探討煉油化工企業催化汽油加氫工藝技術

李慶明 王兆宇

摘要：近年來加氫脫硫取得了很大進展。整體而言，煉油化工企業催化汽油加氫脫硫工藝的選擇比較困難，加之近年來環境的污染問題愈發嚴峻，隨著我國人民環保意識的不斷提高，也推動了各行各業的生產技術和產品的環保性能。本文主要針對煉油化工企業催化汽油加氫工藝技術進行了簡要探討，以供參考。

關鍵詞：煉油化工企業;催化汽油;加氫;工藝技術

1催化汽油加氫工藝技術相關理論

目前在汽油的需求量增加、國家對汽油標準嚴格的條件下，煉油廠主要是通過提高汽油的清潔度和產量上保證企業效益。在生產中煉油廠主要的矛盾就是過于依賴原料的質量和數量。因此原油的深加工工藝是提高油品的重要舉措。傳統的油品質量提高方法是采用脫碳工藝和加氫工藝。其中加氫精制工藝因為對原料的實用性比較廣，效果好而成為煉油行業主要采用的汽油優化技術。加氫精制工藝為汽油產品去除雜質進行凈化的原理是去除汽油中含有的的金屬原子類的雜質、去除汽油中的氮、硫、氧原子、碳氫化合物等不符合需要的元素及去除汽油中存在的多氧芳香族化學合成物質。催化汽油加氫工藝的反應主要是基于H2。通過利用相應的催化和原子反應，來對需要去除雜質和進行預處理的汽油進行處理。這些反應相同點是，都會讓汽油中含有的各種雜質，如氮、硫、氧等和H2發生化學反應，生成對應的反應物質且利于后續的清除。

催化汽油加氫工藝會根據不同的進料來決定需要處理掉的雜質的種類和數量。工藝中主要應用到加強作用和氫解作用兩種化學作用，采用了HDM、HDO、HDS、HDN等化學反應。加氫脫硫反應（HDS）能有效去除石油原料中的有機硫成分。在催化劑作用下，發生復雜反應，多種硫化合物被處理。硫化合物中主要的成本有噻吩、硫醚、硫醇和二硫化物等。加氫脫氮反應（HDN）的化學反應是以氮氣來脫出石油產品的中的有機氮。加氫脫氮工藝因為含氮化合物復雜的分子結構，需要比較嚴苛的反應環境。含氮化合物的分子質量比較大，是5-6元的分子結構。而且含氮化合物的沸點會隨著石油餾分沸點的升高而增加，所以操作條件需要準確控制。加氫脫氧反應（HDO）是讓雜質中的氧原子最終以水的形式排除。含氧的雜質中苯酚化合物分子質量比較大，比較難發生反應，不容易脫除處理。脫金屬反應（HDM）是一種必須添加催化劑的脫除方法，主要是讓雜質以金屬硫化物的形式被脫除。

2催化汽油加氫工藝技術優勢分析

生產清潔汽油的加氫工藝技術中，國外目前使用比較多的有CDHDS、Prime-G+、SCANfining技術等。國內使用比較多的是OCTM、RIDOS、DSO-FCC技術等。這些加氫精制工藝生產的產品有輕汽油和重汽油。其中目前國內應用最為成熟的是DSO催化汽油加氫工藝技術。該技術因為催化劑的技術匹配性能好、汽油成品辛烷值損傷少等優勢得到了很好的推廣。DSO催化汽油加氫工藝技術主要是通過選擇性技術來實現加氫脫硫。DSO工藝能讓催化裂化汽油得到最大限度的加氫脫硫，生產出的汽油成品滿足了國V和國Ⅵ的技術要求指標。DSO工藝主要是利用脫砷、預加氫等過程讓全餾分催化裂化汽油在分餾塔里實現汽油的分離操作。得到的重汽油產品會繼續進行加氫脫硫的后續處理。這樣能提高對原油的利用率，實現對原油的深加工。DSO工藝技術的應用中主要是要將催化裂化汽油在深度脫硫的同時，盡量保留原油的辛烷值，并讓加氫工藝裝置始終保持安全平穩的運行。

