氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量研究

王宣期

摘要：針對(duì)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量的關(guān)系，做了簡(jiǎn)單的論述。從催化裂化工藝的應(yīng)用實(shí)際來(lái)說(shuō)，氫轉(zhuǎn)移是重要反應(yīng)，在具體實(shí)踐中通過(guò)合理優(yōu)化以及改進(jìn)氫轉(zhuǎn)移活性，能夠?qū)崿F(xiàn)原料氫的優(yōu)化配置，同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)品的分布。除此之外，促使汽油烯烴以及硫含量處于合理范圍內(nèi)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。現(xiàn)結(jié)合具體研究進(jìn)行如下分析。

關(guān)鍵詞：氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)；催化裂化；汽油；質(zhì)量

從石油煉制工藝的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，催化裂化為主要環(huán)節(jié)，受到催化劑的作用影響，采取加熱的方式，使得重油產(chǎn)生裂化反應(yīng)，生產(chǎn)裂化汽油以及裂化柴油。隨著汽車(chē)數(shù)量的不斷增加，汽車(chē)尾氣排放量不斷增加，給大氣環(huán)境造成很大的影響，生產(chǎn)企業(yè)積極探索有效的技術(shù)手段，不斷提高催化裂化汽油質(zhì)量。

1 催化裂化汽油分析

從催化裂化技術(shù)的產(chǎn)生以及發(fā)展來(lái)說(shuō)，催化劑的產(chǎn)生起到了關(guān)鍵作用。在生產(chǎn)中選擇適宜的催化劑，能夠提高產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量，增加生產(chǎn)效益。一般來(lái)說(shuō)，催化裂化裝置的組成主要如下：1）再生系統(tǒng)部分；2）分餾系統(tǒng)部分；3）吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。催化裂化是汽油生產(chǎn)的重要工藝環(huán)節(jié)，主要流程如下：1）原料油催化裂化環(huán)節(jié)。2）催化劑再生。3）產(chǎn)物分離。在實(shí)際應(yīng)用中，將原材料噴入到提升管反應(yīng)器裝置下部，使其和高溫催化劑相互混合、氣化同時(shí)產(chǎn)生反應(yīng)。反應(yīng)的溫度參數(shù)范圍為480-530℃；壓力參數(shù)范圍為0.14-0.2MPa。催化劑以及反應(yīng)油氣，其在沉降器裝置和旋風(fēng)分離器裝置經(jīng)過(guò)分離后，轉(zhuǎn)移到分餾塔工藝系統(tǒng)中，最終分出汽油和柴油以及重質(zhì)回?zé)捰汀Ａ鸦瘹饨?jīng)過(guò)壓縮處理后，進(jìn)入到氣體分離系統(tǒng)。已經(jīng)結(jié)焦的催化劑，通過(guò)在再生氣裝置內(nèi)使用空氣燒去焦炭之后，再次投入使用，再生的溫度參數(shù)為600-730。

2 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量的關(guān)系

從催化裂化裝置的使用角度來(lái)說(shuō)，若想實(shí)現(xiàn)低烯烴以及低硫以及重質(zhì)含硫原有的制造以及加工難度很大。催化裂化中氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)為主要部分，其反應(yīng)程度能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)很多裂化產(chǎn)品的分布調(diào)整。借助氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的高效控制，優(yōu)化反應(yīng)氫的配置，進(jìn)而降低硫和烯烴含量給催化裂化汽油質(zhì)量造成的影響。現(xiàn)結(jié)合氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量關(guān)系體現(xiàn)進(jìn)行如下分析：

2.1 稀土的含量

采用大孔活性技術(shù)，雖然能夠達(dá)到重質(zhì)油的質(zhì)量要求，但是生產(chǎn)的汽油產(chǎn)品烯烴含量很高。稀土材料的極化能力比較強(qiáng)，能夠增強(qiáng)質(zhì)子的互動(dòng)性，因此沉積在沸石上面的稀土，不僅能夠?qū)?qiáng)酸位造成積極的影響，還能夠增加Y型沸石酸中心密度，除了能夠提高沸石帶給中間餾分油轉(zhuǎn)化的水平，還能夠增強(qiáng)沸石的氫轉(zhuǎn)移活性。如果稀土沉積在載體上，能夠使得催化劑B酸或者L酸比重增加，增強(qiáng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，通過(guò)提升氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的選擇性水平，使得汽油烯烴整體含量降低。當(dāng)加入稀土元素后，發(fā)揮極化質(zhì)子的積極作用，能夠促使催化劑密度以及酸強(qiáng)度得以有效提升，促使烯烴的吸附性能得到提升，加速氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的速度，使得汽油烯烴整體含量降低。因?yàn)榇呋瘎┥蠀R聚了很多稀土元素，增強(qiáng)了沸石酸強(qiáng)度，促使酸性位以上的氣相烯烴、正碳離子等，產(chǎn)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生Ⅱ類(lèi)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，能夠使得HTC以及汽油產(chǎn)品中異構(gòu)烷烴得以增加。如果選擇性氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)水平減弱，那么深度氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)得以增強(qiáng)[1]。基于此，為保證汽油的質(zhì)量，要做好催化劑中稀土含量的高效把控，實(shí)現(xiàn)對(duì)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的高水平控制。

