有关石油炼制中的加氢技术问题的探析

有关石油炼制中的加氢技术问题的探析

摘要：石油是世界上重要的能源资源，随着世界各国对石油的依赖程度的不断

加深，过度开采问题愈加严重。所以如何提高石油开发效率的同时提高石油产品

的生产质量也就成为了行业内备受关注的问题。轻质油是市面上应用较为广泛的

石油材料，可通过在重质油中以氢气作为催化剂，从而提高石油冶炼工艺水平。

鉴于此，本文对有关石油炼制中的加氢技术问题进行了分析，以供参考。

关键词：石油炼制；加氢技术；问题

引言

石油加氢技术是石油精炼技术中至关重要的技术之一，能显着提高石油产品

的质量，增加燃烧热量。今天，石油化学行业为了处理原油，大量使用加氢技术，但现有技术并不完美，有些问题。深入研究、解决这些问题，提高加氢技术才能

使我们的石油化学产业升级一个新的水平。

1石油加氢技术的含义与原理

石油原油的化学成分是衡量石油质量的重要标准，包括慢性烃，即每个碳、磷、硫、氧等中最多的氢原子不相连，氢碳较低，而氢碳比的高低。目前在很多

国家开采的石油质量逐渐下降，是因为石油的氢碳比例下降，加氢技术能够有效

地提高氢碳比例，提高石油质量。此外，当物质量相同的情况下燃烧不饱和烃时，释放的热量和燃烧会饱和

碳氢化合物的热量差异很大，饱和碳氢化合物不易被氧气等氧化剂氧化，化

学性稳定，易于储存和运输，因此价值远远高于饱和碳氢化合物。原油向饱和转

化不饱和烃的过程就是加氢过程。根据熵增原则，在孤立的系统中，分子的热运

动总是无序地展开，因此加氢过程无法自主进行，需要人为措施。

2加氢技术的限制条件

在石油精炼过程中加氢技术能有效提高石油的利用率，为社会生产带来更多

的经济效益，但在石油精炼过程中加氢技术也经常失败，因此在石油精炼过程中

加氢技术具有严格的限制条件。一方面是对催化剂的要求。催化剂是分解石油内

部元素的催化剂的原动力，其作用不容忽视。催化剂的类型大致可分为三种，每

种基质、添加剂、分子筛和三种催化剂起不同的作用，基质提高催化剂的效能，

增加催化剂的强度，使分子本身充分发挥催化剂的作用，添加剂能提高催化剂的

活性，三种催化剂都有共同的特点。换句话说，在加氢技术的生产过程中，催化

剂变得更加活力，催化剂的加氢技术丧失了效用。另一方面，关于石油本身的环境，炼油过程中激活水热火、激活焦化火、激活其中存在的有毒物质引起的火灾

等三种现象之一，意味着加氢技术在石油炼油过程中不能正常工作。

首先是水热失活现象，水热失活，顾名思义，水热使其失去活力；在石油化

学的精炼过程中激活水热火，如果催化剂达到规定的温度标准，就会发生结构变化，在精炼过程中温度低于规定的温度，激活水热火的反应速度可能会更慢，但

当温度高于规定的温度时，激活水热火的速度会急剧提高，因此对于石油化学生

产过程，必须将反应温度保

第二，焦化不活化现象，焦化不活化的原理是化学生产中产生的焦聚集在催

化剂上，干扰催化反应，催化剂失去效果，导致石油加氢技术失败。

最后，由有毒物质引起的灭火活化。矿物质的有毒物质主要含有重金属等有

害物质，妨碍催化剂的反应速度，阻碍石油加氢的反应速度。

3加氢处理

据分析目前石油中的主要杂质为含硫化合物，所以现阶段石油产品中需要进行HDS 加氢脱硫工作。从反应模式来看，石油馏分中的硫醇主要集中于低沸点的馏分当中，在300℃以上的馏分中几乎没有硫醇的存在。加氢反应时产生C-S 断裂情况，硫醇中的硫转化为硫化氢被脱除，即：

RSR+H 2→RH+H 2S

而石油馏分中含有的硫醚则主要存在于300℃-500℃的石油组分当中，硫醚含量甚至可以超过50%。石油馏分中的硫醚反应如下：

RSR+H 2→RSH+H 2S

综合来看在不同类型的含硫化合物加氢反应过程中，典型含硫化合物的反应活性情况与脱硫对象之间的反应与化合物分子大小、结构之间有着密切联系。如果化合物分支大小相同时，加氢反应的活性顺序从小到大分别为硫醚、二硫化物、硫醇。目前烃类中的氮化合物含量会对加氢脱硫反应产生较大程度的影响，且含氮化合物还会影响到加氢脱硫反应的产生。如果在催化剂表面增加一些硫化合物，就可以提升反应的转化率。但考虑到一直以来的石油产品中硫含量普遍较高，有关加氢脱硫反应的研究一直普遍开展。但是氮化物的存在同样会产生一定的影响，例如减少汽车尾气中的氮含量排放，可以通过深度脱氮的方式来进行。为了提升今后石油生产过程中的稳定性与品质，含氮化合物对于石油的安定性影响也应该纳入到研究范围内。

4加氢技术在石油炼制中的应用情况

4.1加氢技术对汽油的处理

近年来随着汽车的普及，汽油的消费总量在逐年走高，随着人们环保意识的觉醒，清洁低硫汽油产品有了更为广阔的市场前景。清洁低硫汽油即是加氢技术来降低石油中的硫含量。举例来说，RIPP 所开发的加氢脱硫技术可以最大程度上让烯烃处于饱和状态，在具体反应过程方面则可以分为两条路径：其一，以汽油当中硫与烯烃分布的特点为准，对原油与目标产品进行分析，选择合适的分馏点，对FCC 汽油实现分隔，经过加氢的处理，来减少烯烃饱和量；其二，则是应用卡法加氢脱硫催化剂技术。总结起来，汽油与脱硫催化剂之间的关系非常密切，由于其活性较强，所以会影响到催化剂硫化态的活性相貌结构，以此为基础，建立起一个具有选择性的加氢脱硫活性模型。借助于活性结构与加氢催化剂的关系即可开发出具有较好针对性的催化剂。

4.2渣油的加氢裂化处理

渣油加氢脱硫加工技术主要是基于现有的脱硫装置来完成的，将劣质渣油进行加氢处理后，重油催化装置即可进行进一步加工，将其转化为轻质原油，如柴油、石油等等类型。当前我国油价较高，而将渣油利用起来，可以有效地提高资源利用率，对提高石油市场供货量、控制油价来说意义重大。但是当前的渣油加氢催化技术的应用仍然有较多的技术难点，其中催化剂利用率与积碳消除等方面的问题尤为重要；除此之外，对加氢转化与催化剂平衡方面也是需要探讨的问题。与普通原油相比，渣油的粘度较高，分子较大，所以在储运过程中很容易出现积碳问题。为此，可以适当提高温度，从而降低渣油材料的粘度，并利用打孔催化剂的载体材料来实现催化剂的孔内扩散。基于上述技术改善措施，可以有效改善渣油质量，并起到一定的润滑作用。

5我国加氢技术发展方向和前景

5.1加氢催化剂技术

开发新的加氢工艺和催化剂，利用专门的理论指南，加快加氢催化剂和加氢