被石油厂所采用。

2石油炼制中应用加氢技术的必要性

石油资源作为全球重要战略资源。而石油又分成了重质和劣质石油，使得这种石油内的碳氢含量很大，难以满足市场所需。而市场上目前所需的石油产品大都是轻质石油，所以需要在重质石油中加强加氢技术的应用，才能能原油内的碳氢含量降低，因而氢气在加氢过程中的作用就在于催化剂，有助于石油炼制水平和提纯效果的提升。

3加氢催化剂和技术在石油炼制中的应用

3.1在石油中的应用

加氢催化剂和技术在石油开发的过程中，起到了非常重要的作用和意义。主要是提升石油的运用效率。同时，由于环境污染变的愈发的严重，对清洁细型能源的需求也越来越急迫，为了实现这一目标，逐渐将加氢催化剂和技术应用到其中。其实，加氢催化剂和技术重点在加氢，一般情况下主要是利用分馏点切割法与卡法加氢催化剂等技术。其中，用分馏点切割法主要是根据石油内部的元素，例如：碳、氢、以及硫等元素含量比例，对反应产物进行分析的度，选择有效的分馏点将反应物进行切割，这样可以在一定程度上降低反应生成物的饱和度；卡法加氢催化剂技术主要是针对反应生成物，通过利用相对合适的催化剂，创建活性度相对较强石油结构元素，并且将其与催化剂之间的关系，进行模拟创建，进而完善石油开发中加氢催化剂和技术的加氢工作。

3.2柴油中的运用

柴油在工业中的需求量不断增多，在开发和使用过程中也带来了相对严重的环境污染，因此在柴油的开发过程中，如何减少污染的产生是急需解决的问题。加氢催化剂技术在柴油炼制中的运用，可以达到减低柴油体系空速的效果。与分馏点切割法相同的是，这个反应同样需要通过催化剂的加温来达到降低反应生成物饱和程度的效果，在饱和度较低的情况下进行加氢操作，才能有效地减轻环境污染。基于此，我国也研制出了在国際上处于领先的柴油加氢装置。虽然原油冶炼对环境的污染无法避免，但通过这种方式，能降低污染气体和废弃物的生成，实现冶炼技术上的进步，为保护生态平衡做出贡献。

3.3油渣开发中的运用

加氢催化剂和技术是石油炼制的过程中，其应用的方面有很多，油渣开发就是其中的一个。加氢催化剂和技术在油渣开发的过程中，主要是利用脱硫装置，并且在加氢油渣处理以后，那么石油、柴油等轻质原油也随之产生。目前，我国的油价不断上涨，因此加氢催化剂和技术在油渣开发的过程中，具有良好的发展前景。但是，加氢催化剂和技术在具体应用的过程中，也存在着一些难点，催化剂主要是以碳物质为主，对油渣中的一些有害物质难以进行有效的消除。另外，在加氢催化剂和技术应用的过程中，通过利用加氢的方式，保证各个催化剂之间的平衡度，这样不会对油渣中的大分子和高密度造成任何的影响。除此之外，通过利用打孔催化剂载体材料，这样可以将催化剂进行更好的扩散，并且进行温度的提升，这样可以降低油渣的密度，进而起到润滑的作用，展现了加氢催化剂和技术在油渣开发的效果。

3.4汽油的开发中的运用

我国的汽油加氢催化剂技术和汽油加氢装置在国际上处于先进行列，研究成果有目共睹。汽油加氢装置通过加氢单元、分馏单元脱硫单元等几个组成单元，对原油进行保护和过滤，通过预加氢将反应产物分为轻汽油和重汽油，在进一步脱硫后得到纯度较高的轻重汽油，并将两者混合，得到精致的汽油产品。

4加氧催化剂技术未来的研究方向和发展趋势

按照现在国家和国民对于石油的需求，石油冶炼技术，未来也将是能源使用的关键，基于石油资源的不可替代性，加氢催化剂的使用和技术研究是能使企业利益最大化的方式。加氢催化裂化作为目前发现并投入使用的最能降低反应生成物饱和度和增强元素活性的催化方法，未来也很难找出能替代它的催化剂，可以放心的研发和使用。这种提高资源利用率减少污染的方法也符合我国可持续发展的环保理念，具有不可估量的发展前景。

结语

综上所述，本文对加氢催化剂和技术进行了简要的分析和阐述，并且在此基础之上，从石油、柴油、油渣等方面，对加氢催化剂和技术的应用，也有着进一步的明确，通过加氢、催化剂等化学物质的使用，其主要的目的就是保证石油炼制的效率和质量，也避免对环境造成严重的影响，满足我国发展对石油原料的需求，并且也在一定程度上提升石油行业经济效益。

参考文献

[1]曹亚军.探究石油炼制中的加氢催化剂和技术[J].中国化工贸易，2016，8（7）.

[2]聂红，李明丰，高晓冬，等.石油炼制中的加氢催化剂和技术[J].石油学报（石油加工），2015，26（s1）：77-81.

[3]赵海云，刘洪刚.浅谈石油炼制中的加氢催化剂和技术[J].中国化工贸易，2017，9（13）.

[4]汪媛媛，向青和，李瑞梅.石油炼制中加氢精制催化剂的制备技术探讨[J].当代化工，2016，45（3）：592-594.

[5]蒋宗轩，刘欣毅.石油炼制催化作用[J].工业催化，2016，24（1）：84-112.

[6]于彦校. Al2O3载体改性及对渣油加氢催化剂的影响研究[D].北京：北京化工大学，2015.