探讨炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术

李庆明 王兆宇

摘要：近年来加氢脱硫取得了很大进展。整体而言，炼油化工企业催化汽油加氢脱硫工艺的选择比较困难，加之近年来环境的污染问题愈发严峻，随着我国人民环保意识的不断提高，也推动了各行各业的生产技术和产品的环保性能。本文主要针对炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术进行了简要探讨，以供参考。

关键词：炼油化工企业;催化汽油;加氢;工艺技术

1催化汽油加氢工艺技术相关理论

目前在汽油的需求量增加、国家对汽油标准严格的条件下，炼油厂主要是通过提高汽油的清洁度和产量上保证企业效益。在生产中炼油厂主要的矛盾就是过于依赖原料的质量和数量。因此原油的深加工工艺是提高油品的重要举措。传统的油品质量提高方法是采用脱碳工艺和加氢工艺。其中加氢精制工艺因为对原料的实用性比较广，效果好而成为炼油行业主要采用的汽油优化技术。加氢精制工艺为汽油产品去除杂质进行净化的原理是去除汽油中含有的的金属原子类的杂质、去除汽油中的氮、硫、氧原子、碳氢化合物等不符合需要的元素及去除汽油中存在的多氧芳香族化学合成物质。催化汽油加氢工艺的反应主要是基于H2。通过利用相应的催化和原子反应，来对需要去除杂质和进行预处理的汽油进行处理。这些反应相同点是，都会让汽油中含有的各种杂质，如氮、硫、氧等和H2发生化学反应，生成对应的反應物质且利于后续的清除。

催化汽油加氢工艺会根据不同的进料来决定需要处理掉的杂质的种类和数量。工艺中主要应用到加强作用和氢解作用两种化学作用，采用了HDM、HDO、HDS、HDN等化学反应。加氢脱硫反应（HDS）能有效去除石油原料中的有机硫成分。在催化剂作用下，发生复杂反应，多种硫化合物被处理。硫化合物中主要的成本有噻吩、硫醚、硫醇和二硫化物等。加氢脱氮反应（HDN）的化学反应是以氮气来脱出石油产品的中的有机氮。加氢脱氮工艺因为含氮化合物复杂的分子结构，需要比较严苛的反应环境。含氮化合物的分子质量比较大，是5-6元的分子结构。而且含氮化合物的沸点会随着石油馏分沸点的升高而增加，所以操作条件需要准确控制。加氢脱氧反应（HDO）是让杂质中的氧原子最终以水的形式排除。含氧的杂质中苯酚化合物分子质量比较大，比较难发生反应，不容易脱除处理。脱金属反应（HDM）是一种必须添加催化剂的脱除方法，主要是让杂质以金属硫化物的形式被脱除。

2催化汽油加氢工艺技术优势分析

生产清洁汽油的加氢工艺技术中，国外目前使用比较多的有CDHDS、Prime-G+、SCANfining技术等。国内使用比较多的是OCTM、RIDOS、DSO-FCC技术等。这些加氢精制工艺生产的产品有轻汽油和重汽油。其中目前国内应用最为成熟的是DSO催化汽油加氢工艺技术。该技术因为催化剂的技术匹配性能好、汽油成品辛烷值损伤少等优势得到了很好的推广。DSO催化汽油加氢工艺技术主要是通过选择性技术来实现加氢脱硫。DSO工艺能让催化裂化汽油得到最大限度的加氢脱硫，生产出的汽油成品满足了国V和国Ⅵ的技术要求指标。DSO工艺主要是利用脱砷、预加氢等过程让全馏分催化裂化汽油在分馏塔里实现汽油的分离操作。得到的重汽油产品会继续进行加氢脱硫的后续处理。这样能提高对原油的利用率，实现对原油的深加工。DSO工艺技术的应用中主要是要将催化裂化汽油在深度脱硫的同时，尽量保留原油的辛烷值，并让加氢工艺装置始终保持安全平稳的运行。

DSO工艺技术主要特点有4个方面：①能在常温下实现脱砷。砷具有有毒有害性，特别是在加温等条件下的反应危害更大。DSO工艺技术通过常温条件下对全馏分催化裂化汽油的操作，避免了在非临氢状态下操作的危险，让脱硫过程中辛烷值的损失降低，不会带给后续流程出现砷毒害的影响。②能实现轻汽油的有效分离。DSO工艺技术能准确地把大部分硫富集的重汽油馏分分离出来，将硫含量满足需要的轻汽油进行输出。这样能有效减少轻汽油的辛烷值损失。③能大幅度降低轻汽油中的含硫量。DSO工艺技术采用了预加氢工艺。从而有效延长了催化剂的发生使用周期，能有效增加轻汽油中的烯烃异构化成分，达到高辛烷值。④对重汽油采用加氢脱硫工艺，能把重汽油中大部分的硫化物脱除。轻重汽油分离后的DSO工艺技术，能处理掉重汽油中的大部分硫化物，降低烯烃饱和度。从而提高汽油成品的辛烷值，保证生产出合格的清洁汽油。

3催化汽油加氢工艺技术的优化建议

3.1在催化汽油加氢工艺技术的催化温度上

要以实验为依据，综合考虑反应器温度对加氢工艺化学反应的影响。特别是要注意不同温度下，脱硫效果如何，重汽油的组成发生的变化，消耗氢气的情况，关注对汽油成品油带来的辛烷值的影响。建议催化温度在高于260摄氏度时，对族组进行重点观测，避免温度过高导致的辛烷值下降情况。在催化温度处于245-265摄氏度之间时，要关注加氢裂化反应加剧的情况，避免出现反应操作事故。

3.2在催化汽油加氢工艺技术的氢油比上

建议重点关注氢分压的情况。要全面考虑如果增大氢分压，是否利于催化剂的反应动力，提高反应的速度，实现对硫、氮等成分的有效脱除。要注意高氢分压对装置带来的安全压力，避免出现事故。氢油比是工作中氢气的标准体积除以原料的体积得到的数值。氢油比和氢分压是正相关关系。所以改变氢油比也会提高氢分压。建议一般采用的方法是加大氢的浓度、数量或者循环量等。

3.3在催化汽油加氢工艺技术的空速上

加氢反应器的反应时间主要是用空速参数来体现。空速和反应温度是处于正相关关系。为保证实现需要的反应效果，可以增大空速，从而反应温度增高，保证反应程度。如果减少空速，就能让反应停留周期变长，让化学反应更加完全。从上面三个方面上看，优化催化汽油加氢工艺技术时，可以将反应器的稳定调整到比现有装置稳定高4摄氏度左右的区域，以保证脱硫效果。氢油比可以在现有标准下提高一定区间，在保证装置压力安全条件下，让裂化反应程度更好。空速可以设定在2.4-2.7h-1区间，从而保证汽油产品的生产率。

4结语

催化汽油加氢工艺技术的优化需要借鉴国内外先进技术的经验，综合考虑辛烷值、液收和工艺成熟度等因素，采用DSO工艺技术方案，利用高选择性的催化剂增加反应效果，避免辛烷值的损失。

参考文献：

[1]李昊鹏.渣油加氢RHT工艺技术在上海石化的工业应用研究[D].华东理工大学，2017.

[2]武同霞.炼油化工企业催化汽油质量升级的技术分析[J].当代化工，2016（6）：1217～1218+1221.

（作者单位：沈阳石蜡化工有限公司）

作者简介：姓名：李庆明（19870505-）性别：男籍贯：辽宁省辽中县民族：汉学历：成人本科职称：助理工程，职务：操作工研究方向：化工工艺。