王鳴琿

摘要：由于石油正在不斷的減少，同時(shí)隨著原油重質(zhì)和劣質(zhì)化的日益加重以及環(huán)境保護(hù)法的不斷健全，使得如何提升石油的運(yùn)用率已是目前最為關(guān)鍵的問題之一。渣油作為原油當(dāng)中非常主要的一個(gè)組分，通常它的分子質(zhì)量都比較大，沸點(diǎn)和粘度也較高，同時(shí)它還是原油當(dāng)中硫、氮、氧化物與膠質(zhì)的主要提供部分，既是油品加工的重點(diǎn)，又是油品加工的難點(diǎn)。渣油加氫工藝能夠有效地改變?cè)偷男阅?，提高石油的使用效率。因此本文就?duì)原料組成對(duì)渣油加氫轉(zhuǎn)化性能及催化劑性質(zhì)進(jìn)行了分析，為今后提高渣油加氫轉(zhuǎn)化性能及催化劑性質(zhì)方面打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：渣油加氫；轉(zhuǎn)化性能；催化劑性質(zhì)；分析

一、渣油加氫技術(shù)的闡述

（一）渣油加氫技術(shù)的概況

加氫技術(shù)主要是指在氫氣及催化劑的作用下對(duì)油品進(jìn)行加工，這對(duì)提高原油的生產(chǎn)數(shù)量、效率和質(zhì)量方面都有著較為深刻的意義，同時(shí)還能夠有效的減少環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境。如今在煉油領(lǐng)域中，特別是一些發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中的國家，對(duì)加氫工藝的使用范圍已遠(yuǎn)超于其它的工藝，是目前石油加工領(lǐng)域的主要工藝，有著極其重要的地位。渣油加氫技術(shù)是根據(jù)石油加分餾氫技術(shù)研發(fā)而來的，是為了去除原料當(dāng)中的硫、氧、氮等物質(zhì)，減少殘?zhí)恐?，并且將一些原料油轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)油品。渣油加氫技術(shù)剛開始是用來加工低硫燃料油的，只要求硫含量符合要求便可，對(duì)其他物質(zhì)的含量基本沒有要求。隨著煉油領(lǐng)域的不斷壯大，使得渣油加氫技術(shù)也被用在了重油輕質(zhì)原料預(yù)處理的環(huán)節(jié)當(dāng)中，推動(dòng)了渣油加氫技術(shù)的進(jìn)步。

（二）影響渣油加氫技術(shù)的因素

渣油加氫技術(shù)的反應(yīng)過程主要包括氫解反應(yīng)與加氫裂化反應(yīng)，其中反應(yīng)速度和原料的組成、操作條件有關(guān)，影響的因素主要包括以下這幾種：（1）反應(yīng)溫度。其是加氫反應(yīng)中極為關(guān)鍵的一個(gè)影響因素，對(duì)重金屬的脫除、渣油的轉(zhuǎn)化效率和油品的質(zhì)量都有著非常大的影響。（2）氫分壓。它能夠體現(xiàn)出反應(yīng)的壓力，氫分壓和操作的壓力及循環(huán)氫的純度有關(guān)，也是加氫反應(yīng)的關(guān)鍵指標(biāo)，影響著操作的費(fèi)用、設(shè)備的成本以及催化劑的使用時(shí)間。（3）反應(yīng)時(shí)間。加氫反應(yīng)的時(shí)間通常采用空速表示，從某個(gè)特定反應(yīng)器床層上看，當(dāng)空速變大，就表示著反應(yīng)時(shí)間減小，反應(yīng)深度也變小。所以減小空速可以有效地增強(qiáng)加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率。（4）氫油比。它也是加氫反應(yīng)中非常關(guān)鍵的影響因素，其對(duì)加氫反應(yīng)的影響主要包括：氫分壓、催化劑表面的結(jié)焦速度、反應(yīng)物的停留時(shí)間、催化劑床層的溫度和反應(yīng)器中液體的分布。

二、實(shí)驗(yàn)部分

（一）實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)試劑主要包括：99.99%的H2、99.99%N2、NaOH、CS2、甲苯、甘油、正庚烷、石油醚（60～90）、石油醚（90～120）、苯、無水乙醇、導(dǎo)熱油、中性氧化鋁、水銀、直餾精制柴油、95%乙醇、真空泵油、500g變色硅膠和鹽酸。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)的儀器和設(shè)備主要包括：CP214的電子天平、THD-0506的恒溫水浴、TDL-50B的高速離心機(jī)、索氏脂肪抽提器、集氣系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、溶劑回收系統(tǒng)、相對(duì)分子質(zhì)量測定儀、電子熱套、真空泵、真空干燥箱、CNHS/O元素分析儀、核磁共振波譜儀、氣相色譜儀、物理吸附儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡以及CQF0.1和CQF0.5的高壓反應(yīng)釜。

