葛培珠

摘? 要：石腦油是由原油經(jīng)過蒸餾或者由石油經(jīng)過二次加工切取相應(yīng)餾分而成的一種輕質(zhì)油品，它是生產(chǎn)溶劑油的主要原料，也是裂解乙烯、重整芳烴的主要材料。石腦油根據(jù)其構(gòu)成成分不同可以分別制作戊烷、己烷、環(huán)己烷、異己烷、庚烷等溶劑油以及常見的6號、90號和120號溶劑油。該文主要介紹了石腦油加氫催化處理和加氫裂化工藝，其中對加裂化處理中的單段加氫裂化處理、兩段加氫裂化處理以及單段串聯(lián)裂化處理進行了較為細致的研究;另外以實驗的方式對加氫催化脫芳處理過程中催化劑的作用以及影響石腦油加氫催化反應(yīng)的因素進行了分析。

關(guān)鍵詞：石腦油;加氫;催化劑

中圖分類號：TE624? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

石腦油的加氫工藝主要由石腦油加氫處理和加氫裂化組成，其中石腦油的加氫處理是指在氫氣催化劑作用下，將其中存在的硫、氮、氧以及其他金屬雜質(zhì)有效清除，從根本上提升溶劑油的使用效果。加氫裂化處理指的是石腦油中的烴分子和氫氣在高壓條件下，不斷發(fā)生裂解和反應(yīng)，使原有石腦油中的大分子轉(zhuǎn)化成為較小的分子，從而提升油品的質(zhì)量。

1 石腦油加氫工藝技術(shù)分析

1.1 石腦油加氫處理

固定床加氫技術(shù)是當(dāng)前石腦油加氫處理過程中主要采用的技術(shù)，這種技術(shù)是在加氫反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置固定的加氫催化劑床層，并將石腦油原料和氫氣一起加入反應(yīng)器內(nèi)，在一定條件下，進行加氫處理將石腦油中含有的各種雜質(zhì)去除，加精處理后的石腦油由反應(yīng)器的底部排出并經(jīng)過后續(xù)進一步分離，得到加氫石腦油。

1.2 石腦油加氫裂化

現(xiàn)階段，石腦油的加氫裂化技術(shù)多種多樣，加氫裂化工藝和催化劑是應(yīng)用較為廣泛的2個主要組成部分，其中加氫裂化處理中采用的工藝流程主要包括單段加氫裂化工藝、兩段加氫裂化工藝以及單段串聯(lián)加氫裂化工藝。

1.2.1 單段加氫

單段加氫裂化工藝指的是原料油的加氫精制反應(yīng)與原料油的加氫裂化反應(yīng)在一個反應(yīng)器內(nèi)進行的工藝，單段加氫工藝采用一次通過或者尾油循環(huán)裂化的造作方式都可進行操作。

1.2.2 兩段加氫

一些加氫裂化催化劑具有較強的敏感性，尤其是對含硫物質(zhì)、含氮有機物以及硫化氫和氨氣的耐受度極低，例如含有一定量貴金屬的無定形硅—鋁催化劑。在選擇使用此類物質(zhì)作為反應(yīng)催化劑時，最為常用的加氫裂化工藝為兩段加氫裂化工藝。兩段加氫裂化工藝的主要特點為：首先，第一段工藝能夠?qū)⑹X油中含有的硫和氮有效去除，第二段工藝進行加氫裂化，通常來說消除雜質(zhì)階段和裂化階段之間會設(shè)置一段專門的系統(tǒng)進行分離處理。其次，2個階段具有相對獨立的氫循環(huán)系統(tǒng)，這樣2個系統(tǒng)互不干擾，相互獨立，能夠保證第二個階段的循環(huán)氣體中不存在硫化氫和氨氣。如果選擇催化劑時選用了非金屬晶形硅—鋁載體，那么兩端加氫裂化工藝會具有如下特點：第一階段反應(yīng)是對雜原子化合物進行氫解，接著對經(jīng)過氫解后的石腦油進行加氫裂化處理。另一個重要特點是兩段存在差異的反應(yīng)可以使用同一個高壓分離器，能夠共用一臺循環(huán)氫清壓縮機。

1.2.3 單段串聯(lián)

