石油炼制中的加氢技术问题探析

张洪旭

摘 要：石油炼制利用加氢技术能够提高炼制效率，本文分别对柴油、汽油和渣油等提炼环节加氢技术的运用问题展开分析，并提出解决之策。

关键词：石油炼制;加氢技术;问题;解决方案

炼制石油过程，加氢技术为重点技术，运用之后可提高炼制质量，进而降低炼制环节产生的有害气体。添加催化剂，脱碳降硫，降低炼制期间污染物的排放。因此，研究加氢技术的实践运用价值较高。

1 石油炼制加氢技术介绍

1.1 原理介绍

石油炼制期间，使用加氢技术主要是利用催化剂，提高反应效率，提高石油的利用率，深度转化反应物，提高石油炼制经济效益。在催化剂使用之下，能够将重油转变为柴油、汽油等类型的高原子油种。炼制石油过程，对于催化剂用量和使用方法均有严格要求，需要在特定温度、压强之下才能发生反应。在温度方面，需要保证不低于500℃，在压强方面，需要控制在0.2MPa左右。上述条件可加速重油裂解，将油料当中氢元素质量提升。在催化剂上能够附着大量氢分子，因此，催化剂的添加能够提高氢原子的活性，加速其和烯烃、炔烃等反应速度。同时，处于金属催化剂环境之下，还能形成烷烃。通常来讲，加氢反应分为两种：第一，一氧化碳、有机化合物二者之间加氢反应;第二，有机物处于加氢环境下，化学键断裂，产生的反应。

1.2 应用优势

石油炼制期间，加氢技术具有显著地位，并且属于石油加工领域使用的前沿技术之一。应用此工艺，能够提高石油炼制效率，缓解能源危机。同时还能确保石油产品品质，提高轻质油产量，确保能源供给。当前，不同国家对于石油炼制领域当中加氢技术使用投入力度增加，使得该技术迅速发展。在技术发展过程，加氢裂化工艺成为主导方向。炼制石油过程，通过加氢裂化，将氢气向压力容器中注入，并且将反应温度、环境压力设置在特定范围。通常在温度达到400～450℃，即可发生反应，并且容器内部压强处于0.1～0.15MPa时，催化剂可发生作用。当温度上升至500℃时，加强达到0.2MPa，即可使反应物产生变化，裂

化反应发生，将重油向轻质油转化，可提高石油利用效率。

通过加氢技术的应用，可以看出其优势显著，能够最大化将重油转化，降低石油炼制期间低副产物产量，保证反应产物质量。但是，对于反应条件要求相对严格，需要依托先进反应器材、生产工艺等，同时，还需要充足资金、技术等作为支持，才可确保工艺顺利运用，高效利用石油成品。

2 石油炼制过程加氢技术相关问题及解决措施

2.1 柴油加氢环节问题

2.1.1 主要问题

针对柴油提炼过程加氢技术的运用，目的为控制柴油当中含硫物质含量。欧洲对于柴油当中含硫量最开始要求为350mg/g，之后降低为50mg/g，当前要求此含量为10mg/g。在石油提炼过程，可通过加氢技术的运用，降低柴油内含硫量，但是技术的实践应用还存在问题。

2.1.2 解决措施

柴油提炼环节，运用加氢技术，可采取如下措施：第一，选择高性能技术实现加氢，对比于低性能的加氢技术，高性能技术的运用可提高去硫效果3～5倍。第二，加氢过程，将环境温度改变，由于环境温度存在差异，对于加氢效果有直接影响，将环境温度调节至最适合反应温度，可有效降低柴油产品当中硫含量。第三，将氢分压、氢油比等提升，可利用RTS技术，但是此技术应用过程还需要将硫化物参与加氢脱硫这一反应环节与芳香烃的加氢反应之间热力平衡的问题考虑其中。

