張紹楚

摘要：目前，我國的工業(yè)化建設(shè)力度不斷加大，通過研制不同性質(zhì)的催化劑來進一步提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在加氫裝置使用前，需要通過對加氫催化劑進行預硫化來提高催化劑的性能，進而提高反應過程的催化效果，為生產(chǎn)過程增加產(chǎn)量，促進工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。但是，在加氫催化劑進行預硫化時，受到多方面因素的影響，為了實現(xiàn)最佳的硫化效果，必須采取合理的控制手段。本文針對加氫精制催化劑預硫化的方法以及過程中的影響因素進行了探討。

關(guān)鍵詞：加氫精制;催化劑;預硫化;影響因素

引言

目前，我國正在不斷加大對石油生產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管力度，并且提出了更加嚴格的環(huán)保化要求。加氫精制催化劑可以有效提高油品的質(zhì)量，從而降低石油生產(chǎn)過程對地球生態(tài)環(huán)境的污染程度。經(jīng)過預硫化處理的加氫精制催化劑具有較高的活性，同時穩(wěn)定程度高，能夠進一步提高反應過程的速率，從而實現(xiàn)更強的催化效果。然而，預硫化處理的過程比較復雜，且受到多種因素影響，需要不斷優(yōu)化預硫化過程來實現(xiàn)最佳的預硫化效果，同時為加氫裝置的穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。

一、加氫精制催化劑的預硫化及其反應原理

目前，由于工業(yè)生產(chǎn)的任務(wù)量不斷增加，人們對生態(tài)環(huán)境的污染程度也在不斷加大，導致了一系列污染事故，嚴重打破了地球的生態(tài)平衡。因此，全球加大了環(huán)保宣傳的力度，提高了石油生產(chǎn)行業(yè)的環(huán)保要求。加氫精制催化劑可以有效處理油品中的雜原子，使產(chǎn)品的成分含量符合相關(guān)要求，同時保證油品的質(zhì)量，對環(huán)境壓力的緩解有極其重要的作用。

1 加氫精制催化劑預硫化

在投入生產(chǎn)應用前，載體上的加氫精制催化劑活性成分主要是以氧化物的形態(tài)進行分布的，活性較低，且具有不穩(wěn)定的特性。因此，通過對加氫精制催化劑進行硫化，可以使金屬的存在形式從氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?，進而提高加氫精制催化劑的活性，同時穩(wěn)定性也得到了一定程度的提高，且活性提高程度與硫化過程的硫化度呈正相關(guān)。因此，為了提高催化過程的效果，需要對催化劑進行硫化。加氫過程中，原油中所含有的硫化物成分會對催化劑進行硫化作用，實現(xiàn)活性的提高，但是由于硫化物成分的含量較少，且反應的條件不能夠完全滿足硫化過程的要求，導致催化劑的硫化并不完全。因此，需要在加氫反應前進行預硫化處理，以實現(xiàn)催化劑的充分硫化，最終提升催化反應過程的效率。

2 加氫精制催化劑的預硫化反應原理

在加氫精制催化劑的預硫化過程中，主要涉及到兩個反應過程，首先是發(fā)生在反應器入口位置的化學反應，反應物分別為硫化劑與氫氣，生成物分別為H2S和CH4，反應過程中釋放一定的熱量。其次是在各個床層中發(fā)生的化學反應，反應物分別為催化劑中的金屬氧化物成分和硫化氫，生成物為金屬成分的硫化態(tài)，同樣的，反應過程中也釋放了一定的熱量。在整個預硫化的過程中所使用的硫化物為DMDS。

二、預硫化的技術(shù)方法

為了得到活性更高，穩(wěn)定性更強的加氫精制催化劑，需要針對實際的應用過程對催化劑進行相應的預硫化處理。為了進一步提升加氫精制催化劑的性能，并延長使用周期，國內(nèi)外的研究者們正在加大預硫化技術(shù)的研究力度，使預硫化技術(shù)得到了多個層面的探究，目前已經(jīng)收獲了較為明顯的成果。

1 器內(nèi)預硫化方法

器內(nèi)預硫化方法的主要處理場所是反應器，將待處理的加氫精制催化劑輸送到反應器中，通過對反應器中通入H2和硫化物來實現(xiàn)預硫化處理，同時要注意控制過程中的反應溫度。根據(jù)預硫化過程中的硫化劑通入的形式不同，可以將器內(nèi)預硫化分為氣相和液相兩種方式。氣相預硫化主要是直接通入硫化劑，在H2不斷循環(huán)的條件下進行預硫化處理。而主要是以硫化油為載體將硫化劑帶入到反應的裝置中，并在H2不斷循環(huán)的條件下進行預硫化處理。

