摘 要：本文介紹石油餾分加氫技術，回顧加氫技術的發(fā)展歷史及貢獻，闡述在目前的能源狀況下加氫技術的發(fā)展空間及前景。

關鍵詞：催化加氫;催化加氫裂化;發(fā)展前景

催化加氫技術根據(jù)原料的不同可分為石油餾分的催化加氫、煤焦油加氫、粗苯加氫及其他化合物的加氫技術。本文重點介紹石油餾分的催化加氫技術及發(fā)展。目前煉廠采用的加氫過程，按生產(chǎn)目的分有：加氫精制、加氫裂化、臨氫降凝、潤滑油加氫等。

加氫精制是指在加氫反應過程中，只有≤10%的原料油分子變小的加氫技術，包括對原料處理和產(chǎn)品精制，如催化重整、催化裂化、渣油加氫等原料的加氫處理;石腦油、汽油、噴氣燃料、柴油、潤滑油、石蠟和凡士林加氫精制等。

加氫精制的目的在于脫除油品中的硫、氮、氧及金屬等雜質(zhì)，同時還使烯烴、二烯烴、芳烴和稠環(huán)芳烴選擇加氫飽和，從而改善原料的品質(zhì)和產(chǎn)品的使用性能。加氫處理具有原料油的范圍寬，產(chǎn)品靈活性大，液體產(chǎn)品收率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，對環(huán)境友好，勞動強度小等優(yōu)點，因此廣泛用于原料預處理和產(chǎn)品精制。

加氫裂化是在較高的壓力和溫度下（10-15MPa，400℃左右），氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生加氫、裂化和異構化反應，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料）的加工過程。包括高壓加氫裂化和中壓加氫裂化技術。依照其所加工的原料油不同，可分為餾分油加氫裂化、渣油加氫裂化。

加氫裂化的目的在于將大分子裂化為小分子以提高輕質(zhì)油收率，同時還除去一些雜質(zhì)。其特點是輕質(zhì)油收率高，產(chǎn)品飽和度高，雜質(zhì)含量少。

加氫裂化原料通常為原油蒸餾所得到的重質(zhì)餾分油，也可為渣油（包括減壓渣油經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油）。其主要特點是生產(chǎn)靈活性大，產(chǎn)品產(chǎn)率可以用不同操作條件控制，或以生產(chǎn)汽油為主，或以生產(chǎn)低冰點噴氣燃料、低凝點柴油為主，或用于生產(chǎn)潤滑油。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好（含硫、氧、氮等雜質(zhì)少）。

加氫裂化是一個復雜的化學反應過程，包括有加氫、裂化、異構化和氫解等。烴類的加氫裂化是按碳正離子機理進行的。由于各烴類的斷環(huán)、脫烷基和加氫飽和等反應的結果，重質(zhì)烴轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烴，與此同時，含硫、氧、氮的烴類衍生物也經(jīng)過裂化和加氫反應生成硫化氫、水、氨而除去。它與催化裂化不同的是在進行催化裂化反應時，同時伴隨有烴類加氫反應。加氫裂化的液體產(chǎn)品收率達98%以上，其質(zhì)量也遠較催化裂化高。雖然加氫裂化有許多優(yōu)點，但由于它是在高壓下操作，條件較苛刻，需較多的合金鋼材，耗氫較多，投資較高，故沒有像催化裂化那樣普遍應用。

1 國外加氫裂化技術發(fā)展概況

世界上第一套加氫裂化裝置1959年在美國雪佛龍公司加州里奇蒙煉廠建成投產(chǎn)。不久，環(huán)球油品公司宣布開發(fā)了LOMAX加氫裂化過程，加州聯(lián)合油品公司宣布開發(fā)成功了UNICRACKING加氫裂化過程;海灣研究開發(fā)公司宣布開發(fā)了H-G加氫裂化過程;殼牌國際石油集團宣布開發(fā)了SHELL加氫裂化過程;法國石油研究院開發(fā)了AXENX加氫裂化過程;德國巴斯夫公司宣布開發(fā)了DHC加氫裂化過程;英國石油公司宣布開發(fā)了BP加氫裂化過程。

餾分油固定床加氫裂化工藝類型和專利公司雖比較多，歸納起來環(huán)球油品公司和雪佛龍公司專利和催化劑代表了當今世界加氫裂化技術的狀況和水平。環(huán)球油品公司1995年收購加州聯(lián)合油品公司全部加氫技術，對外銷售的加氫裂化技術稱之為UNICRACKING技術，但催化劑保留了原環(huán)球油品公司一些很有特點的催化劑，并在工藝流程和工程技術對原聯(lián)合油的相應部分做了較大改變和改進。

