趙金越

摘 要：傳統(tǒng)的石化燃料經(jīng)過工業(yè)革命之后逐漸的出現(xiàn)缺乏的現(xiàn)象，同時石化燃料的使用造成溫室氣體急劇的上升，氣候出現(xiàn)較大的變化，資源和環(huán)境遭到破壞。氫能是一種儲量十分豐富、高效清潔、運(yùn)輸簡單的新型能源，逐漸的引起人們的關(guān)注，因此制氫裝置逐漸的在人們的生活中普及開來。加氫反應(yīng)器中氫氣的壓降會逐漸的增加，對整個車間都會產(chǎn)生影響，本文主要闡述了制氫裝置對重整加氫車間的影響和優(yōu)化方案的探析。

關(guān)鍵詞：制氫裝置;重整加氫;影響及優(yōu)化

目前環(huán)境保護(hù)是全世界重點(diǎn)關(guān)注的問題，隨著原油性質(zhì)的逐漸重質(zhì)化、劣質(zhì)化，氫氣在煉油企業(yè)中需求量逐年的增加，制氫技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。現(xiàn)階段煉油企業(yè)中經(jīng)常使用的是烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫法，該制氫技術(shù)有著工藝簡單、技術(shù)成熟、產(chǎn)氫量大的特點(diǎn)，已經(jīng)成為煉油企業(yè)中降本增效制氫的主要手段。

1 重整加氫的作用和原理

制氫裝置主要包括有原油與處理、重整反應(yīng)、產(chǎn)品與加氫、穩(wěn)定處理等幾個方面，重整加氫車間的作用主要表現(xiàn)有以下點(diǎn)：

1.1 目的

預(yù)先加氫主要是將原料中的雜質(zhì)進(jìn)行去除，起到對重整催化劑的保護(hù)作用。

1.2 主要化學(xué)反應(yīng)

制氫裝置在產(chǎn)生氫氣之后，氫氣在通過預(yù)加氫，原料油中的硫、含氮、含氧化合物在催化劑和氫壓的條件下進(jìn)行分解，分離其中的H2S、NH3，包和烴由原料中的烯烴分解而來。在經(jīng)過加氫后原料中的砷、鉛、銅等金屬化合物分解成金屬，在加氫催化劑上形成吸附，從而將金屬從油品中取出，達(dá)到凈化的效果。重整加氫車間具體的各類反應(yīng)原理有以下幾種：①在催化劑、氫壓、溫度三者同時具備的條件下，油原料中的含硫化合物在加氫以脫硫反應(yīng)下形成過氫解反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘹浜蜔N類，將原油中的硫去除;②氮化物和氫在加氫脫氮反應(yīng)過程中生成烴和NH3，將原料中的氮化物去除。其中化學(xué)反應(yīng)的公式為：R-NH2+H2→R-H+NH3;③油原料餾分中的環(huán)烷烴主要通過加氫脫氧反應(yīng)去除，其中含氧化合物在加氫時因?yàn)楹枯^少，轉(zhuǎn)化為烴類和水，去除其中的氧?；瘜W(xué)公式為：2RCOOH+H2→2RCH3+2H2O4;④油原料經(jīng)過烯烴加氫飽和反應(yīng)后，會存在少量的不飽和烯烴，二次加工的油品餾分中的不飽和烯烴含量卻比較多，造成不飽和烯烴很容易出現(xiàn)加氫飽和現(xiàn)象。在高溫的影響下，烯烴容易產(chǎn)生縮合聚合反應(yīng)，反應(yīng)中伴隨著大量的熱量生成，熱量造成催化劑的活性降低。烯烴加氫飽和反應(yīng)屬于放熱的過程，也會伴隨著大量的熱量生成，因此溫度的有效控制是對油品中含有較高的不飽和烴類加氫時的重點(diǎn)關(guān)注對象;⑤油原料在經(jīng)過加氫脫金屬反應(yīng)后會產(chǎn)生少量的砷、鉛銅等金屬有機(jī)化合物，產(chǎn)生的金屬化合物很容易和氫產(chǎn)生氫解反應(yīng)，催化劑表面會附著一些游離態(tài)的金屬，通過這樣就能去除掉油品中的金屬;⑥原料中的Cl離子通過預(yù)加氫反應(yīng)去除，這種過程稱為鹵素脫離，加氫脫鹵素反應(yīng)化學(xué)公式為：RCL+H2→RH+HCL。

