浅析原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的分析

渣油加氢技术浅析摘要：作为原油中最重的馏分，渣油是加氢裂化工艺的重要原料之一。

由于不同油田生产的原油其性质和组成相差甚远，因此，通过对渣油的性质和组成的分析，一方面，为选择适宜的加工途径，生产合适的石油产品提供必要的依据；另一方面，为加氢裂化、加氢精制等生产过程中所使用催化剂的开发及其工艺的优化提供技术支持。

关键词：渣油；加氢；工艺近年来，随着能源危机的日益加剧，原油变劣、变重，轻质油品的需求日益增加以及环保要求越来越严格等多种因素的影响，渣油的利用越来越被人们所重视，渣油深度转化也成为炼油厂长期追求的目标。

如何深度加工产量日益增长的重质原油和其中的大量高硫减压渣油，以满足经济发展对清洁燃料和低硫锅炉燃料油的需要和环保法规的要求，已经成为21世纪世界炼油工业开发的重点。

1渣油原料的主要特点渣油是原油中最重的馏分，包括常压渣油和减压渣油。

常压渣油是原油在常压蒸馏装置中蒸馏后的塔底剩余物，而减压渣油是常压渣油在减压蒸馏装置中进一步蒸馏后的塔底剩余物。

原油中大部分的硫、氮、残炭和金属等杂质均富集浓缩于渣油中，渣油原料具有自身独特的特点。

从化学组成看，渣油含有较大量的金属、硫和氮等杂质元素以及胶质、沥青质等非理想组分。

从化学性质看，渣油平均分子量大、氢碳比低，在反应中易结焦物质多。

从物理性质看，渣油粘度大、密度高。

不同原油的渣油有其各自的特点，如有的渣油镍高、钒低，有的渣油硫高、氮低，而有的则相反。

2渣油加氢的发展背景2.1世界原油资源有限世界原油资源十分有限，以目前开采速度计算，世界原油储量可采40年左右，因此，原油资源十分紧张，应合理、充分利用宝贵的石油资源。

2.2原油变重、变劣世界原油质量总变化趋势为：含硫和高硫原油比例逐年增加，含酸和高酸原油的产量也逐年增加。

含硫原油和高硫原油的产量约占75％o同时，世界高酸原油(酸值大于1．0mgKOH／g)产量和稠油产量也在不断增加，到20世纪末，世界稠油产量占到了原油总产量的30％，因此，重质原油的加工日益受到石油工业的重视。

原料油对油脂加氢催化剂加氢活性的影响刘伟，陈永生，孙春晖，许岩，于海滨（中海油天津化工研究设计院300131）摘要：通过催化剂的加氢评价正交实验，考察了原料油中水分及挥发物含量、过氧化值高低、不溶性杂质含量和硫含量对催化剂油脂加氢性能的影响。

实验结果表明原料油中过氧化值和硫含量是导致催化剂中毒的主要因素，不溶性杂质和挥发物含量也会影响催化剂活性。

因此在原料油的生产过程中要严格控制其过氧化值、硫含量和水分及挥发物含量才能有益于加氢反应的顺利进行。

关键词：油脂加氢催化剂；正交实验；稀土元素油脂氢化是将不饱和的动植物油，通过催化剂将其双键部分或完全加氢的过程，其主要目的是：降低油脂不饱和度，提高熔点，增加固体脂肪含量；提高油脂对氧和热的稳定性。

对于食用油，加氢还可以改善油脂的色泽、香气和风味。

油脂氢化反应的关键是选用合适的催化剂。

在我国硬化油生产已有几十年的历史，目前我国油脂加氢催化剂完全依赖进口，年用量约6000吨，价格由2003年的8万元/吨飞涨到目前的15万元/吨，严重制约了国内油脂企业的发展，研制高活性高选择性的油脂加氢催化剂是当前我国油脂氢化领域中急待解决的问题，也是目前研究的热点[1]。

由于油脂在生产、储存和运输过程中各个因素的影响造成同一种油脂的成分也不尽完全相同，在加氢过程中会对催化剂造成影响。

本文以工业植物油作为原料油对催化剂进行加氢评价，通过设计正交实验选取不同的原料油进行九次加氢评价实验，考察了原料油中水分及挥发物含量、过氧化值高低、不溶性杂质含量和硫含量对催化剂加氢性能的影响。

