田魯+陳浩

摘 要：當(dāng)前，市場上對于油品的質(zhì)量要求越來越高，分子模擬技術(shù)、催化裂化技術(shù)等深加工技術(shù)在煉油企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，以滿足日益提高的產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保要求。為此，本文將就兩個方面的化學(xué)工程與工藝展開研究，以資借鑒。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；化學(xué)工藝；煉油；分子模擬技術(shù)；催化裂化技術(shù)

化學(xué)工程與工藝在煉油方面有著重要的作用。為此，本文將從現(xiàn)階段分子模擬技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域應(yīng)用情況介紹和催化裂化技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域應(yīng)用情況介紹兩個方面展開研究，以供參考。

一、現(xiàn)階段分子模擬技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域應(yīng)用情況介紹

從現(xiàn)階段煉油領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用情況來看，反應(yīng)化學(xué)等相關(guān)知識與技術(shù)在該領(lǐng)域得到廣泛地重視。原因在于，石油煉化過程伴隨著較多的物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象出現(xiàn)，而且各種不同物質(zhì)化學(xué)屬性的差異使之在反應(yīng)過程中發(fā)生不同的表現(xiàn)。自分子模擬技術(shù)研發(fā)問世并被引入石油煉化領(lǐng)域以來，科研人員實現(xiàn)了對石油煉化過程中不同物質(zhì)反應(yīng)機理的全新認(rèn)知，進而有力地推動了石油煉化技術(shù)的升級，亦提升了油質(zhì)的純度。因而此種技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域中的實際應(yīng)用前景被理論界與實務(wù)界廣泛看好。

龍軍等利用分子模擬方法，研究了異丁烷-丁烯烷基化反應(yīng)體系中C4和C8正碳離子可能進行的各類基元反應(yīng)。結(jié)果表明，對于C4正碳離子而言，2種伯丁基正碳離子的能量明顯較高；對于C8正碳離子而言，所有的伯正碳離子在結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，均自發(fā)地異構(gòu)成了相應(yīng)的C8仲正碳離子或叔正碳離子，說明異丁烷-丁烯烷基化反應(yīng)體系中C4和C8伯正碳離子存在的概率很低，并依據(jù)量子化學(xué)計算結(jié)果，確定了異丁烷-丁烯烷基化反應(yīng)體系中可能存在的正碳離子中間體，構(gòu)建了具有較強預(yù)測能力的基元反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

魯玉瑩等采用MS QMERA中QM和MM（量子力學(xué)和分子力學(xué)）相結(jié)合的方法，選用84T的HY分子篩簇模型，研究了HY分子篩催化C4烷基化反應(yīng)中異丁烯質(zhì)子化反應(yīng)過程。實驗顯示，在吸附了分子篩子的異丁烯先發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)了π-絡(luò)合物，其后，該種化合物通過依托正碳離子的過渡態(tài)，形成了表面烷氧基團，實驗結(jié)果驗證了固體酸催化烷基化反應(yīng)中正碳離子的引發(fā)要引入空間效應(yīng)因素。

二、催化裂化技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域應(yīng)用情況介紹

從國內(nèi)原油的特點來看，現(xiàn)階段催化裂化技術(shù)依然是國內(nèi)石油煉化領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)之一。考慮到供給側(cè)改革這一國家戰(zhàn)略導(dǎo)向政策的提出，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大技術(shù)研發(fā)投入力度，依托自主性技術(shù)革新實現(xiàn)石油煉化生產(chǎn)工藝的升級，以便切實推動國內(nèi)催化裂化設(shè)備工藝水平，縮短同域外發(fā)達國家石油煉化技術(shù)之間的差距。尤其是全球化時代背景下，國內(nèi)石油企業(yè)面臨較比先前更為慘烈地市場競爭形勢，其不但要保護國內(nèi)既得市場份額，同時亦要同國外石油企業(yè)進行競爭。而能否在激烈地全球市場競爭中存活下來，關(guān)鍵取決于國內(nèi)石油企業(yè)能否提升自身生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)，達成這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于國內(nèi)石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)著手實施技術(shù)創(chuàng)新和工業(yè)革新，有鑒于此，應(yīng)當(dāng)從下述方面提升自身的催化裂化技術(shù)：

（一）加工重質(zhì)原料

傳統(tǒng)的催化裂化主要以減壓餾分油為主要原料。由于輕質(zhì)油需求的不斷增長和原油價格的不斷提高，利用催化裂化技術(shù)加工重質(zhì)原料油如常壓重油、脫瀝青殘渣等可以得到較大的經(jīng)濟效益，如何解決在加工重質(zhì)原料油時焦炭產(chǎn)率高，重金屬污染催化劑嚴(yán)重等問題，是催化裂化催化劑和工藝技術(shù)發(fā)展中的一個重要方向。

（二）降低生產(chǎn)能耗

從環(huán)保角度來看，當(dāng)前國內(nèi)多數(shù)石油企業(yè)所使用的催化裂化裝置存在的一個普遍問題便是：設(shè)備運行過程中能耗較大，進而加大了企業(yè)的運營成本，同時亦不利于環(huán)保。因此，國內(nèi)石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織科研人員研究焦炭產(chǎn)率降低的有效措施，以便實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

（三）降低環(huán)境污染

石油企業(yè)的催化裂化裝置運行與作業(yè)過程中，會生成大量的粉塵、一氧化碳等物質(zhì)，這些物質(zhì)均是有害的污染源。因此石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)通過設(shè)備工藝革新等方式，實現(xiàn)對污染源的有效控制。

（四）研發(fā)新型催化劑，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝

石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)以可持續(xù)發(fā)展為企業(yè)宏觀戰(zhàn)略導(dǎo)向，通過研發(fā)新型催化劑，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝等方式，實現(xiàn)對重污染設(shè)備與工藝的取代。

（五）現(xiàn)階段石油企業(yè)原油加工工藝暴露出的問題

石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)同科研機構(gòu)進行技術(shù)合作，或者通過知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓等方式，對現(xiàn)有的加工工藝設(shè)備進行革新，以便使企業(yè)的生產(chǎn)過程得到優(yōu)化，生產(chǎn)中的能耗問題得到有效地控制。

（六）企業(yè)管理方面的創(chuàng)新舉措

石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)制定嚴(yán)格的煉油工藝技術(shù)管理規(guī)章，對日常生產(chǎn)過程實現(xiàn)制度化管理，以便依托制度建設(shè)，確保各個崗位能夠嚴(yán)格履行崗位生產(chǎn)職責(zé)。

現(xiàn)階段催化裂化技術(shù)依然是國內(nèi)石油企業(yè)所依賴的主要煉油技術(shù)，不過企業(yè)應(yīng)當(dāng)時刻關(guān)注前沿技術(shù)發(fā)展，在日后的生產(chǎn)中，通過新技術(shù)的引入實現(xiàn)對舊有技術(shù)的逐步取代。

參考文獻：

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作者簡介：

田魯（1993.03—），男，土家族，湖南湘西州人，單位邵陽學(xué)院生物與化學(xué)工程系，本科，研究方向：化學(xué)。endprint