论石油炼制中的石油加氢技术问题的研究

李俊杰

摘要：改革开放以来，随着经济的迅猛发展，大大增加了对石油产品的需求。随着对石油资源的过度开采，石油的炼制出现了石油资源的紧缺和对轻质原油的高需求这两个方面的问题，因为开采出的石油质量劣质化和重质化现象越来越严重，在石油的炼制中如何加氢脱碳降硫，使石油资源能在高效倡导环保的当今社会既能达到环保对石油产品的排放标准又能满足市场对石油产量的需求，是石油炼制单位所要面临的技术问题。

关键词：石油炼制；加氢技术；问题研究

石油资源是世界上重要的战略资源，石油分为劣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。

一、石油炼制加氢技术的化学原理

将氢气以催化剂的形式加入到原油中，促使原油中产生氢原子，氢原子和原油中的烯炔发生化学反应，最终生成烷烃。石油加氢有两种冶炼方式，一种是将氢和一氧化碳混合加入直接发生化学反应，另一种是有机化合物和氢发生化学键断裂的氢解反应。石油资源作为全球重要战略资源。而石油又分成了重质和劣质石油，使得这种石油内的碳氢含量很大，难以满足市场所需。而市场上目前所需的石油产品大都是轻质石油，所以需要在重质石油中加强加氢技术的应用，才能能原油内的碳氢含量降低，因而氢气在加氢过程中的作用就在于催化剂，有助于石油炼制水平和提纯效果的提升。

二、石油炼制中加氢技术实际应用

1、加氢脱硫催化剂

目前我国的汽车产量越来越多，对于汽油的需求量也逐年增加，因此加强石油炼制中的脱硫技术也受到国家高度关注，由于目前社会倡导绿色环保，所以含硫量的石油将会在未来占据更大的市场，其中降低石油中硫量的方法之一就是加氢技术。加氢技术好坏的判别条件之一就是观察对于石油脱硫率的高低，目前这类加氢技术越来越成熟，在加氢脱硫的使用中，可以实现达到很大的烯烃饱和程度。在应用脱硫技术时，需要考虑石油脱硫的整体效果，不能以点概面，并且在进行原油的炼化前，需要调查石油中油烃的分布情况，这样是为了确定石油后期的应用价值。

2、使用加氢技术开发柴油

目前我国的大型设备不断增多，多余柴油的使用量不断创新高，但由于柴油中碳、硫的含量很高，所以对环境的影响也是巨大的，因此通过运用加氢技术来降低柴油中的含硫率，这项技术也是目前各大化工实验室研究的重点。

3、加氢脱硫的催化裂化技术

目前在石油的炼制中，通常都会产生一些渣油，由于这些渣油的年产量巨大，所以对渣油的处理很重要，所以人们通过使用加氢脱硫的催化裂化技术，这样不仅可以对渣油进行二次利用，防止污染环境，还能得到许多加氢技术的使用数据，为加氢技术的更新提供帮助。

三、石油加氢技术常见问题研究

在石油炼制中应用加氢技术时，常见的技术问题主要体现在装置、技术和催化剂三个方面。就加氢装置而言，这方面的技术问题主要是经常出现原料过滤器过能力不足、在线处理不及时等问题，较为突出，尤其是在柴油炼制中，这类问题较为突出。

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：

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。其次，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。

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、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。

结语

石油资源不是取之不尽、用之不竭的，如何更为有效的利用石油资源，使劣质的不能被使用的石油变成可以使用的石油产品，是所有的石油冶炼单位都非常关心的问题。虽然加氢技术的使用，适当的缓解了这一问题，但是面对石油资源的日益枯竭，只能通过一系列质量、性能都较高的催化剂产品来降低石油资源的使用量，这些产品的研发就是现今每一个炼油企业的工作重心。

参考文献

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