炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术分析

杨光伟， 牛永华， 陈太生

（山东东明石化集团有限公司， 山东 菏泽 274500）

摘要：近年来，私家汽车拥有量日益攀升，汽车行驶排出的尾气数量不断增加，不但与目前倡导的低碳生活方式相悖，而且会造成大量有害气体对大气和环境造成污染。因此要求各炼油化工企业应该加强催化汽油加氢工艺的广泛应用和技术革新。本文研究采用了文献研究法，通过对文献资料的查阅和研究，得出了科学的结论，为本文的分析和研究内容提供了坚实的基础。通过对我国炼油化工企业催化汽油生产现状的了解，分析了催化汽油加氢工艺的工艺优势及其主要内容，探讨了催化汽油加氢工艺的优化建议，希望对炼油化工企业的技术提升提供借鉴，从而减少汽车尾气带来的环境污染，助力我国低碳生态发展模式的建设和推广。

关键词：炼油化工 催化汽油 加氢工艺 技术分析

0 引言

       随着经济的发展，世界各国开始普遍关注环境保护问题，节能减排已经成为各国衡量国家发展水平的指标之一。近年来，我国汽车的人均占有量不断提高， 汽车在行驶的过程中会排放出大量的汽车尾气，不但对人体有很大的危害，而且会影响到生态环境。但是由于日常生活中出行的需求必须得到满足，所以无法大幅度地限制汽车出行，如果想要解决汽车尾气的污染问题，就只能从降低汽车尾气污染程度方面入手， 现在看来，催化汽油质量的提升就能有效地缓解这一问题。炼油化工企业可以通过控制汽油中的化学成分含量及其比例，来实现汽油的清洁和净化，进而减少汽车尾气中污染气体的含量，降低汽车尾气对人体健康和环境保护的伤害。为了实现这一目标，势必要求炼油化工厂进行技术革新，提高加氢汽油产品质量和清洁程度，为我国经济和生态并行发展作出贡献。

1 我国炼油化工企业催化汽油生产现状

       进入 21 世纪以来，为了减少汽车尾气中有害气体的排放，我国的石油炼化企业作出了很大的努力。在经过多年的不懈努力和技术革新后，我国炼油化工企业在提高催化汽油质量方面已经取得了一定的成绩，大幅度提高了汽油产品的质量及其清洁程度，但是由于汽油本身的特性，汽车尾气的排放仍会对我国的生态环境造成较大的污染。这就要求企业应该对原油进行升级，不断提升我国催化裂化汽油的工艺水平。通过加氢工艺提高我国汽油的清洁程度和品质，这种工艺不但适用性较强，而且操作起来十分简单，可以降低汽油中很多元素的含量，并对汽油进行充 分的预处理，所以加氢工艺通过自身的优势，已经在我国炼油化工企业催化汽油工艺中得到了广泛的应用^[1]。

2  催化汽油加氢工艺技术优势分析

       众所周知，加氢工艺技术可以生产出清洁汽油，我国目前工艺的使用中最常用的是 DSO 技术，也就是催化汽油加氢工艺技术，这不仅是我国目前应用最为成熟的加氢工艺，而且这项工艺技术本身具有很大的优势。首先，本技术可以在常温状态下进行脱砷，砷是一种有毒有害的化学物质，尤其是在温度升高的状 态下，容易出现剧烈反应产生较大的危害，但是 DSO 技术就可以在常温状态下完成相关操作，不会造成砷的危害扩散。其次，DSO 技术可以有效分离轻汽油和重汽油，减少轻汽油中的辛烷值损失。再次，使用本技 术可以延长催化剂的使用周期，进而增加汽油中的烯烃异构化成分。最后，采用加氢工艺，可以脱除重汽油 中的大部分硫化物，降低烯烃饱和度，提升成品汽油的辛烷值^[2]。

3 催化汽油加氢工艺技术的工艺流程

       为了能够尽可能地降低汽车尾气排放对环境造成的污染，我国众多炼油化工企业已经开始广泛应用 催化汽油加氢工艺，作为一项专业的工艺和技术，催化汽油加氢工艺技术的工艺内容是十分严谨和科学的，而且拥有完整的工艺流程（见图 1）。

3.1 对汽油原料进行预处理

       在进行对汽油的催化裂化时，首先要利用特定装 置和系统进行加工和处理，然后才能进行加氢工艺的 应用，通过加氢工艺降低汽油中硫、氮以及金属成分 的含量，增加氢和碳的成分比重，从而改变汽油催化 裂化过程的性能以及最终效果。值得注意的是，必须以实验数据为导向，科学合理地测量计算不同温度下 汽油脱硫的实际情况，并分析感应器温度高低对加氢工艺化学反应的影响，进而避免出现剧烈的加氢裂化反应，导致安全事故发生。

