淺析柴油加氫工藝技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展展望

趙檀++張國甲

摘 要：人們環(huán)保意識的不斷增長對柴油產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求。本文闡述了國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)柴油加氫催化劑與工藝技術(shù)，及其進(jìn)一步提高了含硫柴油的加氫處理后的質(zhì)量、嚴(yán)格柴油硫含量的目的。著重分析了我國柴油加氫工藝技術(shù)的具體應(yīng)用技術(shù)，以此來適應(yīng)國內(nèi)對柴油質(zhì)量的不斷要求。

關(guān)鍵詞：柴油；加氫工藝；技術(shù)進(jìn)展；發(fā)展展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.012

近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，對于柴油的需求量也越來越高，柴油需求幅度甚至超過了汽油。毋庸置疑的是使用柴油時必然會對環(huán)境造成一定的影響，柴油本身的含硫特性一遇到高溫就會產(chǎn)生含硫氧化物，這也是酸雨形成的重要原因之一。如今，人們對環(huán)境保護(hù)的意識不斷提高，中國乃至世界許多國家都在提倡發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟，那么，如何利用先進(jìn)技術(shù)來制造出清潔性更高的柴油就成為廣大科研人員需要持續(xù)攻關(guān)的一個重要課題。本文所提出的柴油加氫技術(shù)，是目前乃至未來很長一段時間內(nèi)開發(fā)和研制低成本、高清潔度柴油的一門極為重要的基礎(chǔ)工藝技術(shù)。

1 柴油加氫技術(shù)

1.1 原理簡介

柴油加氫的基本工作原理就是將柴油原料通過注入氫氣，再經(jīng)過加熱爐燃燒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度，在反應(yīng)器里催化劑的催化下發(fā)生脫去硫、氮、烯烴、芳烴等成分，接著開始分餾冷卻降凝，最終生產(chǎn)出清潔度較高的柴油產(chǎn)品。生產(chǎn)中所使用的加氫催化劑主要具備孔結(jié)構(gòu)和孔容合適、腐蝕能力較強、機械運轉(zhuǎn)的適應(yīng)性良好的特點。柴油原料中的含硫化合物在緩和條件下，其加氫脫硫的反應(yīng)更易發(fā)生，利用讓碳硫鍵發(fā)生斷裂與硫硫鍵發(fā)生斷鍵，讓反應(yīng)之后所得分子碎片和氫結(jié)合，最終實現(xiàn)脫硫目的，讓產(chǎn)品更環(huán)保。

1.2 展望

隨著國家對生態(tài)保護(hù)重視程度的不斷提高以及提高柴油原料的使用效率，今后研制和開發(fā)優(yōu)質(zhì)柴油產(chǎn)品的工藝技術(shù)將是石油煉制的重頭戲。在已有的柴油加氫脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝和設(shè)備的改進(jìn)和升級，促進(jìn)催化劑的推陳出新，實現(xiàn)開發(fā)出更加高效環(huán)保的清潔燃料，符合生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展和人類健康生活質(zhì)量的要求，達(dá)到柴油低硫化創(chuàng)新發(fā)展將是未來柴油加工煉制技術(shù)研發(fā)的主要方向。

2 國外柴油加氫技術(shù)

2.1 國外進(jìn)展現(xiàn)狀概述

目前，國外發(fā)達(dá)國家非常重視清潔柴油的使用，相關(guān)的技術(shù)研究投入力度也比較大。在美國，其規(guī)定的石油標(biāo)準(zhǔn)中，要求保持柴油硫含量不超過150g/kg，并在2010年得到了完全實施。在歐洲，其執(zhí)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為“零硫柴油”，嚴(yán)格控制硫的含量，力爭保持在100g/kg以下。面對著不斷嚴(yán)格化的環(huán)保法，對于硫含量的控制也更為嚴(yán)格。國外主要研究領(lǐng)域集中在高活性柴油加氫催化劑的研發(fā)上，希望通過改進(jìn)催化劑的活性，來提高石油煉制的清潔度，生產(chǎn)出更加環(huán)保的清潔石油。

2.2 國外柴油加氫工藝技術(shù)

在國外，柴油加氫技術(shù)中較具代表性的技術(shù)有主要為了脫硫的單段加氫的處理技術(shù)、對多環(huán)芳烴飽和與緩和加氫裂化提高十六烷值的兩段加氫處理技術(shù)。把直餾柴油作為主要原料，基本上都把脫硫確定為主要目的。

3 國內(nèi)柴油加氫技術(shù)

3.1 國內(nèi)進(jìn)展現(xiàn)狀概述

總體來講，我國原料柴油的硫含量較大，品質(zhì)較低，焦化柴油的總量較多，其中氮、硫、芳烴與膠質(zhì)的含量也在增多，這些因素嚴(yán)重制約著柴油使用效率的提高并對環(huán)保以及安全可靠性造成了不利影響。

長期以來，國內(nèi)進(jìn)口原油大多是直流柴油，近階段，進(jìn)口原油的數(shù)量也在逐漸上升。

3.2 國內(nèi)柴油加氫工藝技術(shù)

國內(nèi)將催化裂化技術(shù)確定為重油深加工法，可是柴油的質(zhì)量較差、硫含量較高，很難脫去的硫化物占據(jù)較大比重。在國內(nèi)，柴油加氫處理的裝置基本上選用的催化劑是國產(chǎn)的，國外進(jìn)口催化劑所占比例極少。所以，應(yīng)大力發(fā)展加氫處理的技術(shù)。

（1）MCI改質(zhì)工藝技術(shù)。該技術(shù)是一種先進(jìn)的柴油加氫技術(shù)，其研發(fā)單位為撫順石油化工研究院，在提高重餾分柴油質(zhì)量領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。為有效去除管路裝置所攜帶的游離水成分，技術(shù)人員研制出一種由濾網(wǎng)、傳動裝置、排污裝置以及電氣控制等諸多元件組成的自動反沖洗過濾器，從而減少了人工輸出，提高了生產(chǎn)效率，通過自動化的反沖洗循環(huán)流動，能夠有效去除粉塵和機械雜質(zhì)等固體類顆粒，達(dá)到節(jié)約能源、凈化水質(zhì)的效果。

（2）PHF-101催化劑精制工藝技術(shù)。該技術(shù)是一種新型技術(shù)，它是中石油石油化工研究院與北京中石油大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出來的，實現(xiàn)了生產(chǎn)裝置長期運行與高效的工業(yè)要求。該催化劑主要采用了孔道式的結(jié)構(gòu)、酸度適宜、活性金屬在其表面均勻分布，從而極大地提高了其活性。所以需輔以加氫之后的再脫硫這一間接操作過程。該催化劑能同時脫除氮、硫與芳烴。

4 結(jié)論

綜上所述，柴油加氫技術(shù)能極大地改進(jìn)柴油的品質(zhì)，生產(chǎn)出清潔化柴油。因此在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。預(yù)計我國將在2018年正式執(zhí)行國W標(biāo)準(zhǔn)石油，讓柴油產(chǎn)品的硫含量在500g/kg以下；同年將實施國V標(biāo)準(zhǔn)柴油，讓柴油產(chǎn)品的硫含量在100g/kg以下。在柴油加氫技術(shù)中突破很大，應(yīng)用前景極為廣闊。

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