（三）實(shí)驗(yàn)步驟

渣油加氫的實(shí)驗(yàn)是在高壓釜反應(yīng)器當(dāng)中進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)步驟為：

第一步，將渣油和處理后的催化劑以1：10的比例加到高壓反應(yīng)釜當(dāng)中，然后把高壓反應(yīng)釜按要求安好，最后用氫氣向釜中吹掃并置換三回。

第二步，等裝置全部安完以后開始加熱，將溫度加熱至100～150℃，然后對(duì)反應(yīng)釜當(dāng)中的原料展開攪拌并連續(xù)攪拌，等溫度升至規(guī)定范圍以后，將其作為反應(yīng)的起點(diǎn)，等反應(yīng)到達(dá)預(yù)定時(shí)間，則反應(yīng)完成。反應(yīng)完成以后把高壓釜的加熱爐拿出來，并放進(jìn)涼水當(dāng)中進(jìn)行冷卻。等高壓釜的溫度低于100℃時(shí)，再將其放進(jìn)60℃的恒溫油浴當(dāng)中，降低高壓釜的組分損失，同時(shí)確保每次實(shí)驗(yàn)的條件一樣。

第三步，等高壓釜的溫度保持在60士20℃中，再開始排水取氣。先將高壓釜的排氣處和集氣設(shè)備連接，然后記載取氣時(shí)溫度、氣壓及氣體體積的情況。最后把氣樣收入進(jìn)樣品袋里，對(duì)照氣相色譜對(duì)所產(chǎn)氣體進(jìn)行研究。

第四步，在排水取氣之后，開啟高壓釜的蓋，用移液管快速取得液體產(chǎn)物，然后放進(jìn)離心試管當(dāng)中，加入CS2進(jìn)行稀釋，再用高速離心機(jī)進(jìn)行大概五分鐘（5000rpm）的離心分離，這樣是為了讓液體的產(chǎn)物當(dāng)中帶有微量的催化劑粉末并沉淀分離。最后把離心試管當(dāng)中沒有催化劑的部分放入模擬蒸餾瓶當(dāng)中進(jìn)行密封，用來進(jìn)行模擬蒸餾的研究。

第五步，將高壓釜中剩下的混合物用甲苯進(jìn)行稀釋和清洗，然后一并放入索氏脂肪抽提裝置里，主要用甲苯溶液對(duì)催化劑展開洗滌，一直洗到排出溶液為無色。最后取出脂肪抽提裝置當(dāng)中的催化劑，再裝置放進(jìn)真空干燥箱當(dāng)中（120℃，10mmHg殘壓）進(jìn)行烘干處理，對(duì)處理后的催化劑進(jìn)行研究。

第六步，脂肪抽提裝置里的液體產(chǎn)物與溶劑混合物應(yīng)先采取回收蒸餾，再轉(zhuǎn)至到小的蒸餾燒瓶（150ml）當(dāng)中展開減壓蒸餾，就能取得超過350℃的渣油，最后對(duì)渣油展開詳細(xì)的分析。

通過上述的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，要是不計(jì)損失，則氣體、液體產(chǎn)物與焦炭的收率和應(yīng)為100%。對(duì)焦炭與氣體的產(chǎn)量進(jìn)行確定以后，就能夠依照模擬蒸餾的結(jié)果算出每個(gè)產(chǎn)物的產(chǎn)率。

三、總結(jié)

經(jīng)過對(duì)渣油加氫反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)和原料油比，加氫之后所得超過350℃的渣油中硫的量較少，氮的量多，主要因?yàn)榱?、氮在渣油里的狀態(tài)不同。渣油加氫技術(shù)能夠顯著增強(qiáng)渣油的性能，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳士鋒，楊朝合. 渣油加氫轉(zhuǎn)化催化劑初期結(jié)焦規(guī)律的研究[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2001，29（5）：395 – 399 .

[2] 楊光華著. 重質(zhì)油及渣油加工的幾個(gè)基礎(chǔ)理論問題[M]. 山東東營：石油大學(xué)出版社，2001 .

[3] 韓睿超，凌鳳香，等. 渣油加氫處理技術(shù)對(duì)劣質(zhì)原料產(chǎn)物性質(zhì)的影響[J]. 煉油技術(shù)與工程，2010，40（60）：8 – 11 .

[4] 三木康朗 等. 常壓渣油加氫裂化反應(yīng). 重油加工譯文集[M]. 北京：中國石化出版社1990，12：47.

[5] 楊朝合，鄭海等. 渣油加氫裂化反應(yīng)特性及反應(yīng)機(jī)理初探[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27（12）：96 – 100 .

（作者單位：中國石油遼陽石化分公司）