石蜡的加氢精制

石蜡的加氢精制

摘要：数量大、质量低劣的含硫油加工技术已构成我国石油炼制过程中要重点解决的问题。发展包括加氢精制在内的加氢技术已是加快和协调国民经济的当务之急。加氢是指在催化剂存在下，将产品与氢的加和反应。加氢技术，主要是指，在炼厂加工过程中以石油为原料的加氢反应。本文介绍了加氢精制的发展历程及精制过程中所涉及的化学反应。主要阐述了加氢精制的工艺及流程，并对不同方法进行了对比。

关键字：加氢精制，发展历程，化学反应，工艺，流程

概述

我国现在的炼油工业得到了极大的发展，随着国民经济的的快速发展，对能源的需求量也随之迅猛增长，其中石油是重要的能源之一，对其需求量也在日趋增加。加氢精制边和是指在保持原料油分子骨架结构不发生变化或变化很小的情况下，将杂质脱除，以达到改善油品质量为目的的加氢反应，即“在有催化剂和氢气存在下，将石油馏分中含硫、氮、氧及金属的非烃类组分；加氢脱除，以及烯烃、芳烃发生加氢饱和反应”。

我国石蜡产量和出口量均居世界第一位，加工技术也居世界前列，尤其是以生产高质量石蜡产品为目的的石蜡加氢精制技术居世界领先地位。加氢精制是石油蜡类产品精制的主要方法之一，可以在保持产品的熔点、油含量、针入度等特性指标基本不变的同时实现产品的深度精制。

1．石蜡加氢精制技术的发展历程

1．1国外加氢精制技术的发展

国外石油蜡加氢精制技术研究经历了上世纪60～70年代活跃期后渐趋稳定，自1992年关于苏曼公司一套石蜡类产品高压加氢装置投产的文章发表和1993年巴西石油公司一项石蜡及微晶蜡加氢精制的专利公开以来，鲜有文献报道。在技术创新方面，国外某公司将石蜡加氢装置与废气脱硫装置配套，既可以回收加氢尾气中的硫，又减轻了石蜡精制过程对环境的影响。除此之外，没有其他实质性新技术公开。目前，由于润滑油生产工艺的变化，国外一些公司石蜡生产能力有所降低，但也有新的生产能力形成，虽然石油蜡产量总体呈下降态势，但降低幅度不大。美国石蜡生产与中国有所不同，其吸附精制仍占有较大份额。

1．2国内加氢精制技术的发展

国内石油蜡加氢精制技术研究依托石蜡产量和出口量的不断增长，取得了持续性进展。目前，国内石油蜡类产品加氢精制催化剂及工艺技术已达到较高的水平，基本满足

生产过程中环保和产品质量的要求，对石油蜡类产品质量的提高和产品产量、品种的增加起到了推动作用。

FRIPP(抚顺石油化工研究院)从20世纪70年代起致力于石油蜡类产品加氢精制技术的开发，继481-2B石蜡加氢精制催化剂及工艺技术于1983年实现工业化后，相继开发出多种类型的催化剂及配套技术。下表是我国原油的性质。

表1.1 中国原油的一般性质

目前481-2B和FV-1石蜡加氢精制催化剂及其配套工艺技术在国内石蜡、凡士林和微晶蜡加氢生产装置上得到广泛的应用，在我国石油蜡类产品的生产中发挥着重要作用。

20世纪60年代初，许多国家在馏分油加氢研究成果的基础上，相继开展了石蜡加氢精制催化剂及工艺方面的研究工作。我国自1979年l2月第一套石蜡加氢精制装置工业应用以来，相继开发出多种石蜡加氢精制催化剂及配套技术，在国内石蜡加氢精制装置上得到广泛应用。目前，我国石蜡加氢精制技术已达到世界先进水平，所用催化剂已全部国产化，加氢精制装置产品质量好、产品收率高、操作灵活、对环境友好。

2．加氢精制过程中的化学反应

2．1非烃类的加氢反应

2．1．1加氢脱硫

硫化物的类型

除了原油中的元素硫和硫化氢之外，其它的硫杂质，都是以有机硫化物的形式存在于石油中的。通常，我们将有机硫化物分为以下两种；

非噻吩类硫化物：硫醇、硫醚、和二硫化物等。

噻吩类硫化物，即杂环硫化物：噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、萘并噻吩及其烷基衍生物等。

硫化物的危害

含硫的这些有机化合物杂质在油品中的含量并不高，但却对油品的性质产生较大的影响。

含硫化合物对油品本身性质的负面影响；含硫化合物对石油炼制边种中加工设备以及在使用燃料油过程中对发动机的危害；含硫化合物燃烧后产生的硫、氮氧化物对人类环境的污染。

加氢脱硫反应

硫醇RSH+H

2RH+ H2

S

二硫化物RSSR'+ 3H2RH+ R'H+ 2H2

S

硫醚R-S-R'+ 2H2RH+ R'H+ H2

S

噻吩S + 4H2CH3CH2CH2CH3+ H2

S

苯并噻吩

S +3H2

CH

3

+ H2S

二苯并噻吩咐

S + 2H2

+ H2S

2．1．2加氢脱氮

氮化物的类型

天然石油、煤焦油和页岩油都含有不同类型的有机氮化物。石油馏分中的含氮化合物主要是杂环化合物，非杂环化全合物（脂族胺、腈类）含量较少。 氮化物的危害

含氮燃料在燃烧时，会排放出氮氧化物，污染环境。对于二次加工，在进料中，若氮化合物含量高，会导致催化剂快速中毒而失活，缩短运转周期。另外，含氮化合物会促使油品质量降低、安下性变坏。 氮化物的反应

RCN

+

3H 2

R

CH 3

+

NH 3

R

NH 2

+

H 2

R H

+

NH 3

N H

+

3H 2

C 2H 5

+

NH 3

2．2烃类的加氢反应

烃类的催化剂加氢反应主要是不饱和反应，不饱和烃包括烯烃和芳烃。 2．2．1芳烃加氢

+

5H 2

2．2．2烯烃加氢

+

2H 2

2．3其他反应

由于原料种类不同、杂原子化合物含量及其结构差异、加氢的工艺条件以及催化剂性能等不同，在实际生产中，加氢精制过程中，还存在裂化反应、开环及缩合等其他一系列副反应。

3．加氢精制工艺

粗石油蜡一般含有油和胶质等不理想成分，并有稠环芳烃、烯烃，硫、氮、氧化合物等杂质，要得到合格产品，必需进行近下步的精制。石蜡精制的目的是除去遗留的溶剂、有色不稳定组分、硫氮氧化合物、不饱和烃、芳烃、胶质、沥青质和机械杂质等。