国家生产“欧Ⅳ”和“欧Ⅴ”两种型号的柴油，分别开发RTS技术，借助RPP研发出超深度柴油脱硫加氢技术。技术运用过程，需要重点考虑芳香烃、硫化物二者参与加氢反应环节热力平衡的控制。具体而言，将反应温度控制在400℃以内，使用该技术可获得硫含量小于10μg/g的柴油产品。据研究，芳香烃参与加氢反应，对于环境温度高度敏感，这一特点，使得在催化剂的作用之下，利用加氢技术能够生成黄绿色产品。同时，提炼柴油时，加氢技术的运用，处于变化的环境温度当中，还会影响热力平衡的拐点。如果环境压力较高，则温度拐点也相对偏高。

利用加氢技术，提炼柴油还容易受到氮化物、多环芳香烃等物质含量之影响，因此，可通过转变反应过程温度，对上述物质含量加以控制。但是需要注意，环境温度的转变需要保证区域合理。由于反应最先发生在高温区域，反应目的是将石油当中氮化物、硫化物等去除。同时，让多环芳香烃能够快速达到饱和状态。之后低温区才发生反应，将石油当中剩余硫化物去除，重新對于多环芳香烃加氢饱和。通过上述技术的运用，控制温度在合适的区域转变，能够实现柴油产品颜色几乎为白色，产品质量较高。

2.2 汽油加氢环节问题

2.2.1 主要问题

当前，全球范围环境问题日益严峻，我国石油炼制期间，对于汽油提炼过程油品脱硫率相关要求逐渐提升，从以往含量在80～90%之间，变为95～98%，并且硫含量小于50μg/g，辛烷值损失可减少。但是，对于加氢脱硫的催化裂化使用技术要求相对严格，否则就会增加石油中饱和烯烃含量。

2.2.2 解决措施

为解决上述问题，需要借助加氢技术，将石油当中的饱和烯烃数量减少。一方面，掌握石油当中硫化物、烯烃实际分布特点，其中硫化物分布于重馏分当中，烯烃主要分布在轻馏分中，可使用切割技术，对FCC汽油当中全馏分进行切割。针对FCC中的重馏分，可通过加氢技术，降低不饱和烯烃含量。另一方面，还可加大力度开发出全新的加氢技术。研究表明，采取和活性结构对应的加氢技术，可有效降低石油当中饱和烯烃含量。

2.3 渣油加氢环节问题

2.3.1 主要问题

石油提炼过程，还常用到渣油加氢，主要目的为是将榨油通过加氢处理，作为重油的催化裂化原料。加氢的同时，还能产生部分石脑油、柴油等，运用渣油加氢，需要注意如下要点：第一，高效利用催化剂;第二，降低积炭问题;第三，保证反应器内部存在压降与热点;第四，将沥青质进行转化;第五，利用的加氢催化剂具有较强的活性。当前，加油提炼环节还存在加氢技术催化剂的利用效率不高，积炭降低效果不明显等问题。

2.3.2 解决措施

分析对渣油加氢产生影响的主要原因，为渣油的粘度大，并且分子较大。为解决具体问题，需要为渣油分子提供扩散通道，提高其扩散速率。利用加氢技术，保证催化剂当中颗粒直径不同，利用大直径催化剂可加速渣油扩散;还可降低渣油粘度，提高其在催化剂当中扩散系数;或者将环境温度提高;在实验环节添加适量轻质油，将渣油粘度降低。但是需要注意，不可添加馏蜡油稀释渣油，防止装置误将蜡油视为原料。以往石油提炼过程，渣油加氢通常将氢尾油当作催化剂，然而，使用催化裂化工艺，可导致回炼油当中存在大量有害气体、焦炭以及污染物，不利于反应进行。

渣油加氢，通常情况下，多环芳香烃处于加氢环境下会产生饱和反应，生成饱和芳香烃。这一现象会导致加氢之后的部分双环芳香烃在裂化反应之后生成柴油，渣油内部烃还会裂化为汽油馏分，芳香环、芳香烃还会存在部分液化气馏分。加氢技术运用之后，产生的渣油当中焦碳含量更低。为提高渣油扩散性、相容性，并降低其粘度，可在加氢的同时，添加适量高芳香裂化回炼油，提高加氢反应效率

3 结束语

总之，石油炼制期间，需要选择合理的加氢技术，正确选择催化剂，针对炼制过程存在的各类问题，深入分析，全面优化，降低提炼过程污染物的排放，实现脱碳降硫，提高石油炼制质量。

参考文献：

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