石油炼制中的加氢技术问题探析论文_马成祥

石油炼制中的加氢技术问题探析论文_马成祥

中国石油天然气集团有限公司大连石化分公司 辽宁大连 116031

摘要:随着我国科学技术和工业的不断发展,能源消耗也逐年增加,化石燃料的使用也不断创新高。使用石油会同时产生大量有害气体,与目前全球环保主题相悖。因此,炼油中的加氢技术一直被石油化工行业所采用。本文作者,从事石油炼制加氢领域工作多年,通过查阅文献就炼油加氢技术所面临问题的探讨。

关键词:石油;加氢技术;问题研究

前言

石油炼制中加氢技术作为重要的应用技术,加氢技术的有效应用,对于石油炼制产品质量的提升,以及企业实际收益的提升发挥了重要的作用。在此过程中分析关于加氢技术的应用现状,以及加氢技术在应用中存在的问题,则成为当前石油化工行业发展中面临的主要问题。

一、石油炼制中应用加氢技术的必要性

石油资源作为全球重要的战略资源。原油又在逐步趋向重质化、劣质化,而市场上目前所需的石油产品大都是轻质石油,所以在重质石油中加强加氢技术的应用,降低碳氢比,将更有助于石油炼制轻质化水平。

二、加氢技术应用于石油炼制的原理

目前石油炼制的过程主要指的是石油分子中碳氢比例的调整,进而产生新产品的过程。石油炼制大致分为脱碳、加氢两个过程,脱碳过程主要是将一部分的石油碳含量降低,另一部分石油碳氢比例升高,这一过程的典型就是焦化,而加氢的过程是使产品碳氢比下降。目前各国所开采的石油品质越来越低,就是因为碳氢的比值越来越高,但是随着国家经济和科技的发展,对于石油炼制的品质要求越来越严格,这就使得石油炼制中越来越多的运用到加氢技术。目前石油大多被炼制成汽油、煤油、柴油等产品,其中从石油加工优质汽油的过程就是硫含量、烯烃含量、芳烃含量的降低,从石油加工成优质柴油的特点是其硫含量降低,十六烷值有所提高。为了炼制出高质量的燃油,从石油中提炼出高辛烷值的汽油和低硫的柴油是未来提炼的发展趋势。目前想达到这类提炼效果,都可以通过加氢来完成,这样既可以降低石油炼制后汽油产品中硫、烯烃、芳烃的含量,还能提高柴油十六烷值和改善石油产品结构的需求。所以目前各国的石油公司和它们的科研机构都在大力研发石油炼制的加氢技术,越来越多的新型加氢技术被石油厂所采用。

三、石油炼制中的加氢技术分析

1、石油炼制中的加氢精制技术

在石油炼制中,加氢精制技术的应用,对于炼制效果的提升有着较大的意义。以下笔者主要从石油炼制柴油和汽油两个方面,对其加氢精制技术进行分析。

(1)石油炼制柴油加氢精制技术的应用

近年来,随着节能环保时代的到来,人们环保意识正在不断地强化,而且在柴油排放标准上也有着新的要求。柴油加氢精制反应,一般指催化剂及氢气的作用下,使原料油中含硫、氮、氧等化合物转化成易除去的硫化氢、氨和水,将不稳定的烯烃和某些稠环芳香烃饱和,除掉金属杂质,改善油品的安定性、腐蚀性、燃烧性能。柴油加氢精制技术反应压力在5.0~8.5Mpa,反应温度在270~370℃之间,大连石化公司柴油质量升级装置于2015年5月投产,可产出符合国V标准的柴油,产品柴油中硫含量低于10mg/kg,针对原料过滤器过滤能力不足等方面的问题经过优化能得到有效的处理。

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(2)石油炼制汽油加氢精制技术的应用

汽油加氢精制一般采用多段加氢工艺。反应压力在1.6~2.8Mpa,反应温度在100~290℃之间,分二段加氢反应,第一段选择性加氢,主要饱和二烯烃饱和变成单烯烃,经过分馏将轻、重汽油组分进行分离,大部分硫化物集中在重汽油组分中。轻组分里烯烃含量相对较多且硫含量达标,继续加氢只会损失辛烷值,而重组分则进入第二段加氢反应进行脱硫,脱硫后的混合产品质量达标。

2、石油炼制中的加氢裂化技术

在利用加氢技术对石油炼制过程精细化处理时,还需要通过加氢裂化工艺对其处理。在加氢裂化技术中,其主要是对传统催化裂化技术的改进,且在临氢条件下发生反应时,可以有效抑制脱氢缩合反应的进行。在利用其进行石油炼制时,反应压力一般在10~19MPa,温度在290~450℃之间。也就是在炼制石油时,由于其压力与温度较高,使氢气在催化剂的作用下,将重质原油进行加氢和裂化以及异构化反应之后,将其转换成轻质油。加氢裂化与催化裂化不同的是在进行催化裂化反应时,同时伴随有烃类加氢反应,同时可以脱除硫、氮等杂质,几乎不含烯烃,生产的油品性质稳定,汽油、柴油产品质量比催化裂化高。

四、石油加氢技术常见问题研究

1、汽油加氢技术常见问题研究

随着全球环境的越来越严峻,我国对于汽油炼制中硫含量的脱硫率要求不断升高,从前几年的80%~90%到现在的95%~98%,国V汽油硫含量要求低于10mg/kg,而且需要减小RON损失,这就对于催化裂化汽油的加氢脱硫技术要求越来越严,想要满足汽油质量指标的加氢技术主要是减少石油内的饱和烯烃,方法大概为:首先了解石油中分子的不同硫、烯烃的分布特点(烯烃主要在轻馏分中,硫主要在重馏分中),根据不同的特点,采用对应特点的切割方式进行全馏分FCC 汽油切割,对于FCC重馏分可以用加氢方法来减少饱和烯烃。

2、柴油加氢技术常见问题研究

对于柴油的加氢技术来说,主要目的就是减少柴油中硫的含量。硫含量从国IV标准的50 mg/kg降至国V标准的10 mg/kg。对于生产低硫含量的柴油,依靠的加氢技术主要为下面几种。1)采用高性能的加氢反应催化剂。可以在较低反应温度和压力下保证柴油加氢脱硫效果。2)适当的加氢反应温度。不同的反应温度对加氢效果的影响很大,随着温度的升高,某些硫化物的反应受热力学影响,平衡常数变小,对加氢脱硫反应不利,故合适的温度时可以降低产品柴油中的硫含量。3)提高氢分压和氢/油比。有利于抑制缩合生焦反应的发生,大量的循环氢与冷氢可以提高反应系统的热容量,更有利于减少反应温度的变化程度。

结语

综上所述,石油炼制中的加氢技术问题主要体现在工艺流程、技术和催化剂三个方面。在不断研发新技术的基础上,需要切实注重工艺流程的优化,注重催化剂的选择,才能使加氢技术在石油炼制过程中发挥更大的作用,确保加工的产品质量不断提升。

参考文献

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[2]刘宇威.石油炼制中加氢技术问题研究[J].石化技术,2017,24(11):16.

[3]牛传峰,戴立顺,李大东.芳香性对渣油加氢反应的影响[J].石油炼制与化工.2017(06).

[4]牛传峰,张瑞弛,戴立顺,等.渣油加氢-催化裂化双向组合技术RICP[J].石油炼制与化工,2017(04).

论文作者:马成祥

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/28

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