段小鹏
山东东明石化集团有限公司 山东 菏泽 274500
摘要：经济在迅猛发展，社会在不断进步，中国的石油资源相对稀缺，石油炼制过程中对轻质原油的需求相对较高。石油的裂解过程主要基于加氢催化和加氢裂化。加氢催化技术可以提高轻质油品的产量，在满足市场需求，提高中国石油工业经济效益的同时，还能尽可能减少环境污染，实现“绿水青山就是金山银山”的社会要求。加氢裂化技术可直接将高硫蜡油等劣质原料转化为优质石脑油，喷气燃料，柴油等，是提高炼油化工企业石油产品质量和产量的核心工艺。加氢技术近年来发展迅速，而加氢催化剂的发展是加氢技术进步的核心。本文阐述了石油炼制工艺尤其是加氢技术和加氢催化剂的应用及常见问题研究。
关键词：石油炼制；加氢催化；加氢裂化；催化剂
引言
加氢装置催化剂是资源也是运行成本，合理有效地使用旧再生加氢催化剂、最大化发挥催化剂性能，就是充分利用资源，减少固废，也是降低运行成本、提高经济效益的有效手段和措施之一。因此，如何有效利用旧加氢催化剂是炼厂面临的重要课题。旧催化剂、再生剂的利用相当复杂，且难度大，尤其是改造装置，除要熟知催化剂性能和催化剂级配技术外，还要考虑反应器结构尺寸以及操作条件等因素的限制。因此，很难做到“量身定制”，只能在“因地制宜”的条件下尽量努力，做到“极致”。再生加氢催化剂的再利用除了应注意颗粒尺寸、孔隙率等级配事项外，最重要的是活性级配．当再生加氢催化及与保护剂床层级配时，大多装填在保护床层的底部，可以装填活性恢复率85%～90%的再生加氢催化剂;当再生加氢催化剂与新鲜主加氢催化剂级配时，一般装填在新鲜主加氢催化剂的上层或上床层。再生加氢催化剂与新鲜主加氢催化剂的级配比例，最好应根据装置设计条件或生产条件进行评价试验或应用成熟的软件进行预测，使其整体活性能够满足加工目标和装置运转周期的要求。如果再生加氢催化剂与新鲜主加氢催化剂是相同的牌号，则再生加氢催化剂的活性恢复率大于95%;如果新鲜主加氢催化剂选择升级换代剂或其他牌号的、活性更高的主剂时，则再生加氢催化剂的活性恢复率应是90%～95%，这是作为装置主剂级配的输入条件。
1石油加氢技术原理
目前主要的石油提炼过程包括调整石油资源中的碳和氢比例，根据产品需要调整碳和氢的比例，以及最终生产新的石油化工产品。主要工艺分为两部分，即精炼石油的脱碳过程和精炼石油的氢化。油加氢技术的原理是在待炼原油中加入以携氢为主的氢气作为精制反应的催化剂，即氢解反应，进一步在原油原料中生成氢元素和炔烃反射化学反应，再加上镍和其他金属元素，最终生产出我们需要的烷烃。由于技术上的限制，目前使用最多的加氢技术有两种，一种是将一氧化碳和氢气混合，然后注入原油进行加氢；另一种是将相关的有机化合物直接与氢气混合，然后注入原油进行加氢。利用加氢技术，可以精制出辛烷值较高的汽油和含硫量较低的柴油。因此，世界上许多石化企业和相关科研机构都加大了对炼油加氢技术的研究和开发。相信未来会有更加科学高效的炼油加氢技术。
2石油炼制工业中加氢技术和加氢催化剂的发展现状
2.1烯烃定向转化（CCOC）技术
（1）??通过对催化汽油不同馏程下的烯烃分布分析和可裂化性能评价研究，开发了高烯烃催化汽油分子在催化剂上优先吸附裂化反应技术，强化烯烃分子的动力学反应，达到降低汽油烯烃的目的。（2）通过采用硅铝羟基聚合反应控制及酸性位定向引入技术，低成本合成了大孔酸性载体材料，辅以离子配位改性技术，经减活处理后的材料比表面积保留率由20%提高到85%。
