石油化工企業(yè)催化汽油加氫技術(shù)和工藝

彭全舟

（安徽實(shí)華工程技術(shù)股份有限公司，安徽安慶 246000）

隨著節(jié)能減排政策的落實(shí)和深入，車用汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格，主要質(zhì)量指標(biāo)硫含量由50×10-6（國(guó)IV）降低至不大于10×10-6（國(guó)VI），如何有效地控制催化汽油的硫含量是控制成品汽油硫含量的關(guān)鍵。提高汽油質(zhì)量以及降低汽油污染就成為煉油化工企業(yè)的主要任務(wù)，這樣不僅可以緩解日益嚴(yán)重的空氣污染狀況，還可以推動(dòng)石油化工企業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，從而保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。尤其是在私家車數(shù)量激增的背景下，社會(huì)發(fā)展對(duì)于石油能源的需求逐漸增大，我國(guó)的煉油化工企業(yè)想要保證自身的優(yōu)勢(shì)地位，就需要不斷地改進(jìn)自身的汽油催化加氫技術(shù)，提高汽油的質(zhì)量并降低其消耗過程中產(chǎn)生的污染。

1 現(xiàn)階段我國(guó)石油化工企業(yè)催化汽油加氫工藝存在的問題

近年來石油市場(chǎng)趨于飽和，相關(guān)的石油產(chǎn)業(yè)也受到了影響，尤其是石油化工企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，由單一的市場(chǎng)份額和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)移到了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率上。汽油作為石油化工企業(yè)的主要產(chǎn)品，其質(zhì)量和生產(chǎn)工藝直接影響到了煉油化工企業(yè)的效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。相比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的汽油池中催化汽油占比達(dá)70%以上，硫含量高，辛烷值低，烯烴含量高，加工難度大。在加氫降低硫含量的同時(shí)，盡量減少辛烷值損失一直是工藝改進(jìn)的關(guān)鍵。

煉油化工企業(yè)的汽油催化加氫過程大多利用的是催化反應(yīng)原理，但是催化反應(yīng)過程中很難將汽油中的硫化物完全分離，這也導(dǎo)致了汽油使用過程中產(chǎn)生了大量的含硫廢氣，造成大氣污染。對(duì)此，降低原油中的硫含量并提升汽油質(zhì)量就成為近年來各大煉油化工企業(yè)的主要工作內(nèi)容，相對(duì)于其他國(guó)家而言，高質(zhì)量的加工技術(shù)和工藝并未在我國(guó)的煉油化工企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，汽油中的烯烴含量較高，不利于煉油化工企業(yè)的升級(jí)和調(diào)整，因此對(duì)催化汽油技術(shù)和工藝的優(yōu)化支持力度增大，不斷提高汽油產(chǎn)品的節(jié)能性與環(huán)保性和工藝技術(shù)的可操作性，盡管在實(shí)際的應(yīng)用過程中還存在著不足之處，但在煉油化工領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景[1]。今后的催化汽油工藝技術(shù)的發(fā)展過程中，有必要與節(jié)能環(huán)保技術(shù)相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)清潔汽油的生產(chǎn)目標(biāo)。

2 石油煉制中加氫技術(shù)的原理簡(jiǎn)述

油品中的硫組分主要為輕餾分中的硫醇類硫化物和較重餾分中的噻吩類硫化物，其中硫醇類硫化物可通過堿洗脫除，噻吩類硫化物則需要通過加氫脫硫去除。目前加氫脫硫技術(shù)是公認(rèn)的最有效的脫硫方法，尤其是選擇性加氫脫硫技術(shù)，在降低油品硫含硫的同時(shí)盡量減少辛烷值損失。

加氫脫硫工藝是將含硫油品進(jìn)行催化加氫處理使之轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和硫，從而降低成品油中的含硫量，實(shí)現(xiàn)清潔能源。在整個(gè)加氫煉制過程中既有物理反應(yīng)也有化學(xué)反應(yīng)，高效和高選擇性催化劑對(duì)于加氫過程尤為重要，有著不可替代的作用。

3 石油煉制加氫工藝技術(shù)路線的基本概述

催化汽油加氫工藝技術(shù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容便是通過加氫脫硫恢復(fù)原油中的辛烷值以及選擇性加氫脫硫降低烯烴值，以實(shí)現(xiàn)降低汽油中硫含量和提高汽油使用效率的目的。

3.1 選擇性的加氫實(shí)現(xiàn)脫硫降烯烴工藝技術(shù)