3.2 选择性加氢以达到脱硫目的

       与直接对催化汽油进行脱硫处理的操作方式相 比，通过加氢工艺的应用达到脱硫的目的，可以有效提高汽油的清洁化程度，保证在烯烃含量不断减少的过程中，辛烷值不会受到影响，而且具有较高的脱硫效率。在选择性加氢的过程中，必须保证操作条件正 常，并选择合适的设备进行脱硫，进而保障成品汽油的品质和质量。而且在对重汽油进行脱硫工作时，也 可以有效控制烯烃组成^[3]。这个工艺过程主要反应是汽油中的硫醇、二硫化合物等化学物质，在加氢得的 条件下发生氢解反应，具体表现为式（1）~ 式（3）：

RSH+H₂      RH+H₂S           （1）

R—S—R+2H₂       2RH+H2S  （2）

2（RS）+3H₂       2RH+2H₂S  （3）

3.3 加氢脱硫来达到恢复辛烷值的作用

       辛烷值是汽油的一项重要指标，取决于汽油中各种碳氢化合物的比例组成，正常情况下，汽油辛烷值越高，其抗震防爆性就越强，质量也就越好。所以为了 恢复稳定辛烷值，就需要对汽油进行加氢脱硫处理，通过脱硫来降低烯烃的含量，进而生成辛烷值。而且为了将辛烷值恢复到目标程度，还需要对床层温度进行调整，因为就表 1 数据来看，床层温度越高，脱硫率也就越高，辛烷值的损失也就越大，所以为了减少辛烷值的损失，应该对床层温度进行控制，进而控制加 氢脱硫工艺的反应。

4 催化汽油加氢工艺技术的优化建议

4.1 优化催化汽油加氢工艺技术的催化温度

       应用加氢工艺时，应该时刻注意其催化温度，因为在不同温度下，汽油的脱硫效果、氢气消耗程度等多方面因素都会发生变化，进而产生不同程度的化学反应，对最终成品汽油的质量产生影响。在催化温度 高于 260 ℃时，应进行重点观察和测量，避免辛烷值下降，在催化温度介于 245 ℃～265 ℃之间时，则要 高度关注加氢裂化反应的状态，避免出现安全事故^[4]。

4.2 合理控制催化汽油加氢工艺技术氢油比

       加氢工艺的氢油比与生产安全密切相关，因为氢油比与氢分压之间的关系呈正相关，而氢分压会导致 装置的压力过大，进而产生安全事故，所以为了降低 氢分压势必要降低氢油比，可采用的方法主要有加大 氢的浓度比例或者循环量等^[5]。

4.3 通过技术优化尽可能减少能耗

       催化汽油的加氢技术在应用的过程中需要消耗大量的能量，但是从表 2 来看，在工作过程中实际消 耗的能量与设计的能量消耗有所出入，这就说明这项 工艺在应用过程中是可以实现有效降低能耗的。那本技术应用在达到降低污染保护环境效益的同时，还能通过采取的优化措施降低能耗实现节能。首先，可以通过提高加热炉和重沸炉的工作效率，有控制地保持炉内温度稳定在一个合适的数值来节约燃气的消耗， 降低资源使用的负荷。另外，还可以通过变频调速等 新技术和方法，对工作过程中极为耗能的机械设备进行调试，减少泵体的负荷，以达到节能的目的^[6]。

5 结语

        综上所述，催化汽油加氢工艺作为我国炼油化工企业发展过程中的一项重要工艺，有着制造清洁型汽油的功能，不但可以满足我国现有低碳生态发展理念下对汽车出行和尾气排放的要求，而且能够有效改善环境污染的问题。催化汽油加氢工艺主要包括三个内容，分别是对汽油原料进行预处理、选择性加氢以达到脱硫降烯烃目的以及加氢脱硫来达到恢复辛烷值的目的，如果能顺利地完成以上三方面内容，就可以极大地减少汽油在变成汽车尾气过程中产生的污染。而且还要在炼油化工企业使用催化汽油加氢工艺的过程中，对其进行优化升级，通过优化催化汽油加氢工艺技术的催化温度、合理控制催化汽油加氢工艺技术氢油比、及时调节催化汽油加氢工艺技术的空速以及提高催化汽油加氢工艺的节能程度等方式达到技术革新、节能减排的目的，尽可能地减少汽车尾气对环境的污染和破坏。

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