（3）通过降烯烃工艺和降烯烃催化剂的组合应用，催化混合汽油烯烃含量下降3.3%，汽油研究法辛烷值（RON）不降低，成品汽油烯烃含量下降2%，干气和焦炭产率增加小于0.3%，解决了降烯烃与RON下降的矛盾。
2.2加氢裂化技术
加氢裂化技术主要是在传统催化裂化技术的基础之上进行改进，并且氢条件在催化裂化的时候，可以对催化裂化中的脱氢缩合反应进行有效抑制，以此起到碳化预防的作用。同时，加氢裂化技术在石油炼制应用的时候，如果压力强度在6.5～13.5MPa范围，且温度在340～420℃范围的话，这样可以确保炼制产品处于不含烯烃状态，并且其液体可以被有效回收，以此实现资源的有效利用。另外，加氢裂化技术在应用的时候，由于压力强度和温度等参数值都相对较高，所以在催化剂的条件下，重油在进行加氢、裂化温度、以及异构处理等方面，可以将重油进行转换，形成轻油，以此实现良好的石油炼制效果。
2.3柴油加氢技术常见问题研究
柴油加氢技术的主要目的是降低柴油的硫含量，采用高效柴油加氢技术可以在原有基础上将产品效果提高3~5倍。欧洲柴油的硫含量规定在近10年内改变了三次，从最初的350μg/g到后来的50μg/g再到现在的10μg/g。对于低硫含量柴油的生产，柴油加氢技术主要有以下几种形式：不同的环境温度对氢化效果有较大影响，可以通过改变加氢技术的环境温度，将反应温度调节到合适的范围时，产物中的硫含量可以大幅度降低。增加氢分压和氢油比，此技术在实际应用中需要考虑加氢脱硫反应和芳烃加氢反应中硫化物的热力学平衡。西伯利亚石油公司为了生产硫含量低于10μg/g的产品开发了一项柴油超深度加氢脱硫技术，该技术应用了硫化物和芳烃的氢化反应的热力学平衡，该反应通常在环境温度低于400℃条件下进行。研究发现，芳烃在加氢技术的过程中对环境温度高度敏感，其过程往往会受反应环境压力变化的影响，若环境压力较高，拐点开始时的温度相应升高。此外，氮化物和多环芳烃含量是柴油加氢技术最常见的两个影响因素，可以通过调整反应过程中的温度，并将环境温度控制在一定的范围内来控制氮化物和多环芳烃的含量。材料先在高温反应区内完成硫化物和氮化物的去除，使多环芳烃达到饱和状态；然后通过低温反应区去除固化残留物以及多环芳烃再次加氢饱和，最终获得近水白色柴油产品。
2.4催化加氢工艺技术措施的应用
为提高汽油产品质量，改进加氢裂化催化工艺生产装置，改进脱硫反应器，改进服务反应器，调整汽油与氢气的反应速率，促进氢与汽油的广泛接触，能保证完全的化学反应，保持组成的均匀性，保证汽油产品的质量，有效地除硫，保证石油产品的环境相容性，对使用中的不饱和烃进行处理，将其转化为能提高汽油辛烷值和大大提高汽油辛烷值的组分。本文对催化汽油加氢处理工艺进行了优化，改进了加氢裂化工艺，降低了烯烃含量，尽可能地降低了氢的消耗，并对催化汽油加氢处理工艺进行了研究从而降低炼化生产成本，提高热油价值。
结语
石油是中国社会生产的重要能源，并且就目前的情况，石油资源严重缺乏，再加上石油炼制质量较低，因而无法满足社会生产的实际需求，对于环境来说也造成了一定的影响。因此，随着石油炼制的发展，将加氢技术应用到其中，并且不断强化其应用力度，可以将重油进行一定的转化形成轻油，以此满足社会生产的需求。另外，通过加氢技术中的技术形式，可以大大提升石油炼制产品的质量，避免对环境造成影响，实现节能、降耗、环保的生产模式，提升良好的生产效益。
参考文献
[1]孟昭东，刘良玉，聂卫卫，等.石油炼制中的加氢技术问题探析[J].中国石油和化工标准与质量，2020,40(21):157-159.
[2]平腾飞.石油炼制中的加氢技术问题探析[J].化工管理，2020(12):135-136.