<p class="ql-block"> 选择性在装置生产或工作生活中无处不在，我们经常说希望要这个，不希望要那个！喜欢吃这个，不喜欢吃那个！你和他好，不和他好，都是选择性的意思！</p><p class="ql-block"> 那么，在加氢技术领域什么是选择性呢？</p><p class="ql-block"> 从广义来说，在炼油和化工行业，为了达到期望的、最经济的目标，往往都要求化学反应过程具有一定的选择性，比如，用户希望多产柴油少产石脑油、要脱硫不要饱和芳烃等，实际上都是在讲选择性的问题！</p><p class="ql-block"> 但是，在石油化工领域这个”选择性”，可不是绝对的就选择谁或不选择谁，而是对众多的化学反应过程中的相对而言，即多与少以及快与慢的问题。</p><p class="ql-block"> 《 图片说明:作者在办公室留影》</p> <p class="ql-block"> 选择性加氢技术主要应用于催化裂化汽油、乙烯裂解汽油的加氢精制过程，还广泛用于化工原料的加氢精制，如C4馏分的精制生产MTBE、TAME等醚类高辛烷值组分的精制；还有异构化原料、烷基化原料以及丙烷脱氢原料MAPD的加氢处理等。</p><p class="ql-block"> 实际上，在某些原料的加氢处理以及加氢裂化领域，都要求加氢生产过程具有选择性，如芳烃油的加氢脱硫同时要求芳烃损失最小、加氢裂化要求具有最大量石脑油或柴油的选择性等。。</p><p class="ql-block">《图片:作者在国家能源低碳研究所留影》</p> <p class="ql-block"> 选择性加氢的目的是脱除原料中的二烯烃，保护下游加工过程的催化剂寿命以及化工生产的安全性。</p><p class="ql-block"> 当然，不同生产过程要求的选择性不一样。如裂解汽油选择性加氢的目的就是使其中的二烯烃和烷烯基芳烃转化为相应的单烯烃和烷基芳烃；丙烷脱氢原料的选择性加氢目的是使炔烃或二烯烃变成单烯烃，提高丙烯产率，而聚合级的烯烃原料组成要求更为严格 。</p><p class="ql-block">《图片:作者在北京石油化工学院留影》</p> <p class="ql-block"> 大千世界，选择性无处不在！</p><p class="ql-block"> 在石油化学工业中，咱们所说的”选择性”主要指催化反应的选择性，即指在能发生多种化学反应的系统中，同一催化剂促进不同反应的程度比较。</p><p class="ql-block"> 以乙醇反应为例，采用铜或银催化剂，在325℃时生成乙醛；而采用浓硫酸做催化剂，在140℃时生成乙醚，而在170℃时生成乙烯和水，所以，对于同一个反应物来说，催化剂不同、工艺条件不同，反应产物也不同。实际在工业应用中，就是利用催化剂在不同工艺条件下的反应选择性，使一定的原料向指定的方向转化，最大限度达到我们的期望值，与此同时尽可能的减少副反应发生。</p><p class="ql-block">《图片:作者在北京与匈牙利客人进行项目交流》</p> <p class="ql-block"> 在实际的催化剂制备以及工业生产操作中，如何做到更好的发挥出催化剂的选择性，这需要我们认识如下几个问题:</p><p class="ql-block">1，加氢反应的步骤；</p><p class="ql-block">2，石油烃分子的加氢反应顺序；</p><p class="ql-block">3，提高催化剂加氢选择性反应的手段；</p><p class="ql-block">4，合理的工艺操作条件。</p><p class="ql-block"> 弄懂以上几个问题，才能在实际工作中摸索出最佳的选择性方案。</p><p class="ql-block">《图片:作者在河南丰利石化公司留影》</p> <p class="ql-block"> 如何使一个反应过程具有更好的选择性，作者认为，一个理想的反应选择性取决于三个方面，即原料的选择、催化剂特性和工艺条件，三者缺一不可。</p><p class="ql-block"> 比如，在催化汽油选择性加氢过程中，选择性的好坏即辛烷值损失的大小，就与原料油中的硫含量和烯烃的分布有很大的关系，如果原料中这两种杂质在轻重馏分中分布不明显，那么催化汽油的选择性加氢是得不到理想结果的！</p><p class="ql-block"> 至于催化剂的选择性也是尤为重要，因为催化剂决定着反应物与生成物的吸附与脱附的速率，是决定最终产品的核心因素。</p><p class="ql-block"> 而工艺条件如压力、空速、氢油比等则是决定反应速率与程度的关键，在反应原料和催化剂固定的情况下，工艺流程的设置和工艺操作条件决定着选择性的优劣。</p><p class="ql-block">《图片: 作者在大连理工大学留影》</p><p class="ql-block"> </p> <p class="ql-block"> 我们下面了解一下催化加氢反应的步骤。