石油炼制中的加氢技术问题探析徐学涛

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月3期   作者:徐学涛
[导读] 石油炼制中加氢技术为重要的应用技术

         摘要:石油炼制中加氢技术为重要的应用技术,加氢技术的有效应用,对于石油炼制质量的提升,以及企业实际收益的提升发挥了重要的作用。但现在石油加氢技术的应用过程中还存在一些问题亟待解决,因此,文章针对当前石油炼制中的加氢技术问题,进行简要的分析研究。
         关键词:石油炼制;加氢技术;问题
引言
         石油资源是世界上重要的战略资源,石油分为轻质石油和重质石油两种,这类石油中碳氢含量较大,不适合石油市场上使用需求。轻质石油为市场上应用频率最高的石油产品,在重质石油中使用加氢技术就是为了降低原油中的碳氢比例,使用氢气作为催化剂,提升石油的整体冶炼水平。
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石油炼制中加氢技术的具体应用分析
2.1柴油开发中的应用
         柴油为社会经济发展中重要的需求能源,其对于各类大型机械设备的运行,以及工业生产的发展发挥了重要的作用。但由于柴油在应用中其排放物的硫含量较高,对于环境气候产生了一定的污染现象,随着当前各类环保理念的推行,关于柴油应用中的含硫量降低,也引起了广泛的关注。其中分析当前在采油开发中加氢技术的应用,主要通过加氢催化剂的应用,降低柴油中的含硫量。具体应用中通过提高催化剂反应温度,提升反应效率,降低能源空耗,最终达到降低柴油含硫量,提升能源环保性的目的。
2.2脱硫催化剂中的应用
汽油脱硫为汽油生产工艺实施中重要的应用技术,良好的脱硫技术应用对于汽油生产企业的稳定发展,以及能源应用环保性和绿色性的发挥奠定了良好的技术。其中具体分析汽油脱硫工艺实施中,加氢技术主要通过脱硫催化剂的应用进行工艺生产。其中具体分析汽油脱硫在工艺实施中,其主要的应用原理为:提升烯烃的饱和度,最终达到增强脱硫量,降低汽油含硫量的目的。其中具体分析该工艺技术在应用中,烯烃的饱和度为衡量技术应用质量的主要因素,因此在技术应用前期,工艺人员应注重分析脱硫技术的应用水平,以及具体的达到的应用效果,以此选择对应技术的应用,如图2所示。

图2    加氢脱硫催化剂
2.3脱硫催化裂化中的应用
         渣油为石油冶炼中重要的产出物,分析渣油的深加工工艺应用落实,对于石油生产效率的提升,以及其他清洁能源生产量的提升发挥了重要的作用。其中分析在渣油生产处理中,加氢技术常用的工艺之一即为:脱硫催化裂化。脱硫催化裂化工艺在实施中催化剂的活性,为影响工艺流程的主要因素。因此分析在实际发展中为有效的提升技术的实际应用效果,合理的提升催化剂活性及应用寿命,对于生产工艺质量的提升,以及企业实际收益的提升意义重大。
3石油加氢技术常见问题研究
3.1汽油加氢技术常见问题研究
         随着全球环境的越来越严峻,我国对于汽油炼制中硫含量的脱硫率要求不断升高,从前几年的80%~90%到现在的95%~98%,其中硫含量要低于50μg/g,而且RON需要减小损失,这就对于催化裂化汽油的加氢脱硫技术要求越来越严,目前想满足制作汽油时这些条件的加氢技术主要是减少石油内的饱和烯烃,方法大概为:1)首先了解石油中分子的不同硫、烯烃的分布特点(烯烃主要在轻馏分中,硫主要在重馏分中),根据不同的特点,采用对应特点的切割方式进行全馏分FCC汽油切割,对于FCC重馏分可以用加氢方法来减少烯烃饱和。2)开发加氢技术,根据统计与活性结构相对应的加氢技术可以加强对石油内饱和烯烃的减少。
3.2柴油加氢技术常见问题研究
对于柴油的加氢技术来说,主要目的就是减少柴油中硫的含量。像欧洲对于柴油中硫含量的规定,在不到10年的时间里就改动的三次,从最开始的350mg/g到之后的50mg/g、10mg/g。对于生产低硫含量的柴油,依靠的加氢技术主要为下面几种。1)采用高性能的加氢技术。这样可相对于低性能来说提高3~5倍的效果。2)改变加氢技术的环境温度。不同的环境温度对于加氢效果的影响很大,当反应环境调节到合适的温度时,可以加大产品中硫含量的减少。3)提高氢分压和氢/油比。这类技术的代表有RTS技术,这类技术的研发需要考虑硫化物在加氢脱硫反应和芳烃加氢反应的热力学平衡。
柴油加氢技术的常见问题还有氮化物和多环芳烃含量的影响,所以为了进行氮化物和多环芳烃的含量控制,可以改变反应时的温度,但是对于温度的改变要控制在合理的区域,首先是高温反应区,高温反应区的反应主要是为了进行硫化物以及氮化物的去除,以及是多环芳烃达到饱和的状态,其次就是低温反应区,低温反应区的目的是对残留的硫化物进行去除,再一次对多环芳烃进行加氢饱和,使得生产的柴油几乎是水白的颜色。
3.3渣油加氢技术常见问题研究
         渣油的加氢技术主要是让渣油加氢处理后可以当作重油催化裂化装置的原料,还能在经过加氢技术的同时产生一些柴油和石脑油。目前渣油的加氢技术主要考察的是催化剂的活性和使用时间。主要的关键技术大概分为:1)催化剂利用率。2)积炭的降低。3)使得反应器出现压降和热点。4)对于沥青质的加氢转化。5)加氢催化剂有较高的使用寿命以及活性平衡。所以如何提高加氢催化剂的利用率和降低低炭是渣油加氢技术需要攻克的难关。影响渣油加氢技术的主要方面可以归结为渣油分子大,粘度大。解决这些方面的方法可以为提供有效的分子扩散通道,分子扩散速率的提高。这些方法的实施可以依靠加氢技术中催化剂各个颗粒直径的不同。直径大的加氢催化剂可以加快渣油在催化剂孔中的扩散。降低渣油粘度的方法可以为加快氢催化剂的孔内扩散系数和提高实验的环境温度,同时也可以在实验中添加一些轻油来降低渣油的粘度,但是不能选择馏蜡油来当进行渣油的稀释,因为这会出现装置将馏蜡油当作原料的问题。传统的渣油加氢是将氢尾油作为催化剂,但是这种催化裂化技术会让回炼油产生大量污染物如有害气体和焦炭,这就会对石油炼化中的催化裂化产生不利的影响。
4结语
         在石油炼制过程中,采取加氢技术不仅能够提高石油炼制的整体效率,而且还能够保证石油炼制的质量,但是在其中仍然存在很多问题。针对这些问题,最有效的处理方法就是采取高性能、高质量的催化剂,将其与加氢技术进行有效融合。这样不仅能够从根本上保证石油的整体用量得到有效控制,而且还能够推动加氢技术在石油炼制中的应用,为石油资源的可持续利用提供有效保障。
参考文献
[1]张伟东.中国石化石油化工科学研究院成功开发碳四烯烃叠合-加氢技术[J].石油炼制与化工,2018,49(02):11.
[2]杜志文.石油炼制中的加氢催化剂和技术讨论[J].中国石油和化工标准与质量,2017(08).
[3]牛传峰,戴立顺,李大东.芳香性对渣油加氢反应的影响[J].石油炼制与化工.2017(06).
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