针对不同影响因素可以指导油脂生产厂家对原料油进行相应预处理，降低氢化油反式脂肪酸含量，保证氢化油质量，同时对催化剂改进也起到指导作用。

1实验部分1.1原料与仪器工业级植物油，江苏双马化工集团；氢气钢瓶气（纯度99.5%），天津立祥气体有限公司；催化剂，自制Ni基催化剂。

植物油中水分计挥发物含量按照GB/T 5528－2008/ISO 662：1998进行测定，过氧化值测定按照GB/T 5538－2005/ISO 3960：2001方法进行测定，不溶性杂质按照GB/T 15688-2008进行测定，硫含量使用WK-2C型综合微库仑仪进行测定。

原料性质对渣油加氢装置的影响及控制效果伴随着我国经济发展的速度，石油行业也有了很大的发展，在其中，为了延长渣油加氢装置的运转的周期，使之可以增加催化剂的可利用率，以便于提升渣油加氢-催化裂化的联合装置的经济上的效益，我们从原料方面的性质来进行研究与探讨，研究怎样才能在最大的限度上对渣油加氢装置的运行的周期进行加长，通过优化并控制原料性质以及采取了中国石化石油化工科学研究院研发出的RHT系统第三代催化剂，达到了使装置进行较长周期的运行[1]。

标签：渣油加氢;原料性质;固定床;伴随着日益严格的环保条例，对于炼油企业能够生产出的清洁的油品以及需要做到的清洁生产的要求也会变得越来越高。

由于使用固定床的渣油加氢以及催化裂化的组合的工艺能够使得重油在最大的限度上得到轻质化，而且具有产品收率好、产品的质量相对较高、对于环境友好等许多的优点与长处，所以在目前的国内炼油中被大量运用，而在其中，运用固定床渣油加氢装置的重要的目的就是为下游的催化裂化装置提供出杂质含量较低且裂化性能较好的较为优质的原料[2]。

1.原料的性质对于渣油加氢的影响因为渣油的分子相对较大，进行反应的反应物也较为复杂，所以渣油的加氢装置中采取的催化剂一般为级配装填的方式，在其中一般都包括：保护剂、加氢脱硫催化剂与加氢脱金属催化剂。

为了做到能够让催化剂中的杂质脱除率达到相应的要求，所以渣油的加氢中采用的工序所需的条件也较为苛刻，它要求相对较高的氢分压与参加反应时的温度，而且需要保持空速在加氢过程中远远低于馏分油的加氢过程。

并且在进行反应时，原料性质、操作条件以及催化剂都可以影响到一整个装置的运行的周期。

在他们之中，原料油性质对整个装置的影响相对较大，而且应用原料油的性质能够大致上计算出催化剂的相关反应性能[3]。

2.原料油性质对装置开工的影响在设计渣油加氢装置时，其具有相对较宽的弹性对于加工原料油的性质来说，然而因为不同种的催化剂的寿命以及生产合格商品所需要的操作条件，不相同的原料油的相关性质相对于装置的操作有着较大的影响。