</p><p class="ql-block"> 对于工业装置的加氢反应，属于多相催化反应，总反应过程分为外扩散、内扩散、吸附和反应四个阶段共7个步骤:</p><p class="ql-block">1，反应物通过催化剂颗粒外表面的膜扩散到催化剂的我表面；</p><p class="ql-block">2，反应物自外表面向内表面扩散；</p><p class="ql-block">3，反应物在内表面上吸附；</p><p class="ql-block">4，反应物在催化剂内表面上反应生成产物；</p><p class="ql-block">5，产物在内表面上脱附；</p><p class="ql-block">6，产物自内表面扩散至外表面；</p><p class="ql-block">7，产物自催化剂外表面通过膜扩散到外部。</p><p class="ql-block"> 催化加氢反应的特点，就是当过程如果有某一阶段比其他阶段速率慢时，则整个反应的速率就取决于该阶段，即成为控制整个反应的步骤。</p><p class="ql-block">《图片: 作者在山东海右石化公司留影》</p> <p class="ql-block"> 根据催化加氢反应的阶段和步骤，并根据原料的特性以及生产目标期待，催化剂的选择尤为重要。比如，对于处理含有烯烃物料的选择性加氢催化剂，要求其具有如下特性:</p><p class="ql-block">1，载体要选择大孔、低酸、热稳定性要好的氧化铝载体；</p><p class="ql-block">2，活性组分选择VIII和IB族元素，主要选</p><p class="ql-block">pt、pd、Ni、Co并优化含量；添加助剂</p><p class="ql-block">Au、Ag等改善选择性；</p><p class="ql-block">3，制备方面采用浸渍或喷淋发，分散均匀呈薄壳状分布。</p><p class="ql-block"> 一个选择性上乘的催化剂，要通过建立选择性加氢反应动力学模型，认真研究不同烃类分子的选择性加氢反应而得。</p><p class="ql-block">《图片:工业化选择性加氢催化剂颗粒》</p> <p class="ql-block"> 总而言之，选择性加氢技术是永远需要优化和进步的领域，我们总是希望主反应都听我们的，副反应一点不要！</p><p class="ql-block"> 石油是个混合物，主要由烃类和非烃类组成，分子大小不同，结构不同，极性不同，在同一个反应环境下各种反应非常复杂，对于一种特定的原料，我们应该从分子角度去研究他们不同的反应机理和反应速率，如一般来说，加氢反应速率依次为:硫醇>二硫化物>硫醚>噻吩>苯丙噻吩>二甲基二苯并噻吩>炔烃>二烯烃>单烯烃>烷烃。</p><p class="ql-block"> 加氢催化剂的选择性本质上玩的就是吸附和脱附两个选择性，这是两个关键的化学过程。所以，提高催化剂的选择性是选择性反应的核心。</p><p class="ql-block">《图片:作者在永坪炼油厂指导工业装置催化剂装填》</p> <p class="ql-block"> 目前，工业加氢装置有哪些主要的选择性加氢工艺技术呢？</p><p class="ql-block">1，催化汽油的选择性加氢技术；</p><p class="ql-block">2，重整生成油的选择性加氢技术；</p><p class="ql-block">3，裂解汽油的选择性加氢技术；</p><p class="ql-block">4，丙烷脱氢原料的选择性加氢技术；</p><p class="ql-block">5，C4馏分的选择性加氢技术；</p><p class="ql-block">6，芳烃油的选择性加氢脱硫技术；</p><p class="ql-block"> 以上这些选择性加氢技术均已大量工业化，成熟可靠，欢迎选用！</p><p class="ql-block">《图片:作者在为亨润德集团进行技术服务》</p> <p class="ql-block"> 【结束语】</p><p class="ql-block"> 随着炼化一体化进展以及大型化，催化裂解、乙烯裂解装置这些能够产生含烯烃的装置都配备选择性加氢装置，无论是装置数量还是处理能力都非常客观，此外还有一些老旧装置由于节能和环保的需求，也要配备一些选择性加氢单元，因此，做好选择性加氢技术大有可为！</p><p class="ql-block"> 无论是加氢精制还是加氢裂化，我们都非常愿意为广大开明用户提供先进技术和优质服务，让加氢反应一直朝着我们期望的方向前进，力争经济效益最大化！</p><p class="ql-block">《图片:作者在俄罗斯天然气工业股份有限公司萨拉瓦特石化厂留影》</p>