石油煉制中的加氫催化劑及其應用

金煒

摘要：因為中國石油資源相對比較短缺，在原油精煉的過程中，對輕質原油的需求也相應地比較高。同時，在國家環保的政策影響下，原油冶煉的生產流程中主要是以加氫、促進劑等化學原料為主，確保石油資源滿足了市場的需要，但同時對環保方面又沒有產生很大的影響，從而提高了我國石油產業發展的整體效益。

關鍵詞：石油;煉制;加氫催化劑技術;應用

一、石油煉制中的加氫催化劑和技術分析

加氫裂化催化劑同時具備了加氫與裂解的雙重功效，按特性劃分包含了輕油型、靈活型、中油型和無定形型等四類，當中以輕油型加氫裂化催化劑的沸石分子篩含量水平較高，催化合成活力也最大;無定形型加氫裂解促進劑中則基本不含沸石分子篩，且催化活性最低。盡管這四種型式的加氫裂化催化劑，都能夠制造高品質的重石腦油、柴油等，不過它們的使用要求與生產分布卻差異很大。加氫裂化裝置建成或投產后的催化劑種類和生產方案均相對較為穩定，而加氫裂化反應器則一般只上膛一種主要種類的催化劑。加氫裂化屬于強放熱反應，為盡量防止不等溫反應對產物選擇性帶來的不良影響，加氫裂化反應堆中通常設有三負四個催化劑床層，在各個床層間透過加入大部分冷氫氣體來調節進口溫度控制，以進行等溫升操作。這種傳統的運營模式面臨著產品選擇性比較單一等弊端，同時也會帶來巨大的反應熱損失。催化級配工藝技術主要是針對原料油中的各種烴族在催化活性中心上進行相互競爭吸收以及產生各種各樣的化學反應的原理，在各個化學反應區域裝填了各個種類的功能催化，通過充分發揮各種功能催化的優點，以達到烴族組分在目標產品中的富集，進而有效提高了目的產品的收率和品質，而且，該工藝技術還可以大大降低裂解反應器床層間的冷氫量并增加了后續材料的換熱工作溫度，從而減小了設備的運行功率。

二、加氫催化劑和工藝在天然氣精煉中的運用

（一）加氫催化劑和工藝技術在原油工業發展的過程中，一直發揮著十分關鍵的功能與意義，重點就是提高了原油的利用效果。在今天，隨著國際環境問題變的越來越嚴峻，對潔凈型燃料的要求也日益迫切，為達到這一目標，人們逐步的把加氫催化和技術運用到工業當中。而實際上，加氫催化劑和工藝技術的重點就是加氫，在通常情況下一般是使用分餾點切割法和卡法加氫催化等工藝技術，在這里，用分餾點切割法一般是按照原油內部結構的主要元素，比如：碳、氫以及硫等主要元素含量配比，對化學反應物質加以了分類，并選取最合理的分餾點將反應物加以分割，這樣一來就能夠在相應程度上減少了反應生成物的飽和度;卡法加氫催化工藝技術一般是根據反應生成物，經過使用比較理想的反應催化劑，產生活度相對而言較強的原油結構元素，并同時對其和反應催化劑中間的相互關系，加以模擬分析建立，從而完成了油田開采中加氫反應催化劑和技術條件的加氫工作。

（二）油渣開發技術中的運用。加氫催化劑和工藝技術在原油煉制的過程中，其具體運用的方式也有許多，而油渣開發技術便是其中的一種。由于加氫催化劑和工藝技術在油渣開發技術的運用過程中，一般都是采用脫硫設備，在加氫油渣處理過程之后，即可制造汽車、柴油等輕質油品。而目前，由于世界各地的油價正持續走高，所以加氫催化劑和工藝技術在油渣開發技術的運用過程中，也有著不錯的前景。不過，加氫催化劑和工藝技術在具體運用的過程中，卻面臨著一些困難，因為催化劑產品大多是由碳化合物所組成，對油渣中的部分有害物質也難以實現高效的去除，并且，在加氫催化劑和科技應用的過程中，我們能夠透過利用加氫的方法，提高了不同催化間的熱平衡率，這樣一來就沒有對油渣中的大分子和高密度物質產生絲毫的危害。此外，由于采用打孔催化劑載體材料，還能夠使催化進行良好的熱擴散，同時實現了工作溫度的提高，這樣一來就能夠有效減小了油渣的熱密度系數，從而達到了潤滑的功效，體現了加氫催化劑產品和科技對于油渣研發的功效。

三、加氫技術的應用

（一）加氫裂化技術。煤焦油是原油開發過程中的副產品，具有高度易燃成分，但是由于長時間接觸煤焦油有很大的患癌風險，所以在工業生產過程中應盡量避免煤焦油的發生。而加氫裂化工藝則是在原有石油裂解工藝的基礎上發展形成的一項新型工藝，它通過在含有氫氣的條件下進行原油裂解，能夠有效控制產生煤焦油的化學反應的進行速度，降低了生成物中煤焦油所占的比例，從而提高了原油產能，同時提高了原料的利用率，從而降低了致畸危害。

（二）汽車加氫煙氣脫硫技術。由于中國市場經濟的蓬勃發展，私家車的普遍程度愈來愈高，汽車和柴油的燃燒總量也有了很大的增加，但由此對汽車尾氣造成的大氣污染和酸雨現象也日趨嚴重。酸雨產生的主因是由于大氣中存在大量二氧化硫、二氧化硫等廢氣，它溶于水后就會使得降雨的pH值大幅度地下降，從而提高了降雨的酸性，也因此給人類健康造成了很大的損失。而加氫脫磺酸基技術則可以降低石油中硫的濃度，同時使含硫量有機物或爆炸后形成的高含硫量物質以非氣體的形態出現，進而降低了大氣中高含硫量物質的含量，從而減少了酸雨頻率。

（三）輕質油生產的再開發。重油是指原油在通過各種處理方法后最終剩下的高可燃性產物，它的最大特征是原子量多、相對原子質量大，故簡稱為重質原油。其燃燒效果遠遠不如輕質油，應用上也不甚普遍，但目前由于全世界對輕質油的需求量在逐步增加，且可以利用到的原油中重油的濃度愈來愈高，這也使得輕量化的原油生產供不應求。而加氫技術能夠完成由重油到輕油的過渡，而且還能夠使減壓渣油可以重新使用，從而降低對原油的消耗，進而提高利用率，可以用更低的原油材料制造出更多的輕量化原油生產。

四、結語

綜上所述，本文對加氫催化劑和技術進行了簡要的分析和探討，在此基礎上，從石油、渣油等方面，對加氫催化劑進行了分析，使用化學品的主要目的是確保石油加氣量的效率和質量，同時避免對環境造成嚴重影響，滿足我國石油原料的發展，在一定程度上提高了石油工業的經濟效益。

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