加氢精制催化剂的组成制备及其性能评价加氢精制催化剂的主要组成包括载体和活性组分。

载体通常选用高表面积、孔径分布合适的氧化铝、硅胶、硅铝酸盐等材料，以提供高活性组分负载量和稳定性。

活性组分一般为金属和非金属元素的含有催化活性的化合物。

常用的金属活性组分有镍、钴、钼等，而非金属活性组分则包括磷、硫等。

这些活性组分在催化剂中具有加氢活性和选择性，从而实现对石油产品中杂质的降解和去除。

制备加氢精制催化剂的方法主要有物理混合、浸渍和共沉淀等。

物理混合是将载体和活性组分直接混合，并通过压制、干燥等工艺步骤形成催化剂。

浸渍法是将载体浸渍在含有活性组分的溶液中，然后通过干燥和煅烧等步骤获得催化剂。

共沉淀法是通过共同沉淀载体和活性组分来获得催化剂，可以在溶液中通过改变温度、pH值等条件来控制沉淀的形貌和晶体结构。

对加氢精制催化剂的性能评价主要包括催化活性、选择性、稳定性和失活机理等方面。

催化活性是指催化剂对石油产品中有害杂质的降解能力。

可以通过加氢反应器实验来评价催化剂对于石油产品中的硫、氮等杂质的去除率和反应速率常数等指标。

选择性是指催化剂在加氢反应中对不同化合物的选择加氢能力。

例如，催化剂在加氢脱硫反应中对硫脂、硫醚等化合物的选择加氢能力。

稳定性是指催化剂在加氢反应过程中的性能稳定性，主要包括活性和选择性的变化情况。

失活机理则是指催化剂性能下降的原因和机制。

综上所述，加氢精制催化剂的组成和制备方法对其性能有重要影响。

在评价性能时，需要综合考虑催化活性、选择性、稳定性和失活机理等多个方面的指标。

只有通过合理的组成制备和全面的性能评价，才能获得更高效、更稳定的加氢精制催化剂。

原料性质对柴油加氢影响技术分析柴油加氢技术是一种将柴油中的含硫、含氮、含氧等杂质和不饱和化合物加氢裂解为低碳数、饱和的烷烃和环烷烃的过程。

原料性质是柴油加氢技术中的关键因素之一，其影响着加氢过程的效率和产品质量。

本文将从原料的组成、硫含量、氮含量、重芳烃含量等方面分析原料性质对柴油加氢的影响。

首先，原料的组成对柴油加氢有着很大的影响。

柴油是一种复杂的混合烃，其主要成分为烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃等。

不同组分在加氢反应中的裂解活性和选择性不同，因此影响了加氢反应的效果。

一般来说，烷烃和环烷烃比烯烃和芳烃更容易加氢裂解，并生成更多的饱和烃和低碳数的烴烃，对于提高产品质量和减少不饱和物的含量有着积极的作用。

其次，硫含量是影响柴油加氢效果的另一个重要因素。

硫是催化剂的中毒剂，在加氢反应中容易吸附在催化剂表面，抑制了反应的进行。

高硫柴油加氢的反应活性较低，需要较高的操作温度和加氢压力，同时催化剂的中毒速度也加快，降低了催化剂的寿命。

因此，降低原料中硫含量，对提高柴油加氢反应的活性和选择性非常重要。

另外，氮含量也是影响柴油加氢效果的因素之一、氮在加氢反应中易生成氨和氮化合物，对催化剂的活性和寿命造成不利影响。

氮化合物易在催化剂表面吸附，抑制了氢气和柴油之间的接触，影响了加氢反应的进行。

因此，原料中氮含量越低，加氢反应的效果越好。

最后，重芳烃含量也是影响柴油加氢效果的因素之一、重芳烃含量高的柴油在加氢反应中易生成较多的环烷烃和芳烃，同时产生一定量的蜡烃和副产物，降低了产品的收率和质量。

因此，降低重芳烃含量，对于改善柴油加氢反应的效果非常重要。

综上所述，原料性质对柴油加氢的影响非常重要。

通过合理控制柴油的组成、降低硫、氮和重芳烃含量，可以提高加氢反应的效率和产品质量，延长催化剂的寿命，实现柴油加氢技术的经济效益和环保效益。

在实际生产中，需根据柴油原料的性质特点，制定合理的加氢工艺条件，以达到最佳的加氢效果。

浅析原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的分析渣油加氢转化是炼油工业中一项重要的加工工艺，通过加氢反应可以将重质含硫、含氮化合物和多环芳烃等高污染物质转化为低污染的产品，提高了产品的品质和降低了环境污染。

而对于浅析原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的分析，则是以此为基础的一项研究。

本文将从原料组成对渣油加氢转化性能的影响以及催化剂性质对此过程的影响两个方面进行深入探讨。

一、原料组成对渣油加氢转化性能的影响渣油是炼油过程中产生的一种重质产品，其主要成分包括含硫化合物、含氮化合物和多环芳烃等，这些成分不仅对环境造成污染，而且会影响产品的质量和性能。

对原料组成进行分析对于提高渣油加氢转化性能至关重要。

1. 含硫化合物含硫化合物是渣油中的主要污染物质之一，对环境造成的危害较大。

在渣油加氢转化过程中，含硫化合物首先要被转化为硫化氢，其反应速率往往受到原料的含硫量和硫化物的种类影响。

一般而言，含硫量越高、硫化物种类越复杂的渣油，其加氢转化性能越差，因此降低原料中的含硫量对于提高渣油加氢转化性能至关重要。

3. 多环芳烃多环芳烃是渣油中的另一种重要组成部分，其含量较高会降低渣油的加氢转化性能。

多环芳烃在加氢反应中往往需要经过环构化、裂化等反应才能被有效转化，这些过程往往需要较高的反应温度和压力，因此会影响反应的速率和产物的质量。

降低原料中多环芳烃的含量也是提高渣油加氢转化性能的重要手段之一。

催化剂是渣油加氢转化过程中的关键因素之一，其性质直接影响着反应的速率和产物的质量。

在加氢反应中，一般采用贵金属、镍钼等金属催化剂，并在其表面负载一定的助剂，以提高催化剂的稳定性和活性。

以下是催化剂性质对渣油加氢转化性能的影响：1. 催化剂的活性催化剂在反应过程中往往会受到各种因素的影响，如高温、高压、反应产物的腐蚀等，这些因素都会降低催化剂的稳定性，降低了反应的速率和产物的质量。

