關于石油煉制中的加氫催化劑的探討

孫立（杭州石化有限責任公司， 浙江 杭州 310015）

關于石油煉制中的加氫催化劑的探討

孫立（杭州石化有限責任公司， 浙江 杭州 310015）

本文針對現有石油煉制工藝中，對加氫催化劑的應用和結果做了分析和概述，對石油煉制中加氫催化劑的研究有一定的參考價值。

石油；加氫；催化劑

石油煉制是為了獲取想要的產品而通過調整石油不同餾分的氫碳比例的工業生產過程。煉制工藝一般分成脫碳和加氫兩個過程。脫碳過程所產生的產品一部分碳含量降低，氫含量上升；而剩余部分生成物的碳氫比顯著提高。隨著經濟發展和社會進步，石油煉制業暴露出諸多問題，石油資源上升的碳氫比使其變得更加劣質，而發展的社會對石油產品尤其是輕質油的需求加大，這就需要限制油品中碳氫比。

石油燃料燃燒是生活中常見的污染來源，而世界范圍內環保呼聲越來越大，更嚴格的環保法規進一步制定，這對石油產品的品質提出了更高的要求。因此車用燃料今后的發展主要以高辛烷值、低硫、低烯烴的汽油以及低硫、低芳烴柴油為主。石油煉制企業所面臨的關鍵難題在于利用有限的資源滿足市場需求的同時還要兼顧環保問題。冶煉過程中使用加氫方法可以調整油品結構實現環保目標。加氫技術不僅能生產“環境友好”石油產品，還可以增產柴油。為此，國內外的相關機構都十分關注對加氫技術的研制開發，催生了很多新技術在市場中的使用。

1 加氫催化劑和技術開發應用實例

(1)汽油中加氫脫硫催化劑 國內對催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術脫硫率的要求從原來的80%～90%提高到95%～98%，要求最終產品硫含量要小于50?g/g。RIPP從如何在加氫脫硫同時盡可能少飽和烯烴出發來研制出催化裂化汽油選擇性加氫脫硫RSDS技術。解決該關鍵問題有兩個方法，一是根據催化裂化汽油硫、烯烴的分布特點，根據原料和目標產品的不同要求，選取合適的分餾點對全餾分FCC汽油進行切割；二是基于選擇性加氫脫硫催化劑的研發進行改進。

研究發現催化裂化汽油選擇性加氫脫硫催化劑相態組成對選擇性有兩個影響。CoMoO4、MoO3物種不能硫化產生硫化相，模型化合物的選擇性加氫脫硫微反實驗結果表明,這兩物種硫化后的加氫脫硫/烯烴飽和選擇性因子選擇性較差。基礎研究直接影響了催化劑和技術開發水平。

其次隨著催化劑上的(Co)MoS2活性相片晶尺寸的增大，其HDS/HYD選擇性因子提高，但這會導致總活性位數量的銳減和HDS活性的下降。

基于上述理論第二代選擇性加氫脫硫催化劑RSDS-ZX系列于第一代相比，在保證脫硫率的前提下使得烯烴飽和率降低了四成，進而確保了深度脫硫條件下汽油的辛烷值。

(2)柴油超深度加氫脫硫RTS技術 目前的環保條例對于運輸燃料的規格要求也更加嚴格，對柴油控制了其含硫量。實際工業中，產品中如何保持較低的含硫量成為一個重要的生產問題，具體使用的工藝有四種。首先可以通過更換高性能的加氫脫硫催化劑；第二是不改變現有催化劑但是提高反應溫度，但該方法容易出現“臺階”效應，使得產品規格達不到柴油要求；第三是加大反應器的投入，使用現催化劑低體積空速生產；還可以提高氫分壓和氫/油比但是該方法對能耗要求更高。

我國RIPP開發了高空速超深度加氫脫硫（RTS）技術，該技術大致設計為兩個反應區。第一個反應區為適度高溫反應區，在該區脫除大部分易脫除硫化物和幾乎全部氮化物、多環芳烴部分飽和；第二個反應區為低溫反應區，該區主要負責脫除剩余的硫化物，并將多環芳烴加氫飽和，最后使得柴油顏色接近水白，實現超低硫的要求。

(3)渣油加氫-催化裂化雙向組合RICP技術 渣油加氫脫硫工藝一般以劣質渣油為原料，產出的油類為生產線下級重油催化裂化過程做準備，還可以產出各類輕質油等副產品。該工藝屬于清潔生產環境友好型工藝，被現代大型煉油廠廣泛的應用。催化劑的活性是渣油加氫處理催化劑開發的關鍵，催化劑的利用效率、積碳量、反應器的適時狀況、瀝青質的轉化率和催化劑的級配技術是該工藝的技術難點。

受渣油分子、粘度等特性的影響，催化劑的回收率和利用率都會大大下降。也就是說提供有效的擴散通道提高擴散速率就可以有效的增大利用率。另外采用高溫作業或增加低粘度輕油的方法來降低整體粘度。傳統的渣油加氫-催化裂化是一種單項組合技術，而RIPP提出的雙向技術是將裝置本身回煉的循環油輸送匯總至渣油加氫的原料罐，進一步加氫后再轉化一次。

試驗結果表明，RICP技術可以明顯提高渣油加氫的反應速率，將汽油的等價產收率提升1%～3%，同時還有大量的低價值產品產出。依據該雙向組合原理，對于較低十六烷值的柴油也可以通過類似手段優化裝置并提高產出柴油的品質。

2 RIPP加氫催化劑和技術

經過幾十年的不斷探索，RIPP現已研制開發出十四個系列包括九十多個品種的加氫催化劑，實驗開發了二十多項加氫脫硫技術。除此之外還進行了不同配套技術的開發，并借助這些配套技術完善了整個加氫催化技術的服務網絡。

3 結語

石油煉制領域加氫催化劑和技術設計是基于長久以來行業中的基礎探究而建立的。是可靠的，這可以適時的為指導研制催化劑和相關工藝技術提供幫助，進而讓煉油企業滿足越來越高的環保要求。可以實現劣質油向低成本、高質量、低硫低碳等環保歐式汽油高效率轉變的目標，也可以滿足各類基礎油的需求。

[1]秦富禮.石油煉制中的催化劑問題研究[J].中國石油和化工標準與質量,2012,04:44-45.