化學工程與工藝在煉油方面的應用淺述

田魯+陳浩

摘 要：當前，市場上對于油品的質量要求越來越高，分子模擬技術、催化裂化技術等深加工技術在煉油企業得到了廣泛的應用，以滿足日益提高的產品質量和環保要求。為此，本文將就兩個方面的化學工程與工藝展開研究，以資借鑒。

關鍵詞：化學工程；化學工藝；煉油；分子模擬技術；催化裂化技術

化學工程與工藝在煉油方面有著重要的作用。為此，本文將從現階段分子模擬技術在石油煉化領域應用情況介紹和催化裂化技術在石油煉化領域應用情況介紹兩個方面展開研究，以供參考。

一、現階段分子模擬技術在石油煉化領域應用情況介紹

從現階段煉油領域的技術應用情況來看，反應化學等相關知識與技術在該領域得到廣泛地重視。原因在于，石油煉化過程伴隨著較多的物質化學反應現象出現，而且各種不同物質化學屬性的差異使之在反應過程中發生不同的表現。自分子模擬技術研發問世并被引入石油煉化領域以來，科研人員實現了對石油煉化過程中不同物質反應機理的全新認知，進而有力地推動了石油煉化技術的升級，亦提升了油質的純度。因而此種技術在石油煉化領域中的實際應用前景被理論界與實務界廣泛看好。

龍軍等利用分子模擬方法，研究了異丁烷-丁烯烷基化反應體系中C4和C8正碳離子可能進行的各類基元反應。結果表明，對于C4正碳離子而言，2種伯丁基正碳離子的能量明顯較高；對于C8正碳離子而言，所有的伯正碳離子在結構優化時，均自發地異構成了相應的C8仲正碳離子或叔正碳離子，說明異丁烷-丁烯烷基化反應體系中C4和C8伯正碳離子存在的概率很低，并依據量子化學計算結果，確定了異丁烷-丁烯烷基化反應體系中可能存在的正碳離子中間體，構建了具有較強預測能力的基元反應網絡。

魯玉瑩等采用MS QMERA中QM和MM（量子力學和分子力學）相結合的方法，選用84T的HY分子篩簇模型，研究了HY分子篩催化C4烷基化反應中異丁烯質子化反應過程。實驗顯示，在吸附了分子篩子的異丁烯先發生了化學反應，生產了π-絡合物，其后，該種化合物通過依托正碳離子的過渡態，形成了表面烷氧基團，實驗結果驗證了固體酸催化烷基化反應中正碳離子的引發要引入空間效應因素。

二、催化裂化技術在石油煉化領域應用情況介紹

從國內原油的特點來看，現階段催化裂化技術依然是國內石油煉化領域中的關鍵技術之一。考慮到供給側改革這一國家戰略導向政策的提出，石油企業應當加大技術研發投入力度，依托自主性技術革新實現石油煉化生產工藝的升級，以便切實推動國內催化裂化設備工藝水平，縮短同域外發達國家石油煉化技術之間的差距。尤其是全球化時代背景下，國內石油企業面臨較比先前更為慘烈地市場競爭形勢，其不但要保護國內既得市場份額，同時亦要同國外石油企業進行競爭。而能否在激烈地全球市場競爭中存活下來，關鍵取決于國內石油企業能否提升自身生產效率與產品品質，達成這一目標的關鍵在于國內石油企業應當著手實施技術創新和工業革新，有鑒于此，應當從下述方面提升自身的催化裂化技術：

（一）加工重質原料

傳統的催化裂化主要以減壓餾分油為主要原料。由于輕質油需求的不斷增長和原油價格的不斷提高，利用催化裂化技術加工重質原料油如常壓重油、脫瀝青殘渣等可以得到較大的經濟效益，如何解決在加工重質原料油時焦炭產率高，重金屬污染催化劑嚴重等問題，是催化裂化催化劑和工藝技術發展中的一個重要方向。

（二）降低生產能耗

從環保角度來看，當前國內多數石油企業所使用的催化裂化裝置存在的一個普遍問題便是：設備運行過程中能耗較大，進而加大了企業的運營成本，同時亦不利于環保。因此，國內石油企業應當組織科研人員研究焦炭產率降低的有效措施，以便實現節能減排的目的。

（三）降低環境污染

石油企業的催化裂化裝置運行與作業過程中，會生成大量的粉塵、一氧化碳等物質，這些物質均是有害的污染源。因此石油企業應當通過設備工藝革新等方式，實現對污染源的有效控制。

（四）研發新型催化劑，創新生產工藝

石油企業應當以可持續發展為企業宏觀戰略導向，通過研發新型催化劑，創新生產工藝等方式，實現對重污染設備與工藝的取代。

（五）現階段石油企業原油加工工藝暴露出的問題

石油企業應當同科研機構進行技術合作，或者通過知識產權轉讓等方式，對現有的加工工藝設備進行革新，以便使企業的生產過程得到優化，生產中的能耗問題得到有效地控制。

（六）企業管理方面的創新舉措

石油企業應當制定嚴格的煉油工藝技術管理規章，對日常生產過程實現制度化管理，以便依托制度建設，確保各個崗位能夠嚴格履行崗位生產職責。

現階段催化裂化技術依然是國內石油企業所依賴的主要煉油技術，不過企業應當時刻關注前沿技術發展，在日后的生產中，通過新技術的引入實現對舊有技術的逐步取代。

參考文獻：

[1]龍軍，何奕工，代振宇.異丁烷-丁烯烷基化體系基元反應網絡研究[J].石油學報（石油加工），2010，（26）.

[2]魯玉瑩，李永祥，龍軍等.HY催化C4烷基化中異丁烯質子化反應的分子模擬[J].石油學報（石油加工），2014，（30）.

[3]郭亞逢，郭宏新，張楠，樓宇航，牟桂芹.煉油廠氫氣網絡優化的工程設計應用[J].石油學報（石油加工），2012（01）.

[4]焦云強，蘇宏業，廖祖維，侯衛鋒.煉油廠氫氣網絡建模與多目標優化（英文）[J].Chinese？Journal？of？Chemical？ Engineering，2011（06）.

作者簡介：

田魯（1993.03—），男，土家族，湖南湘西州人，單位邵陽學院生物與化學工程系，本科，研究方向：化學。endprint