提高催化剂的稳定性对于提高渣油的加氢转化性能也是非常重要的。

加氢精制催化剂的组成、制备及其性能评价前言：加氢精制是石油加工的重要过程之一，它主要是通过催化加氢脱除原油和石油产品中的S、N、O以及金属有机化合物等杂质[1]。

加氢精制主要包括加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)和加氢脱金属(HDM)等工艺，一般在催化加氢过程中是同时进行的。

其具体流程图[1]如下所示：近年来，由于原油的质量逐渐变差以及对重油的加工利用的比例逐渐增大，给加氢精制过程提出了更高的要求。

出于对环保的重视，世界各国普遍制订了严格的环保法规，对汽油、柴油等燃料油中N和S含量作出了严格的限制。

此外，又对汽油中的苯、芳烃、烯烃含量、含氧化合物的加入量以及柴油十六烷值和芳烃含量等也有严格的限制指标。

这些清洁燃料的生产均与加氢技术的发展密切相关[2]。

因而加氢精制技术已成为石油产品改质的一项重要技术，其核心又在于加氢精制催化剂的性能。

一、催化加氢催化剂的组成及其制备方法1.加氢催化剂的组成加氢精制催化剂一般都是负载型的，是有载体浸渍上活性金属组分而制成[3]。

载体一般均是Al2O3。

（1）活性组分其活性组分主要是由钼或钨以及钴或镍的硫化物相结合而成[4]。

目前工业上常用的加氢精制催化剂是以钼或钨的硫化物为主催化剂，以钴或镍的硫化物为助催化剂所组成的。

对于少数特定的较纯净的原料，以加氢饱和为主要目的时，也有选用含镍、铂或钯金属的加氢催化剂的。

钼或钴单独存在时其催化活性都不高，而两者同时存在时互相协合，表现出很高的催化活性。

所以，目前加氢精制的催化剂几乎都是由一种VIB族金属与一种VIII族金属组合的二元活性组分所构成。

（2）载体γ-Al2O3是加氢精制催化剂最常用的载体。

一般加氢精制催化剂要求用比表面积较大的氧化铝，其比表面积达200~400m2/g，孔体积在0.5~1.0cm3/g之间。

[1]氧化铝中包含着大小不同的孔。

不同氧化铝的孔径分布是不同的，这取决于制备的方法和条件。

此外，加氢精制催化剂用的氧化铝载体中有时还加入少量的SiO2，SiO2可抑制γ-Al2O3晶粒的增大，提高载体的热稳定性。

基础研究石　油　炼　制　与　化　工ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ　ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ　ＡＮＤ　ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ２０１３年２月　第４４卷第２期 收稿日期：２０１２－０５－１４；修改稿收到日期：２０１２－０８－０３。

作者简介：孙昱东（１９７０—），副教授，博士，主要从事石油加工、石油化学方面的研究工作。

通讯联系人：孙昱东，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｄｓｕｎ＠ｕｐｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。

基金项目：中国石油重大科技专项（１０－０１Ａ－０５－０１－０４）；中央高校基本科研业务费专项基金项目（２７Ｒ１１０４０４９Ａ）；中国石油科技创新基金项目（２０１１Ｄ－５００６－０４０５）。

原料对渣油加氢处理残渣油收率和性质的影响孙昱东１，赵元生２，杨朝合１，山红红１（１．中国石油大学（华东）化学工程学院，山东青岛２６６５５５；２．中国石油石油化工研究院）摘　要：分别以来源和属性不同的常压渣油和减压渣油为原料，在同一反应条件下进行加氢转化反应，考察原料属性对加氢残渣油收率和性质的影响。

结果表明，无论是常压渣油还是减压渣油，都是黏度大、沥青质含量高的原料加氢反应转化率较高，汽油、柴油及焦炭收率较高，残渣油收率较低。

与原料油相比，加氢反应所得大于３５０℃残渣油的饱和分含量增加，芳香分含量降低。

实验所考察的四种渣油中只有沥青质含量很低的抚顺减压渣油加氢转化后所得沥青质与焦炭的产率之和大于原料中的沥青质含量，表明当原料中沥青质含量较高时，渣油加氢转化反应过程中沥青质主要以发生氢解反应生成小分子组分为主。

关键词：原料　渣油加氢　残渣油　收率　沥青质渣油是石油中沸点最高、平均相对分子质量最大、结构最复杂、极性最大的馏分，包含了大量具有多种不同结合形式的硫、氮、氧和重金属等杂原子。

在渣油加氢反应过程中，原料性质对加氢反应性能存在着较大的影响，不同原料的物性和化学组成不同，反应状态不同，造成反应体系中组分的分布和溶胶能力不同［１］；不同原料的加氢转化反应特性不同，对产品性质和分布、加氢催化剂失活的影响也不同。