雪佛龍公司1986年收購海灣全部加氫技術，對外銷售加氫裂化技術稱之為ISOCRACKING技術，并吸取海灣公司在相應部分的技術特點。

2 國內(nèi)加氫裂化技術發(fā)展概況

我國是在世界上最早掌握加氫裂化技術的少數(shù)幾個國家之一。自上世紀五十年代起就致力于加氫裂化工藝及催化劑的研究開發(fā)工作，當時主要是針對頁巖輕柴油和煙煤焦油，并開發(fā)了相應的催化劑。隨著我國石油工業(yè)和煉油技術的發(fā)展，六十年代開始進行餾分油加氫裂化的研究工作，自行開發(fā)研制的無定型加氫裂化催化劑于1966年首次工業(yè)應用，積累了一定的經(jīng)驗。1965年開始研究活性更高的分子篩加氫裂化催化劑，并在九十年代實現(xiàn)工業(yè)應用。

自八十年代以來，在原有技術的基礎上成套引進國外技術、工程設計和設備，相繼建設了四套高壓加氫裂化裝置。而后又自行設計、建設了多套高壓加氫裂化裝置。在消化吸收引進技術的基礎上，利用國內(nèi)技術和催化劑，近年又相繼自行設計建成投產(chǎn)了多套高壓加氫裂化裝置。這些裝置的工藝流程種類較多，比較齊全，其中主要有一段串聯(lián)一次通過流程，一段串聯(lián)全（或部分）循環(huán)流程等。

國內(nèi)加氫裂化的工藝類型雖然比較多，但總的看來，除從國外引進的加氫裂化裝置外，我國自行設計的加氫裂化和加氫改質(zhì)裝置，都是采用撫順石油化工研究院（FRIPP）和石油化工科學研究院（RIPP）的催化劑。目前國內(nèi)催化劑已達到或接近國外先進水平。

3 加氫技術的重要意義發(fā)展的趨勢

在現(xiàn)代煉油工業(yè)中，催化加氫技術的工業(yè)應用較晚，但其工業(yè)應用的速度和規(guī)模都很快超過熱加工、催化裂化、鉑重整等煉油工藝，無論從時間上，還是空間上催化加氫工藝已經(jīng)成為煉油工業(yè)重要組成部分。

隨著世界范圍內(nèi)原油變重、品質(zhì)變差，原油中硫、氮、氧、釩、鎳、鐵等雜質(zhì)含量呈上升趨勢，煉廠加工含硫原油和重質(zhì)原油的比例逐年增大，從目前及發(fā)展來看，采用加氫技術是改善原料性質(zhì)、提高產(chǎn)品品質(zhì)，實現(xiàn)這類原油加工最有效的方法之一。

世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，對輕質(zhì)油品的需求持續(xù)增長，特別是中間餾分油如噴氣燃料和柴油，因此需對原油進行深度加工，加氫技術是煉油廠深度加工的有效手段。

另外，環(huán)境保護的要求的提高。對生產(chǎn)者要求在生產(chǎn)過程中要盡量做到物質(zhì)資源的回收利用，減少排放，并對其產(chǎn)品在使用過程中能對環(huán)境造成危害的物質(zhì)含量嚴格限制。目前催化加氫是能夠做到這兩點的石油煉制工藝過程之一，如生產(chǎn)各種清潔燃料，高品質(zhì)潤滑油都離不開催化加氫。近幾年我國催化加氫技術在技術開發(fā)與推廣使用上都有了重大脫破，催化加氫技術已不僅僅在石油化工、石油煉制上得到廣泛的應用，在精細化工上也得到了不斷開發(fā)和應用。

4 未來加氫技術發(fā)展方向

4.1 加氫處理技術

開發(fā)直餾餾分油和重原料油深度加氫處理催化劑的新金屬組分配方，量身定制催化劑載體;重原料油加氫脫金屬催化劑;廢催化劑金屬回收技術;多床層加氫反應器，以提高加氫脫硫、脫氮、脫金屬等不同需求活性和選擇性，使催化劑的表面積和孔分布更好地適應不同原料油的需要，延長催化劑的運轉(zhuǎn)周期和使用壽命，降低生產(chǎn)催化劑所用金屬組分的成本，優(yōu)化工藝進程。

4.2 芳烴深度加氫技術

開發(fā)新金屬組分配方特別是非貴金屬、新催化劑載體和新工藝，目的是提高較低操作壓力下芳烴的飽和活性，降低催化劑成本，提高柴油的收率和十六烷值，控制好反應動力學和熱力學。

4.3 加氫裂化技術

開發(fā)新的配方催化劑，以提高中餾分油的收率、提高柴油的十六烷值、提高抗結焦失活的能力、降低操作壓力和氫氣消耗。

4.4 加氫催化劑技術

開發(fā)新型加氫催化劑和加氫工藝，用化學反應工程的理論來指導和加速加氫催化劑及加氫工藝過程的開發(fā)進程，實現(xiàn)加氫工業(yè)裝置設計的最優(yōu)化，并改進與強化現(xiàn)有裝置，挖掘潛力、降低消耗、提高效能、實現(xiàn)生產(chǎn)操作最優(yōu)化等方面，還有許多問題有待進一步探索和研究。

作者簡介：

董志心（1973- ），女，漢族，山東青島人，本科學歷，畢業(yè)于中國石油大學（華東），從事化工職業(yè)教育及學生管理工作。