化学工程与工艺在炼油方面的应用浅述

田鲁+陈浩

摘 要：当前，市场上对于油品的质量要求越来越高，分子模拟技术、催化裂化技术等深加工技术在炼油企业得到了广泛的应用，以满足日益提高的产品质量和环保要求。为此，本文将就两个方面的化学工程与工艺展开研究，以资借鉴。

关键词：化学工程；化学工艺；炼油；分子模拟技术；催化裂化技术

化学工程与工艺在炼油方面有着重要的作用。为此，本文将从现阶段分子模拟技术在石油炼化领域应用情况介绍和催化裂化技术在石油炼化领域应用情况介绍两个方面展开研究，以供参考。

一、现阶段分子模拟技术在石油炼化领域应用情况介绍

从现阶段炼油领域的技术应用情况来看，反应化学等相关知识与技术在该领域得到广泛地重视。原因在于，石油炼化过程伴随着较多的物质化学反应现象出现，而且各种不同物质化学属性的差异使之在反应过程中发生不同的表现。自分子模拟技术研发问世并被引入石油炼化领域以来，科研人员实现了对石油炼化过程中不同物质反应机理的全新认知，进而有力地推动了石油炼化技术的升级，亦提升了油质的纯度。因而此种技术在石油炼化领域中的实际应用前景被理论界与实务界广泛看好。

龙军等利用分子模拟方法，研究了异丁烷-丁烯烷基化反应体系中C4和C8正碳离子可能进行的各类基元反应。结果表明，对于C4正碳离子而言，2种伯丁基正碳离子的能量明显较高；对于C8正碳离子而言，所有的伯正碳离子在结构优化时，均自发地异构成了相应的C8仲正碳离子或叔正碳离子，说明异丁烷-丁烯烷基化反应体系中C4和C8伯正碳离子存在的概率很低，并依据量子化学计算结果，确定了异丁烷-丁烯烷基化反应体系中可能存在的正碳离子中间体，构建了具有较强预测能力的基元反应网络。

鲁玉莹等采用MS QMERA中QM和MM（量子力学和分子力学）相结合的方法，选用84T的HY分子筛簇模型，研究了HY分子筛催化C4烷基化反应中异丁烯质子化反应过程。实验显示，在吸附了分子筛子的异丁烯先发生了化学反应，生产了π-络合物，其后，该种化合物通过依托正碳离子的过渡态，形成了表面烷氧基团，实验结果验证了固体酸催化烷基化反应中正碳离子的引发要引入空间效应因素。

二、催化裂化技术在石油炼化领域应用情况介绍

从国内原油的特点来看，现阶段催化裂化技术依然是国内石油炼化领域中的关键技术之一。考虑到供给侧改革这一国家战略导向政策的提出，石油企业应当加大技术研发投入力度，依托自主性技术革新实现石油炼化生产工艺的升级，以便切实推动国内催化裂化设备工艺水平，缩短同域外发达国家石油炼化技术之间的差距。尤其是全球化时代背景下，国内石油企业面临较比先前更为惨烈地市场竞争形势，其不但要保护国内既得市场份额，同时亦要同国外石油企业进行竞争。而能否在激烈地全球市场竞争中存活下来，关键取决于国内石油企业能否提升自身生产效率与产品品质，达成这一目标的关键在于国内石油企业应当着手实施技术创新和工业革新，有鉴于此，应当从下述方面提升自身的催化裂化技术：

（一）加工重质原料

传统的催化裂化主要以减压馏分油为主要原料。由于轻质油需求的不断增长和原油价格的不断提高，利用催化裂化技术加工重质原料油如常压重油、脱沥青残渣等可以得到较大的经济效益，如何解决在加工重质原料油时焦炭产率高，重金属污染催化剂严重等问题，是催化裂化催化剂和工艺技术发展中的一个重要方向。

（二）降低生产能耗

从环保角度来看，当前国内多数石油企业所使用的催化裂化装置存在的一个普遍问题便是：设备运行过程中能耗较大，进而加大了企业的运营成本，同时亦不利于环保。因此，国内石油企业应当组织科研人员研究焦炭产率降低的有效措施，以便实现节能减排的目的。

（三）降低环境污染

石油企业的催化裂化装置运行与作业过程中，会生成大量的粉尘、一氧化碳等物质，这些物质均是有害的污染源。因此石油企业应当通过设备工艺革新等方式，实现对污染源的有效控制。

（四）研发新型催化剂，创新生产工艺

石油企业应当以可持续发展为企业宏观战略导向，通过研发新型催化剂，创新生产工艺等方式，实现对重污染设备与工艺的取代。

（五）现阶段石油企業原油加工工艺暴露出的问题

石油企业应当同科研机构进行技术合作，或者通过知识产权转让等方式，对现有的加工工艺设备进行革新，以便使企业的生产过程得到优化，生产中的能耗问题得到有效地控制。

（六）企业管理方面的创新举措

石油企业应当制定严格的炼油工艺技术管理规章，对日常生产过程实现制度化管理，以便依托制度建设，确保各个岗位能够严格履行岗位生产职责。

现阶段催化裂化技术依然是国内石油企业所依赖的主要炼油技术，不过企业应当时刻关注前沿技术发展，在日后的生产中，通过新技术的引入实现对旧有技术的逐步取代。

参考文献：

[1]龙军，何奕工，代振宇.异丁烷-丁烯烷基化体系基元反应网络研究[J].石油学报（石油加工），2010，（26）.

[2]鲁玉莹，李永祥，龙军等.HY催化C4烷基化中异丁烯质子化反应的分子模拟[J].石油学报（石油加工），2014，（30）.

[3]郭亚逢，郭宏新，张楠，楼宇航，牟桂芹.炼油厂氢气网络优化的工程设计应用[J].石油学报（石油加工），2012（01）.

[4]焦云强，苏宏业，廖祖维，侯卫锋.炼油厂氢气网络建模与多目标优化（英文）[J].Chinese？Journal？of？Chemical？ Engineering，2011（06）.

作者简介：

田鲁（1993.03—），男，土家族，湖南湘西州人，单位邵阳学院生物与化学工程系，本科，研究方向：化学。endprint