加氢裂化技术影响因素研究

加氢裂化技术影响因素研究

田苗

单中石化天津分公司南港乙烯项目管理部设计技术部  300457

摘要：随着我国工业化进程的不断推进，我国对于加氢裂化技术的研究逐渐深入，有关部门正在积极对加氢裂化技术的优化途径进行探索，本文旨在对影响加氢裂化技术的原料油性质与操作条件等相关因素进行研究。

关键字：加氢裂化技术；催化裂化反应；石化工业

引言：加氢裂化反应的实质其实是加氢过程和催化裂化过程的有机结合。其是氢气在石油炼制过程中经过催化剂作用来实现重质油的加氢、裂化和异构化反应，从而转化为轻质油的一种新型工艺。因此，对影响该技术的因素进行详细分析和研究具有重要的可持续发展性意义。

1加氢裂化技术概述

加氢裂化是一种能够在临氢条件下进行催化裂化，并抑制脱氢缩合生焦反应发生的重要石化工艺。其在进行催化裂化反应时，会产生烃类加氢反应。加氢裂化技术主要可以分为馏分油加氢裂化技术和汽柴油加氢裂化技术两种。

2加氢裂化技术影响因素

2.1原料油性质

为了检验原料油性质是否会影响加氢裂化技术，需要分别向原料油中加入直馏柴油、催化柴油和焦化柴油，采用能够有效提高加氢裂化整体效率的精制催化剂脱除硫、氮、氧以及金属离子、裂化催化剂等催化剂，并应用纯度不低于99.9%的氢气循环系统以此来确保实验结果的精准度。

向减压柴油中适当掺入50%体积数量的直馏柴油、催化柴油以及焦化柴油，能够使其原料油的品质出现较大差异，通过对比原材料，能够发现直馏柴油与减压柴油相比，除了总链烷烃含量，其油料密度、油料中氮、硫含量与原料中氢气含量等数据均呈现了下降趋势；催化柴油与减压柴油相比，其芳烃与密度值等数据出现了显著的提升，其加氢裂化后的氮和硫含量也存在显著的变化；焦化柴油与减压柴油相比，其裂化后的硫含量明显上升，氮含量则呈现下降趋势。

由于向减压柴油中加入不同种类油料时，其加氢裂化后的产物中不同种类元素的含量会出现明显变化，因此，能够科学的得出原料油的性质会直接影响加氢裂化的工艺条件和产品质量这一结论。只有根据实际情况严格的控制油料掺炼比例，才能够达到节能减排的目的[1]。

2.2产品收率

加氢裂化工艺流程图如图1所示，由于催化柴油相对于减压柴油而言，其不饱和烃含量、芳烃、胶质以及硫和氮含量较高,而氢碳原子摩尔比较低，这就使得加氢裂化工艺的耗氢量呈现上升趋势。同时，由于催化柴油的机械杂质含量以及悬浮物含量较高，其部分杂质会在进入加氢进料过滤器前被频繁的进行反冲洗，在进入过滤器后，催化柴油仍会携带部分胶质，这极易造成加氢裂化工艺中的原料发生氧化缩合反应然后生焦。对此，操作人员需要在原料缓冲罐内设置能够防止原料进行氧化沉渣的氮封。

图1 加氢裂化工艺流程图

以某炼化企业为例，对催化柴油与减压柴油之间的各类产品收率进行对比，数据结果如表1所示。

表1 催化柴油与减压柴油之间的各类产品收率对比

通过对表1进行分析，能够得出掺入油料对于产品的最终质量和液化气收率并没有显著影响，能够维持在较为稳定的状态，但是由于柴油掺入油料后，其部分重组分、稠环芳烃等加氢饱和、高温裂化现象的发生，其石脑油的收率有所下降，柴油收率有所提升，总液收的变化不甚明显，这也就使得柴油的整体产品收率呈现升高趋势。