2.2 硅鋁比

若想提升沸石水熱的穩(wěn)定性水平，采取抽鋁補(bǔ)硅的方法能夠達(dá)到目的。從具體情況來(lái)說(shuō)，不用硅鋁比條件下的沸石催化劑，其上面的烯烴所產(chǎn)生的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)類(lèi)型以及情況不同。硅鋁比較高的沸石，由于緊鄰鋁，加之酸性位下降，使得酸密度縮減，同時(shí)縮減了質(zhì)子化的烯烴酸度，進(jìn)而使得氣相烯烴產(chǎn)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)幾率降低，或者降低環(huán)烷烴發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的幾率降低。當(dāng)酸密度降低，使得烯烴所具有的吸附能力不斷降低，產(chǎn)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的速度不斷降低，產(chǎn)生的缺氫分析在相應(yīng)的條件下能夠獲得脫附，使得Ⅰ類(lèi)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)出現(xiàn)，借助大量的芳烴，來(lái)克服由于烯烴減少造成的辛烷值變小的弊端[2]。

2.3 晶粒度

從化學(xué)反應(yīng)實(shí)際來(lái)說(shuō)，催化劑的裂化活動(dòng)以及氫轉(zhuǎn)移活性如何，極易受到沸石酸性高低的影響。若降低沸石晶粒度大小，強(qiáng)化對(duì)其的把控，可促使沸石的外表面積變大，進(jìn)而使得催化劑裂化活性得以提升。基于過(guò)往的試驗(yàn)研究得知，硅鋁比相同的條件下，細(xì)晶粒度的USY沸石酸度比較高，粗晶粒USY沸石酸度相對(duì)較低。具體來(lái)說(shuō)當(dāng)細(xì)晶粒USY沸石的酸性密度不斷增加時(shí)，酸性中心可接近性能夠得到增加。當(dāng)沸石晶粒大小變小時(shí)，沸石的外表面面積將會(huì)擴(kuò)大，此時(shí)孔道途徑以及分子的晶內(nèi)擴(kuò)散能力將會(huì)變?nèi)鮗3]。使用的催化劑，其裂化活性不斷增強(qiáng)。在生產(chǎn)的過(guò)程中當(dāng)一次反應(yīng)汽油產(chǎn)品烯烴，其擴(kuò)散性不斷降低，使得過(guò)渡裂化產(chǎn)生幾率變小，增加中間餾分油產(chǎn)率，同時(shí)增強(qiáng)烯烴分子的擴(kuò)散性能。

2.4 催化劑孔結(jié)構(gòu)

從氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)實(shí)際來(lái)說(shuō)，烴分子很容易受到沸石因素的影響，同時(shí)過(guò)渡型空間構(gòu)造也很容易被沸石因素影響，合理的孔結(jié)構(gòu)有不錯(cuò)的擇形功能。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)分子的擴(kuò)散性以及吸附性，極易受到大孔體積以及孔徑催化劑因素的影響，增強(qiáng)了氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)能力，優(yōu)化了Ⅰ類(lèi)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。不過(guò)大孔催化劑使用時(shí)，必須要保證酸性的合理，不可以過(guò)強(qiáng)，以免提升環(huán)烯烴以及芳烴自身的吸附性能，促使Ⅱ類(lèi)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)作用，使得焦炭選擇性能較低[4]。使用的重油裂化催化劑，采取大孔弱酸性方式，或者微孔強(qiáng)酸性方法，或者酸性分布的方法，能夠獲得不錯(cuò)的效果。一般來(lái)說(shuō)，使用的ZSM-5沸石以及ZRP沸石、MFI沸石擇形的作用性能很強(qiáng)，在汽油餾分的過(guò)程中，比如地裂化以及異構(gòu)化等，能夠自由選擇C6-C12烯烴，實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴含量大小的優(yōu)化控制。

2.5 基質(zhì)和沸石的作用

氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)對(duì)催化裂化汽油質(zhì)量的影響，在催化劑方面的體現(xiàn)尤為明顯。使用的基質(zhì)和沸石，作為催化裂化汽油生產(chǎn)的催化劑，在餾分油生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要充分發(fā)揮沸石的作用，積極使用惰性或低活性基質(zhì)。從目前的實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，重油摻煉量不斷增加，活性基質(zhì)的使用優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠增強(qiáng)大分子烴類(lèi)裂化的作用。從基質(zhì)與沸石活性作用產(chǎn)生角度來(lái)說(shuō)，是經(jīng)過(guò)關(guān)聯(lián)之后形成的，反應(yīng)的過(guò)程中填入大量的沸石，能夠增強(qiáng)催化劑裂化的作用，促使氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率加快。做好沸石與基質(zhì)活性比例的把控，能夠獲得不錯(cuò)的效果[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，隨著國(guó)家法律法規(guī)的日益嚴(yán)格，要求汽油產(chǎn)品質(zhì)量不斷升級(jí)，朝向清潔化方向發(fā)展。在具體實(shí)踐中積極加大技術(shù)研究力度，提高汽油產(chǎn)品的質(zhì)量，有重要的意義。文中結(jié)合氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量的關(guān)系分析，提出了如何控制氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)的方法，用于提升催化裂化汽油產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)工藝的優(yōu)化，全面把控汽油的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓月陽(yáng)，曾宿主，王琪.反應(yīng)溫度和劑油比對(duì)催化裂化汽油分子組成及辛烷值的影響[J].石化技術(shù)，2018，25（05）：36-37.

[2]王旭，尉勇，李曉東，趙曉輝.提升汽油質(zhì)量的工藝技術(shù)分析[J].煉油與化工，2017，28（04）：20-22.

[3]徐德志.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與催化裂化汽油質(zhì)量的關(guān)系[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（05）：11-12.

[4]黃富.調(diào)整工藝參數(shù)降低催化裂化汽油的烯烴含量[J].煉油與化工，2015，26（01）：13-15.

[5]黃富.工藝參數(shù)對(duì)降低催化裂化汽油烯烴含量的影響[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2014，30（05）：26-28.