2 器外預硫化方法

器外預硫化方法與器內(nèi)預硫化方法的區(qū)別在于催化劑和硫化劑的結(jié)合場所不同，器外方法主要是在裝入反應器之前便將催化劑與硫化劑相互結(jié)合，然后再一起裝進反應器中，通過控制溫度和H2的通入來實現(xiàn)處理過程的開啟和停止，提高了整個反應過程的效率。在應用器外預硫化方法時，常常采用單質(zhì)硫作為預硫化過程中的硫化劑。

三、加氫精制催化劑預硫化的影響因素分析

在加氫精制催化劑的預硫化處理過程中，硫化的最終效果受到多個方面因素的影響。主要包括預硫化期間的控制溫度、系統(tǒng)壓力、硫化時間以及H2的純度、H2S的濃度等。下面分別對這幾個影響因素進行分析。

1 預硫化過程的控制溫度

在預硫化處理的過程中，需要嚴格控制反應器中的溫度，確保整個反應能夠順利進行。常態(tài)情況下，硫化劑DMDS會在溫度達到200℃以后會發(fā)生分解反應，但是反應器中的催化器和H2會對硫化劑的分解溫度產(chǎn)生一定的影響，因此需要將硫化劑DMDS最初的注入溫度設(shè)置為175℃。此外，要將反應器中的床層溫度控制在230℃以下，避免催化劑在無H2S的環(huán)境中被H2還原，導致金屬態(tài)催化劑的產(chǎn)生，進而影響預硫化的處理。整個硫化的反應主要是在230℃-290℃的溫度范圍內(nèi)完成的，在290℃及以上的升溫過程中，對殘留的催化劑進行充分的硫化，直至溫度達到350℃。

2 預硫化過程的系統(tǒng)壓力

隨著預硫化的反應過程的進行，反應器中的氣壓不斷的減小，反應的速率逐漸減慢，并且反應只停留在催化劑的表層。為了提高反應的速率，增加反應的充分程度，需要控制系統(tǒng)的硫化壓力。通過增加系統(tǒng)壓力，可以使反應深入到催化劑的內(nèi)部，有利于反應物之間充分接觸，進而實現(xiàn)催化劑的完全硫化。同時還會進一步提高催化劑表面位置上的硫化物分解速率。

3 預硫化過程的硫化時間

預硫化過程的硫化時間直接決定著催化劑的硫化效果，因此為了得到活性更強的加氫催化劑，需要對硫化的時間進行嚴格的控制。硫化的時間主要與硫化溫度、溫度上升的速率以及H2的濃度等因素相關(guān)，因此需要對硫化過程的溫度進行合理控制來達到最佳的硫化時間。此外，硫化的效果并不是隨著硫化時間的增加而不斷增強，一旦達到上升瓶頸，應通過合理控制其他影響因素來進一步提高硫化度。

4 預硫化過程H2的純度

在預硫化過程中，主要的反應物H2是不斷被消耗的，且隨著硫化反應的進行H2純度也在不斷的降低。為了使整個硫化過程保持較高的硫化度，需要全程保證H2的純度。在硫化處理設(shè)定初始的反應條件時，需要將最新輸入的H2純度設(shè)置為95%以上，將循環(huán)H2純度設(shè)置為80%以上。

5 預硫化過程H2S的濃度

化學反應的反應速率與反應物的濃度有關(guān)，在預硫化處理過程中，主要的反應物包括H2S，而H2S的濃度主要取決于硫化劑DMDS的輸入量。因此，為了實現(xiàn)更高的反應速率，需要加大DMDS的輸入量來提高H2S的濃度，但是當H2S的濃度增加到一定程度時，反應的速率會呈現(xiàn)出不再增加的穩(wěn)定狀態(tài)，此時應立即停止H2S的濃度的增加。此外，反應速率過快會導致局部放熱而溫度過高，進而造成反應器產(chǎn)生飛溫的狀況，存在安全隱患。

結(jié)語

為了實現(xiàn)活性更高、穩(wěn)定性更強的加氫精制催化劑，需要采用合適的方法對催化劑進行預硫化處理。在處理的過程中，存在諸多影響因素，需要合理控制反應過程的溫度和系統(tǒng)壓力，科學設(shè)置硫化時間，嚴格增減反應物的濃度，實現(xiàn)預硫化過程反應條件的有效控制，達到最佳的硫化效果，進而提高加氫精制催化劑的活性和使用壽命。

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