石油炼制中的加氢催化剂及其应用

金炜

摘要：因为中国石油资源相对比较短缺，在原油精炼的过程中，对轻质原油的需求也相应地比较高。同时，在国家环保的政策影响下，原油冶炼的生产流程中主要是以加氢、促进剂等化学原料为主，确保石油资源满足了市场的需要，但同时对环保方面又没有产生很大的影响，从而提高了我国石油产业发展的整体效益。

关键词：石油;炼制;加氢催化剂技术;应用

一、石油炼制中的加氢催化剂和技术分析

加氢裂化催化剂同时具备了加氢与裂解的双重功效，按特性划分包含了轻油型、灵活型、中油型和无定形型等四类，当中以轻油型加氢裂化催化剂的沸石分子筛含量水平较高，催化合成活力也最大;无定形型加氢裂解促进剂中则基本不含沸石分子筛，且催化活性最低。尽管这四种型式的加氢裂化催化剂，都能够制造高品质的重石脑油、柴油等，不过它们的使用要求与生产分布却差异很大。加氢裂化装置建成或投产后的催化剂种类和生产方案均相对较为稳定，而加氢裂化反应器则一般只上膛一种主要种类的催化剂。加氢裂化属于强放热反应，为尽量防止不等温反应对产物选择性带来的不良影响，加氢裂化反应堆中通常设有三负四个催化剂床层，在各个床层间透过加入大部分冷氢气体来调节进口温度控制，以进行等温升操作。这种传统的运营模式面临着产品选择性比较单一等弊端，同时也会带来巨大的反应热损失。催化级配工艺技术主要是针对原料油中的各种烃族在催化活性中心上进行相互竞争吸收以及产生各种各样的化学反应的原理，在各个化学反应区域装填了各个种类的功能催化，通过充分发挥各种功能催化的优点，以达到烃族组分在目标产品中的富集，进而有效提高了目的产品的收率和品质，而且，该工艺技术还可以大大降低裂解反应器床层间的冷氢量并增加了后续材料的换热工作温度，从而减小了设备的运行功率。

二、加氢催化剂和工艺在天然气精炼中的运用

（一）加氢催化剂和工艺技术在原油工业发展的过程中，一直发挥着十分关键的功能与意义，重点就是提高了原油的利用效果。在今天，随着国际环境问题变的越来越严峻，对洁净型燃料的要求也日益迫切，为达到这一目标，人们逐步的把加氢催化和技术运用到工业当中。而实际上，加氢催化剂和工艺技术的重点就是加氢，在通常情况下一般是使用分馏点切割法和卡法加氢催化等工艺技术，在这里，用分馏点切割法一般是按照原油内部结构的主要元素，比如：碳、氢以及硫等主要元素含量配比，对化学反应物质加以了分类，并选取最合理的分馏点将反应物加以分割，这样一来就能够在相应程度上减少了反应生成物的饱和度;卡法加氢催化工艺技术一般是根据反应生成物，经过使用比较理想的反应催化剂，产生活度相对而言较强的原油结构元素，并同时对其和反应催化剂中间的相互关系，加以模拟分析建立，从而完成了油田开采中加氢反应催化剂和技术条件的加氢工作。

（二）油渣开发技术中的运用。加氢催化剂和工艺技术在原油炼制的过程中，其具体运用的方式也有许多，而油渣开发技术便是其中的一种。由于加氢催化剂和工艺技术在油渣开发技术的运用过程中，一般都是采用脱硫设备，在加氢油渣处理过程之后，即可制造汽车、柴油等轻质油品。而目前，由于世界各地的油价正持续走高，所以加氢催化剂和工艺技术在油渣开发技术的运用过程中，也有着不错的前景。不过，加氢催化剂和工艺技术在具体运用的过程中，却面临着一些困难，因为催化剂产品大多是由碳化合物所组成，对油渣中的部分有害物质也难以实现高效的去除，并且，在加氢催化剂和科技应用的过程中，我们能够透过利用加氢的方法，提高了不同催化间的热平衡率，这样一来就没有对油渣中的大分子和高密度物质产生丝毫的危害。此外，由于采用打孔催化剂载体材料，还能够使催化进行良好的热扩散，同时实现了工作温度的提高，这样一来就能够有效减小了油渣的热密度系数，从而达到了润滑的功效，体现了加氢催化剂产品和科技对于油渣研发的功效。

三、加氢技术的应用

（一）加氢裂化技术。煤焦油是原油开发过程中的副产品，具有高度易燃成分，但是由于长时间接触煤焦油有很大的患癌风险，所以在工业生产过程中应尽量避免煤焦油的发生。而加氢裂化工艺则是在原有石油裂解工艺的基础上发展形成的一項新型工艺，它通过在含有氢气的条件下进行原油裂解，能够有效控制产生煤焦油的化学反应的进行速度，降低了生成物中煤焦油所占的比例，从而提高了原油产能，同时提高了原料的利用率，从而降低了致畸危害。

（二）汽车加氢烟气脱硫技术。由于中国市场经济的蓬勃发展，私家车的普遍程度愈来愈高，汽车和柴油的燃烧总量也有了很大的增加，但由此对汽车尾气造成的大气污染和酸雨现象也日趋严重。酸雨产生的主因是由于大气中存在大量二氧化硫、二氧化硫等废气，它溶于水后就会使得降雨的pH值大幅度地下降，从而提高了降雨的酸性，也因此给人类健康造成了很大的损失。而加氢脱磺酸基技术则可以降低石油中硫的浓度，同时使含硫量有机物或爆炸后形成的高含硫量物质以非气体的形态出现，进而降低了大气中高含硫量物质的含量，从而减少了酸雨频率。

（三）轻质油生产的再开发。重油是指原油在通过各种处理方法后最终剩下的高可燃性产物，它的最大特征是原子量多、相对原子质量大，故简称为重质原油。其燃烧效果远远不如轻质油，应用上也不甚普遍，但目前由于全世界对轻质油的需求量在逐步增加，且可以利用到的原油中重油的浓度愈来愈高，这也使得轻量化的原油生产供不应求。而加氢技术能够完成由重油到轻油的过渡，而且还能够使减压渣油可以重新使用，从而降低对原油的消耗，进而提高利用率，可以用更低的原油材料制造出更多的轻量化原油生产。

四、结语

综上所述，本文对加氢催化剂和技术进行了简要的分析和探讨，在此基础上，从石油、渣油等方面，对加氢催化剂进行了分析，使用化学品的主要目的是确保石油加气量的效率和质量，同时避免对环境造成严重影响，满足我国石油原料的发展，在一定程度上提高了石油工业的经济效益。

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