2 制氫裝置對重整加氫車間的影響

①轉(zhuǎn)化率大大降低，能耗增加。反應(yīng)后半部在壓降增大后，反應(yīng)壓力有所下降，一般情況下，化合物的濃度和化學(xué)反應(yīng)速率成正比，所以反應(yīng)物隨著壓力的下降被稀釋，化合物的濃度也有所下降，化學(xué)反應(yīng)率轉(zhuǎn)化率下降，能耗上升;②循環(huán)氫量會隨著反應(yīng)器壓降的增大而減少，氫氣通過制氫裝置充分的和加氫反應(yīng)器反應(yīng)，有效的控制進(jìn)料量，反應(yīng)器中原料油停留的時間就會比較長，增加焦炭的生成量，催化劑的利用率下降，同時積碳含量需要高溫彌補(bǔ)后才能繼續(xù)的增加;③催化劑顆粒和結(jié)構(gòu)會因?yàn)榧託浞磻?yīng)器中溫度和壓力的分布不均產(chǎn)生損壞，造成催化劑顆粒的流失嚴(yán)重;④催化劑床層對于經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后的氣體有著一定的抗拒作用，在這種的作用下加氫反應(yīng)器內(nèi)壓力出現(xiàn)不平均的現(xiàn)象，引起橫向流動，甚至?xí)霈F(xiàn)逆向流動，不同程度的混亂化學(xué)物;⑤金屬化合物影響催化劑的附著，造成催化劑活性下降，影響催化劑的性能，催化劑的使用效率下降，成本的增加。

3 優(yōu)化方案

制氫裝置的價格比較昂貴，重整車間的維修和保養(yǎng)成本又比較高，因此制定出以下幾點(diǎn)優(yōu)化措施：①想要保持壓力和溫度的分布均勻，就要控制氫氣進(jìn)出量，避免出現(xiàn)偏移、催化劑顆粒的流失、預(yù)加氫反應(yīng)器的損壞等情況;②催化劑床層對化學(xué)反應(yīng)后的氣體有著阻礙的作用，想要將氣體排除，就要做好排氣裝置的維護(hù)和檢查，防止預(yù)加氫反應(yīng)器中壓力的不平均，引起橫向、逆向流動，保障物質(zhì)在經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后的均勻性，避免儀器產(chǎn)生破壞和化學(xué)物的混亂;③反應(yīng)后催化劑表面會附著一些金屬毒物，催化劑在去除金屬化合物的同時也降低了催化劑的活性，因此保障催化劑表面的清潔，實(shí)時進(jìn)行檢測，降低生產(chǎn)成本，避免重整單元產(chǎn)量因?yàn)榇呋瘎┑幕钚韵陆祵?dǎo)致降低;④后半部分反應(yīng)在壓降增大后壓力明顯的下降，對化合物濃度進(jìn)行實(shí)時檢測，濃度的控制主要通過增加壓強(qiáng)或者補(bǔ)充化合物，濃度一定要在合理的范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

最近的幾年中工業(yè)的發(fā)展十分迅速，環(huán)境保護(hù)問題被人們重點(diǎn)的關(guān)注，氫能的需求量逐漸的增加，制氫裝置也逐漸的出現(xiàn)在生產(chǎn)車間之中，但是制氫裝置在生產(chǎn)氫氣的過程中存在一定的問題，影響預(yù)加氫反應(yīng)器，造成生產(chǎn)安全的危害和氫氣產(chǎn)量的下降，文本主要闡述了制氫裝置的作用和重要性，促進(jìn)我國制氫裝置的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高仁鵬，李海林，趙鵬，武麗萍，張洪建.8萬m3/h制氫裝置轉(zhuǎn)化爐爐管泄漏分析與預(yù)防措施[J].石油化工設(shè)備，2018，47（04）：86-91.

[2]郭峰.煉廠制氫裝置停運(yùn)可行性及經(jīng)濟(jì)性探討[J].中外能源，2016，21（08）：94-97.