煉油化工企業(yè)在催化汽油過程中大多采用催化加氫方法，降低汽油產(chǎn)品中的硫含量同時(shí)也造成了汽油產(chǎn)品的烯烴值降低，不利于環(huán)境的保護(hù)以及節(jié)能環(huán)保政策的落實(shí)。因此需要選擇性加氫時(shí)還需要嚴(yán)格控制脫硫反應(yīng)，避免出現(xiàn)烯烴值的損失。為保證汽油產(chǎn)品的質(zhì)量，就需要對(duì)脫硫反應(yīng)器進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，工藝流程上將輕、重汽油組分進(jìn)行預(yù)分餾切割為輕、重兩個(gè)部分，其中輕汽油進(jìn)行堿洗脫硫醇處理，重汽油進(jìn)行加氫脫硫醇、降烯烴，并進(jìn)行裂解、異構(gòu)，以補(bǔ)充加氫帶來的辛烷值損失，處理后的輕、重汽油調(diào)和為全餾分汽油產(chǎn)品。在加氫處理時(shí)也要注重反應(yīng)器的合理設(shè)置，優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取合理的措施保證氫氣和汽油進(jìn)行充分的接觸，加快汽油的脫硫和烯烴反應(yīng)，并進(jìn)行針對(duì)性的流程優(yōu)化與反應(yīng)器調(diào)整，加快汽油辛烷值的恢復(fù)，保證汽油的質(zhì)量[2]。工藝流程設(shè)置上可將加氫精制脫硫、烯烴加氫飽和反應(yīng)與加氫裂化、異構(gòu)化反應(yīng)分別在不同反應(yīng)器完成，盡量降低辛烷值損失和提高產(chǎn)品液收。

3.2 S-Zorb催化汽油吸附脫硫工藝技術(shù)

S-Zorb工藝技術(shù)是由Philips公司開發(fā)的汽油脫硫工藝，與選擇性加氫脫硫工藝不同之處在于S-Zorb工藝技術(shù)采用吸附作用原理對(duì)汽油進(jìn)行脫硫，通過吸附劑選擇性地吸附汽油中的硫醇、二硫化物、硫醚和噻吩類等含硫化合物中的硫原子達(dá)到脫硫的目的，能以較低的辛烷值損失生產(chǎn)10×10-6以下的低硫汽油，而且氫耗小。

4 煉油化工企業(yè)汽油加氫工藝技術(shù)優(yōu)化措施

4.1 做好催化原料的預(yù)處理工作，提高汽油的質(zhì)量

汽油的質(zhì)量是影響煉油化工企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心因素，也是新時(shí)期煉油化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容，為此需要做好催化原料的預(yù)處理工作，降低汽油中的硫含量。絕大多數(shù)的煉油化工企業(yè)都是在催化裂化裝置原料預(yù)處理的過程中實(shí)施前加氫脫硫技術(shù)，即利用加氫操作來降低硫化成分的原理對(duì)原料中的硫、氮、氧成分和部分金屬的含量進(jìn)行降低的過程，對(duì)于提高汽油的質(zhì)量有著重要的影響作用。現(xiàn)階段的煉油化工企業(yè)都依靠加氫脫硫裝置來對(duì)二次加工油品進(jìn)行加氫脫硫處理，進(jìn)而對(duì)操作流程和方式進(jìn)行完善和優(yōu)化。盡管這一環(huán)節(jié)的工作對(duì)于整體的加氫脫硫工作而言比重不大，但是其作用卻是無可替代的[3]。

4.2 催化裂化過程加氫脫硫，降低汽油中的硫含量

催化裂化過程中進(jìn)行加氫脫硫處理，無疑可以降低汽油中的硫含量，這種工藝具有極高的靈活性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，通過促進(jìn)硫化物裂化為H2S，將液相硫化物轉(zhuǎn)移到裂化氣中；另外也可以通過加氫催化劑對(duì)大分子硫化物及汽油餾分中苯并噻吩類硫化物的吸附，使硫化物停留在較重的組分（柴油、重油）或轉(zhuǎn)移到固相（焦炭）中。在催化裂化環(huán)節(jié)進(jìn)行加氫脫硫處理，降低催化汽油原料的硫含量，不僅降低了后續(xù)加氫精制裝置的操作條件，還可以降低催化劑的配置和裝置設(shè)備材質(zhì)選擇，降低裝置的一次投資成本和運(yùn)行成本，保護(hù)煉油化工企業(yè)的效益[4]。國(guó)外部分煉油化工企業(yè)在催化裂化環(huán)節(jié)進(jìn)行加氫脫硫的處理，更加注重各種助劑的研發(fā)，在保護(hù)汽油辛烷值的同時(shí)降低其中的硫含量，也為后續(xù)的處理提供了保障，我國(guó)的煉油化工企業(yè)可以對(duì)此進(jìn)行一定程度的借鑒和參考。

4.3 催化汽油后進(jìn)行加氫脫硫處理，保障整體質(zhì)量

在催化汽油過程結(jié)束后直接對(duì)汽油進(jìn)行加氫脫硫處理，需要根據(jù)具體原料性質(zhì)和餾分構(gòu)成，選擇合理的加氫工藝路線和操作條件、優(yōu)化催化劑和反應(yīng)器配置，采用新型高效汽液分布器和FITS加氫工藝，提高加氫效果和液體收率，降低裝置能耗和氫耗。工藝過程注重對(duì)汽油中辛烷值的保護(hù)，降低烯烴飽和而導(dǎo)致辛烷值損失等問題發(fā)生概率。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于煉油化工企業(yè)而言，優(yōu)化和升級(jí)催化汽油加氫工藝是增強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和優(yōu)勢(shì)的主要途徑，尤其是在節(jié)能環(huán)保政策落實(shí)的關(guān)鍵時(shí)期，這也是清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)我國(guó)汽油催化領(lǐng)域發(fā)展的必然要求。