2.3反应温度

反应温度是加氢裂化技术工艺中能够调节产品质量和转化率且对加氢裂化催化剂内中油选择性影响较大的最主要和最灵活的重要操作参数。由于加氢精制和加氢裂化反应都是能够提高反应温度、加剧裂化反应、降低产品收率的放热反应，会在造成催化剂积炭、加快反应器床层压差上升速度的同时，对反应的正向进行造成一定的阻碍作用。而反应温度过低又会使得加氢裂化反应的反应速度以及脱硫、脱氮率降低，使该工艺的转化率无法达到要求。因此，反应温度对加氢裂化技术具有一定的影响。通常情况下，操作人员会采用向反应器床层分段注入能够消除加氢裂化反应温度变化对中油选择性影响的冷氢、急冷油、含氮原料或者调整循环氢的氨浓度等科学且有效的方法。

2.4反应压力

反应压力是能够影响催化剂的加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和等反应性能以及加氢裂化柴油产品的芳烃含量的重要因素，由于加氢裂化反应在某种方面上可以看做是体积缩小的反应，其反应压力的提高对加氢裂化有正向作用。但是，随着反应压力的逐渐升高，企业相应的进行加氢裂变工艺的投资和操作费用就随之提升，这形成了巨大的操作安全风险。

为了能够充分降低操作风险，提高加氢裂变技术的经济性，操作人员需要在加氢裂化工艺中使用“最经济的反应压力”。也就是说，在较低反应压力的条件下, 将具有高加氢脱氮和芳烃饱和能力的精制催化剂与具有良好的氢性能和裂化活性的裂化催化剂进行有机结合，同时辅助以先进的保护剂技术、优化的级配方式以及进行了合理分配的精制和裂化段的苛刻度和优化反应条件，来进行加氢裂化反应，以此来获得理想的加氢裂化装置运转周期。而加氢裂化装置所采用的“最经济的反应压力”，是炼化企业在对原料油性质和产品生产方案进行充分思考和分析后，在保障整个工艺灵活性的前提下确立的，因此，该反应压力能够具有极好的技术经济性。

2.5空速

空速是能够反映加氢裂化装置处理能力，可以根据不同催化剂活性、原料油性质和反应深度进行调节和波动的重要操作因素，可以在0.5-10小时的范围之间进行波动。空速与反应温度之间具有一定的关联性，容易受到反应温度的制约。因此，为了能够确保整个加氢裂化工艺和系统的稳定运行，操作人员必须严格控制升温速率的快慢，在总进料处于稳定状态时，使其能够维持较低的空速，从而实现该反应的脱硫率、脱氮率以及烯烃饱和率有效提升。

2.6氢油比

通过提高氢油比可以有效提高反应装置中的氢分压，从而使混氢原料在催化剂床层能够分布均匀，在实现床层温升有效降低的同时，抑制缩合反应生成的催化剂积炭量，提高整个加氢裂变装置的运转周期。另外，提高氢油比有利于加氢过程这一放热反应的进行，该反应产生的大量循环氢是能够有效提高反应系统热容量的关键因素，其能够有效改善混氢原料以及反应产物的流动性能和传热性能，有效规避生焦堵塞炉管现象的发生。因此，在进行加氢裂化工艺时，必须要根据实际情况来设计合理的氢油比，当反应具有较低热效应时，采用较低的氢油比；当反应的热效应和氢耗量较大时，采用较高的氢油比[2]。

结语：总而言之，为了能够制定出最佳的加氢裂化方案，操作人员必须先根据产品性质来选择适合的原料油，然后根据其性质以及产品需求来确定最佳的反应温度、反应压力以及氢油比，以此来实现最大的经济效益。

参考文献：

[1]徐长磊. 汽柴油加氢处理技术及馏分油加氢裂化技术分析[J]. 石化技术,2022,29(05):93-95.

[2]王祖纲,李颖. 加氢裂化技术发展现状及展望[J]. 世界石油工业,2020,27(04):12-21.