單段串聯(lián)工藝是單段加氫工藝與兩段加氫工藝的改良體，采用這種加氫裂化工藝時，一般會使用2種不同的催化劑。另外單段串聯(lián)制作工藝中含有2臺反應(yīng)器，二者呈串聯(lián)關(guān)系，在第一個反應(yīng)器中進行加氫精制反應(yīng)，相應(yīng)地使用加氫精制催化劑，第二個反應(yīng)器中進行加氫裂化反應(yīng)，相應(yīng)地加入裂化催化劑，由于是2個不同的反應(yīng)器，因此反應(yīng)器內(nèi)部的溫度和空速都不同，操作的可控性和靈活性也相對更大。原料油在第一反應(yīng)器內(nèi)進行深度加氫精制處理后進入第二反應(yīng)器中，進行第二階段加氫裂化處理。經(jīng)過裂化處理后的油體隨之進入高低壓分離器進行氣液分離處理，其中分離出的富氫氣能夠進入循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)利用，低分液體通過蒸餾系統(tǒng)進行分餾處理，最后少量的未轉(zhuǎn)化油將返回裂化段進行循環(huán)裂化。相對于兩段加氫工藝來說，單段串聯(lián)工藝的氫氣串聯(lián)系統(tǒng)有所減少，油體在精制反應(yīng)后直接進入裂化反應(yīng)階段，使循環(huán)氫得到了高效合理的運用，同時降低了加熱和冷卻過程中的不必要能量消耗，是一種使用范圍廣、經(jīng)濟運用價值高、靈活性大的工藝方法流程。

2 石腦油加氫實驗分析

2.1 催化劑活性對石腦油加氫效果的影響

在石腦油加氫實驗中主要采用2種催化劑，一種為QG—4型苯加氫催化劑另一種為貴金屬催化加氫催化劑。在實驗中加入催化劑前首先應(yīng)該進行碎化處理，并加入石腦油加氫實驗裝置中，另外選取適量的原油放入實驗裝置。然后對反應(yīng)溫度進行設(shè)置，通入適量的工業(yè)氫。為了對比2種不同的催化劑對石腦油產(chǎn)生的不同影響，作者進行了石腦油的加氫脫芳實驗，實驗結(jié)果見表1。

從表1所示實驗結(jié)果中可以看出，采用兩種催化劑都能夠有效去除油體中的甲苯，并且從去除苯含量角度來看，苯加氫催化劑具有更好的效果，同時苯加氫催化劑由于不含有貴金屬元素，比貴金屬加氫催化劑具有更低廉的成本，因此QG—4 具有更高的性價比，在以后的實驗中我們將均采用這種催化劑。

2.2 操作條件對石腦油加氫催化反應(yīng)的影響

2.2.1 壓力對石腦油加氫的影響

在石腦油催化加氫反應(yīng)中，反應(yīng)壓力對脫芳質(zhì)量有較大的影響，通常來說增加反應(yīng)壓力能夠有效降低石腦油中的芳烴含量，當(dāng)反應(yīng)壓力達到1.37 MPa后，反應(yīng)效果達到最高峰，接著再提升反應(yīng)壓力，其對石腦油脫芳影響作用逐漸降低。另外還需要注意到的是，增加反應(yīng)壓力，對反應(yīng)罐的承受能力以及材料質(zhì)量都是一個教大的的考驗，所需成本也就越大，因此綜合考慮反映效果以及反應(yīng)成本方面，選用1.37 MPa的催化劑加氫壓力是一個相對經(jīng)濟、科學(xué)的選擇。

2.2.2 溫度對石腦油加氫的影響

催化加氫反應(yīng)的溫度在石腦油脫芳處理中，隨著反應(yīng)溫度的提升，反應(yīng)中催化劑活性不斷提升，因此反應(yīng)完成后油體中芳烴的含量逐漸降低。但當(dāng)反應(yīng)問題達到一定程度后（超過170℃后），隨著溫度的升高，芳烴去除效果趨于穩(wěn)定。由此可知，在石腦油加氫反應(yīng)過程中并不是溫度越高越好。另外，隨著反應(yīng)穩(wěn)定的增加，反應(yīng)過程中的能耗就越大，因此從反應(yīng)效果和反應(yīng)成本上考慮，應(yīng)該將反應(yīng)溫度控制在170℃上下為宜。

2.2.3 氫油體積比對石腦油加氫的影響

在催化加氫反應(yīng)過程中，隨著氫油比的提升，充足的氫氣可以保證芳烴的飽和反應(yīng)更加充分，從而使油體中芳烴的含量逐漸減少。同樣，氫油比對芳烴含量的影響存在一個臨界點，即當(dāng)氫油比達到400后，隨著氫油比的繼續(xù)升高，芳烴的下降情況變得十分微小。另外隨著反應(yīng)中氫氣含量的增加，反應(yīng)成本也不斷增加，因此綜合考慮，使氫油比保持在400左右能夠達到最佳反正狀態(tài)。

3 結(jié)語

綜上所述，如何有效地降低石腦油內(nèi)芳烴含量，生產(chǎn)出低芳烴甚至無芳烴的高質(zhì)量溶劑油，更好地滿足溶劑油的發(fā)展需要，是當(dāng)前亟待研究的重點問題。文中主要對石腦油加氫催化脫芳技術(shù)進行了試驗和研究，以期能夠給相關(guān)從業(yè)人員提供一定的借鑒和參考。

參考文獻

[1]王小蓉.石腦油催化加氫工藝研究[J].廣州化工，2014（18）：38-39.

[2]劉志杰，徐海升，李謙定，等.加氫催化劑預(yù)硫化劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2014（1）：74-79.