中国石油广西石化公司 广西壮族自治区钦州市 535000
摘要:石油是我国关键性的战略能源,紧密的关系着我国的经济、社会的发展壮大,石油炼制工程是现阶段社会发展过程中十分关键且不可或缺的一个部分。石油可以分为两类:劣质石油与重质石油。怎样使用有效的方法来实现碳氢的减少,是现阶段急需要研究的重要问题之一。目前的加氢技术已经无法满足石油工程发展的需求,基于此,相关部门需要对加氢技术展开一系列的研究工作。有效的、充分的降低能源的消耗,最大化的提升石油炼制工程的安全性以及环保性。
关键词:石油炼制;加氢技术;问题探析
引言
由于石油资源的不可再生特性,目前所采取的扩充资源的方式便是加大和加强开采石油的力度和强度,但是对石油进行炼制时会对环境造成过多的污染和伤害,因此相关单位必须加强对加氢技术的重视。对石油使用加氢技术,在一方面能够有效的提升石油的质量,另一方面也能够大幅度的减轻有毒气体的产出,既能为企业提供较高的利润和收益,也能使炼制的过程环保且清洁,因此有关单位更应当逐渐完善和发展这一技术。
一、加氢技术的原理分析
在石油炼制工作中,加氢即是借助于催化剂的反应作用来加快反应速率、提高石油利用率,对反应物进行深度转化,从而提高石油炼制品的经济价值。在催化剂的作用下,重油可以变为较高原子含量的油种,如汽油、柴油等等,但是在炼制过程中不仅仅对于催化剂的使用有一定的要求,同时对于反应温度与压强也提出了相应的标准。在正常情况下,温度需要控制在500℃左右,而压强的最佳区间则在0.2MPa为宜,这样的条件下最有利于重油反应物的裂解,提高油料当中氢元素的含量。由于氢分子可以在催化剂表面上吸附,所以大大提高了氢原子的活性,并且与烯烃与炔烃进行反应,在金属催化剂的影响之下形成烷烃。加氢反应过程主要分为两个类型,第一种是有机化合物与氧化碳进行加氢,第二种则是有机物在被加氢的同时化学键即出现了断裂反应。
二、目前石油炼制时加氢技术的运用现状
1.在对汽油进行脱硫处理时的应用
由于目前社会上人们使用汽车的频率和数量在大幅增多,相应的汽油市场也在不断的扩张和发展,对于汽油的使用也更加突出。现今我国更加强调对环境的保护和绿色生态的建设问题,因此在炼制过程中运用加氢技术对石油进行脱硫也成为了更多单位和企业所关注的焦点。加氢技术可以大幅度减少石油当中硫元素的所占比例,从而减轻汽油对环境和生态的污染和破坏。汽油具体的脱硫反应首先是要对汽油中硫和烯烃两种成分进行分析,并通过运用加氢技术来减轻石油中烯烃的饱和程度,从而达到脱硫的效果与目的。这样通过加氢脱硫形式所得到的汽油更具有安全性和环保性。除此之外,如果要运用加氢脱硫相关的催化剂时,还应当注意对脱硫技术水准的重视,以确保其使用效率和应用效果。
2.加氢脱硫催化剂
现阶段在进行石油炼制汽油工程的过程中,使用加氢技术存在着一系列的问题,必须要不断地进行完善、更新工作。现如今,主要的加氢精制技术有3种:低温脱硫、循环重汽油与多段加氢。低温脱硫对环境与气温有着较低的要求,可以在低温的状况下展开脱硫工作,从而在一定程度上降低辛烷值的损失几率,推动提高汽油收率。循环重汽油的核心就在于随着反应器温度的升高,辛烷值也会变高。通常情况下,每当温度提升五摄氏度,辛烷值就会随之升高五个单位。并且现如今此技术正向着吸附脱硫层面而发展。此外,合理的使用分子筛以及相关的固定溶液可以有效的满足汽油脱硫的要求。并且通过分析石油脱硫率的高低可以判定加氢技术是否达到相应的标准,现如今此类加氢技术得到了很好的发展,能够有效的满足烯烃饱和的程度要求。需要特别注意的是,在使用脱硫技术的过程中,必须要关注脱硫的整体效果,不可以只关注其局部。此外,在开展炼化工程之前,必须要完善的、全面的分析油烃的分布详情,以便于日后能够更好的判断石油的应用价值。
3.在对渣油进行脱硫处理时的应用
渣油是在对石油进行炼制中所产出的物质,目前对渣油进行处理的方式一般是通过现存的脱硫设备来实现的,它可以将质量较差的渣油进行加工和处理,并对所得出的重油进行催化,从而提升石油的质量。通过加氢技术的处理可以有效地将其转化为可应用的石油或者柴油等等种类。目前我国社会的油价普遍较高,实现对渣油的回收和利用可以增强有关单位对资源的使用效率,它也能够在一定程度上帮助稳定油价市场,控制石油价格。除此以外,由于渣油相比较其他石油而言还具有一定程度的黏性,因此,在实际运输时很有可能出现碳元素的累积问题,所以在运输过程中可以小幅度的提升渣油所在环境的温度,从而减轻其粘性。
三、石油炼制加氢失活原因及处理
1.加氢失活原因
在石油炼制工作中,加氢失败大多是失活所导致的。催化剂的类型可分为三个类型,分别是基质、助剂与分子筛,其中分子筛可以有效地发挥催化剂活性,基质可以提高催化剂的强度,从而促使催化剂发挥出相应的效果。助剂的应用可以提高催化剂活性,促进其作用的发挥。总结起来,催化剂的主要失活原因为水热失活、结焦失活或有素物质导致的失活。催化剂的水热失活:水热失活即是催化剂在反应温度过高的情况下,催化剂表面物质结构出现变化的情况。催化剂的结焦失活:在化学反应过程中,所产生的焦会直接在催化剂上聚集,从而影响反应速率,造成失活。在出现催化剂结焦失活后,加氢速率会不断降低,相应地,反应速率也会减缓。
有毒物质造成的催化剂失活:很多常见的有毒物质也会导致催化剂失活,如重金属、碱性氮化物等等。所以在加工前首先需要去除原油材料中的杂质。
2.失活的处理措施
前文已经提到,在容器内温度达到400℃以上时即开始反应,而在500℃则处于最佳反应状态。在保持此温度阈值时,催化剂的水热失活反应则较慢,反之,如果温度超过该反应温度,则催化剂会加速失活。所以反应速度应当控制在500℃左右,从而避免出现水热失活的问题
除此之外还可以进行石油炼制工艺程序进行优化。首先需要对炼油化工原材料进行预处理,避免由于原料当中的杂质成分过高,给汽油与柴油品质造成影响。对于所生产的油品进行制冷或换热处理,避免生产条件的变化,以免影响到油产品质量。其次,还可以应用循环加氢系统,确保氢气的充分利用,避免消耗量过大导致炼油成本的升高。最后,还可以应用相应的联合精制技术措施,来实现燃油的低硫化、低芳烃化。
结束语:综上而言,在对石油进行炼制时运用加氢技术具有极大的优势,它能够为石油的产量和生产的效能提供帮助,从而尽可能减轻目前石油市场在资源紧张和质量较差等方面的问题。而且在脱硫工艺中运用加氢技术可以进一步保障石油资源的环保性和安全性,更利于保障社会环境的绿色与稳定。由于目前加氢技术并不是十分的完善,因此,有关单位还应当继续深入研究该技术,及时调整技术中的问题和失误,确保技术的可实行性和可推广性。
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