石油炼制中的加氢催化剂与技术.pdfVIP

石油炼制中的加氢催化剂和技术 聂 红，李明丰，高晓冬，李大东 (中国石化石油化工科学研究院。北京100083) 摘要：以石油炼制过程中汽油、柴油、渣油加氢催化剂和技术的开发为例，说明应用基础研究在催化剂和技术开发 中的作用。这些研究包括加氢过程的各种基本反应(如加氢脱氮、加氢脱硫、烯烃加氢和芳烃饱和等)的热力学研 究、基本反应动力学及与催化剂组成及结构特征间的关系、活性组分与载体间的相互作用、反应物分子平均扩散半 径与催化剂空间结构的匹配、结焦失活的机理及其抑制措施等。 关 键词：选择性加氢脱硫；超深度加氢脱硫；RIPP渣油加氢一催化裂化双向组合技术(RICP) 石油炼制过程是石油各段馏分氢／碳比例调整并 的开发，有许多新技术和催化剂不断投放市场。 获得目标产品的过程。石油炼制工艺可以分成脱碳 催化剂和技术开发水平的高低，与基础研究密 和加氢2类过程。在脱碳过程中，一部分产品碳含 切相关。中国石化石油化工科学研究院(简称 量降低，氢含量上升；而另一部分生成物碳／氢比显 RIPP)进行了比较系统的应用基础研究，包括加氢 著提高，例如焦化是典型的脱碳过程；在加氢过程 过程的各种基本反应(如加氢脱氮、加氢脱硫、烯烃 中，所有产品的氢含量均上升，碳／氢比降低。目前 加氢和芳烃饱和等)的热力学研究、基本反应动力学 石油炼制工业面临许多问题，一方面石油资源越来 及与催化剂组成及结构特征间的关系、活性组分与 越向重质化、劣质化方向发展，意味着石油资源中 载体间的相互作用、反应物分子平均扩散半径与催 碳／氢比在不断上升，而另一方面随着经济发展和社 化剂空间结构的匹配、结焦失活的机理及其抑制措 会进步，对石油产品的需求，特别是轻质油品的需 施等。上述工作为设计不同类型、不同用途的加氢 求量增大，即要求油品中碳／氢比进一步下降。据统 催化剂和技术提供了科学信息。笔者以汽油、柴油、 渣油加氢催化剂和技术的开发为例加以说明。此 计，成品油产量由2007年的19518万t／a增加到 2009年的22801万t／a，增长率达17％。石油产品3个过程中，产品氢含量与原料相比。从略有增加 中燃料消耗产生的排放是环境的重要污染源之一， 到有所增加，直至大幅度增加，体现了不同油品本 为保护环境，世界各国制定了越来越严格的环保法 身氢含量的差别以及氢含量对产品性质的影响。 规，对石油产品提出了更高的质量要求。汽油规格 l 加氢催化剂和技术开发应用实例 最显著的变化是硫含量、烯烃及芳烃限制值大幅度 下降。柴油最显著的变化是硫含量大幅度下降、多 1．1汽油选择性加氢脱硫催化剂的开发 环芳烃受限制、十六烷值或十六烷指数要求提高。 随着国内对清洁低硫汽油产品需求不断提高， 由此可见，生产高辛烷值、低硫、低烯烃含量的汽 对催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术脱硫率的要求 油以及低硫、低芳烃柴油是车用燃料发展的必然趋 从原来的80％～90％提高到95％～98％，产品目标 势。如何利用现有石油资源，最大限度满足市场需 硫含量要求低于50}tg／g，并且RON损失需进一步 求和环保对石油产品质量的要求，是石油炼制企业 降低。RIPP开发成功的催化裂化汽油选择性加氢 需要解决的技术问题。 脱硫RSDS技术，其出发点是如何在加氢脱硫同时 无论是降低汽油的硫、烯烃含量，还是降低柴 尽可能少饱和烯烃。解决方法有2个：一是根据催 油的硫、芳烃含量，提高十六烷值以及调整油品结 化裂化汽油硫、烯烃的分布特点(烯烃主要集中分布 构，都可以用加氢的方法进行。发展相应的加氢技 在轻馏分中，硫主要集中