前言
石油是石油化工行业生产的主要原料,受到石油资源属于稀缺资源的影响,在进行生产的过程中,必须要提升石油资源的利用效率。石油化工生产中利用的主要技术为催化精馏技术,通过此种技术的应用,有效地提升了生产效率和生产质量,然而与发达国家相比,我国的应用水平还比较低,还需要进行进一步的研究。
1催化精馏技术的特点
催化精馏属于反应精馏中的一种,通常来说,催化反应过程和精馏分离过程是两个相互独立的过程,而在催化精馏技术中,将这两个过程结合到一起,在同一个设备中进行。与传统的催化反应和精馏分离进行相比,催化精馏技术具备以下特点:第一,选择性好,对于连串反应,如果中间产品是目标产物,那么通过此种技术,在进一步反应发生之前,中间产品就已经离开催化剂床层;第二,转化率高,对于可逆反应,反应产物的分离速度是非常快的,由此一来,反应就向着正方向发展,而且热力学平衡的限制并不会起到作用,促使完全转化的实现成为可能,提高了转化的效率;第三,能耗低,对于放热反应,其所释放出来的热量会被充分的利用,促进精馏分离的进行,这样一来,就可以显著降低生产能耗[1];第四,设备投资少,催化精馏塔是此项技术所采用的设备,而且只需使用这一个设备即可,大幅度减少了设备投资,同时,将催化反应过程和精馏分离过程结合到一起,有效的将流程简化,提升了工艺生产的效率,也加快了生产的速度,以更少的时间完成生产任务。除了这四个显著的特点之外,在反应的过程中,温度的可控性是比较强的,有效的避免了“飞温”问题。
2催化精馏技术在石油化工中的应用
2.1醚化反应
首先是甲基叔丁基醚的合成,醚化过程应用催化精馏技术始于20世纪后期,由美国化学研究特许公司来进行,在酸性阳离子交换树脂的作用之下,反应通过混合碳四和甲醇来实现,提高了合成的有效性。我国在进行甲基叔丁基醚合成时,催化精馏技术的应用时间要晚于国外,在应用的企业中,最为广泛的就是齐鲁石化公司,通过此项技术的应用,该公司的生产能力得到显著的提升,为公司带来可观的经济效益。其次是乙基叔丁基醚的合成,乙基叔丁基醚是经过调和之后形成的,原料为高辛烷值汽油,此种汽油的性能非常好,在合成时,产生的污染比较小,通过催化精馏技术的应用及推动,工业化生产已经逐步的实现。最后是二醇醚合成,常见的二醇醚类物质为电泳漆溶剂,此种溶剂具有比较高的致癌性,随着科学技术的进步,二醇醚被替换为丙二醇醚,同时,应用了催化精馏技术,由此一来,在进行合成的过程中,减少了副产物的生成,而且二次反应也得到了有效的抑制。
2.2酯交换反应
在进行乙酸正丁酯制备时,应用了催化精馏技术,通过酯交换方法,完成物质的制备,进而用于石油化工生产。实际上,乙酸正丁酯是一种有机化工材料,在石油化工生产中有着非常重要的作用,在催化精馏技术的作用下,乙酸甲酯的转化效率得到了显著的提升[2]。
2.3水解反应
在传统的水解技术中,水解率是比较低的,在进行回收时,所需消耗的能源是非常多的,在反应的过程中,需要经过多道工序,具备的复杂性比较高。在应用了催化精馏技术之后,传统水解反应中存在的问题得到了有效的缓解,不仅能耗显著的降低,同时,水解率也得到了提升。
2.4加氢反应
在加氢反应中,通过催化精馏技术的应用,生产物的生产数额可以显著提升,同时,资金投入可以有效地降低,催化剂的使用年限也实现了延长。此外,脱出化合物过程也可以应用此项技术,比如加氢、苯加氢[3]。苯含量是衡量汽油质量的一个重要指标,在进行加氢反应时,重新组合了甲苯和二甲苯等物质,这样一来,辛烷值的危害成分就可以有效降低,保证汽油的质量。
2.5烷基化反应
汽油的爆炸点比较低,为了尽量降低汽油发生爆炸的可能,在汽油中加入了乙苯,除了此项性能之外,乙苯也是溶剂中间体,通过催化精馏技术的应用,泡点温度不会影响反应温度,由此一来,反应区热点问题就可以有效地避免,将催化剂的使用年限显著提升。
3结论
在工业不断繁荣的过程中,石油化工行业的生产受到了广泛的重视,为了提升生产效率,加强生产质量,在生产时应用了催化精馏技术。当前,我国催化精馏技术的研究还处于起步阶段,需要我国不断地加大研究的力度,从而更好地发挥催化精馏技术在石油化工中的作用。
作者:胡启明 单位:九江石化设计工程有限公司