DSO工藝技術主要特點有4個方面：①能在常溫下實現脫砷。砷具有有毒有害性，特別是在加溫等條件下的反應危害更大。DSO工藝技術通過常溫條件下對全餾分催化裂化汽油的操作，避免了在非臨氫狀態下操作的危險，讓脫硫過程中辛烷值的損失降低，不會帶給后續流程出現砷毒害的影響。②能實現輕汽油的有效分離。DSO工藝技術能準確地把大部分硫富集的重汽油餾分分離出來，將硫含量滿足需要的輕汽油進行輸出。這樣能有效減少輕汽油的辛烷值損失。③能大幅度降低輕汽油中的含硫量。DSO工藝技術采用了預加氫工藝。從而有效延長了催化劑的發生使用周期，能有效增加輕汽油中的烯烴異構化成分，達到高辛烷值。④對重汽油采用加氫脫硫工藝，能把重汽油中大部分的硫化物脫除。輕重汽油分離后的DSO工藝技術，能處理掉重汽油中的大部分硫化物，降低烯烴飽和度。從而提高汽油成品的辛烷值，保證生產出合格的清潔汽油。

3催化汽油加氫工藝技術的優化建議

3.1在催化汽油加氫工藝技術的催化溫度上

要以實驗為依據，綜合考慮反應器溫度對加氫工藝化學反應的影響。特別是要注意不同溫度下，脫硫效果如何，重汽油的組成發生的變化，消耗氫氣的情況，關注對汽油成品油帶來的辛烷值的影響。建議催化溫度在高于260攝氏度時，對族組進行重點觀測，避免溫度過高導致的辛烷值下降情況。在催化溫度處于245-265攝氏度之間時，要關注加氫裂化反應加劇的情況，避免出現反應操作事故。

3.2在催化汽油加氫工藝技術的氫油比上

建議重點關注氫分壓的情況。要全面考慮如果增大氫分壓，是否利于催化劑的反應動力，提高反應的速度，實現對硫、氮等成分的有效脫除。要注意高氫分壓對裝置帶來的安全壓力，避免出現事故。氫油比是工作中氫氣的標準體積除以原料的體積得到的數值。氫油比和氫分壓是正相關關系。所以改變氫油比也會提高氫分壓。建議一般采用的方法是加大氫的濃度、數量或者循環量等。

3.3在催化汽油加氫工藝技術的空速上

加氫反應器的反應時間主要是用空速參數來體現。空速和反應溫度是處于正相關關系。為保證實現需要的反應效果，可以增大空速，從而反應溫度增高，保證反應程度。如果減少空速，就能讓反應停留周期變長，讓化學反應更加完全。從上面三個方面上看，優化催化汽油加氫工藝技術時，可以將反應器的穩定調整到比現有裝置穩定高4攝氏度左右的區域，以保證脫硫效果。氫油比可以在現有標準下提高一定區間，在保證裝置壓力安全條件下，讓裂化反應程度更好。空速可以設定在2.4-2.7h-1區間，從而保證汽油產品的生產率。

4結語

催化汽油加氫工藝技術的優化需要借鑒國內外先進技術的經驗，綜合考慮辛烷值、液收和工藝成熟度等因素，采用DSO工藝技術方案，利用高選擇性的催化劑增加反應效果，避免辛烷值的損失。

參考文獻：

[1]李昊鵬.渣油加氫RHT工藝技術在上海石化的工業應用研究[D].華東理工大學，2017.

[2]武同霞.煉油化工企業催化汽油質量升級的技術分析[J].當代化工，2016（6）：1217～1218+1221.

（作者單位：沈陽石蠟化工有限公司）

作者簡介：姓名：李慶明（19870505-）性別：男籍貫：遼寧省遼中縣民族：漢學歷：成人本科職稱：助理工程，職務：操作工研究方向：化工工藝。